東山水力發(fā)電廠梯級(jí)電站群集控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

□盧 興 印小軍 陳雨晴 陳敬松 姚丁勤

東山水力發(fā)電廠梯級(jí)電站群集控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

□盧 興 印小軍 陳雨晴 陳敬松 姚丁勤

電站群集控系統(tǒng)是地區(qū)型、流域型電站群減員增效、由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變的有效手段。集控系統(tǒng)改造和建設(shè)大大提高了電站自動(dòng)化水平，簡(jiǎn)化了電站日常運(yùn)行管理，提高了工作效率，節(jié)省了運(yùn)行管理成本。

梯級(jí)電站；電站群集控；遠(yuǎn)程自動(dòng)控制

重慶東山水力發(fā)電廠位于重慶市武隆縣，有三座水電站，共裝機(jī)5臺(tái)，總裝機(jī)容量1230kW。電站建于上世紀(jì)80年代，設(shè)備老舊，手動(dòng)操作，存在不安全因素。該電站抓住2012年小水電增效擴(kuò)容的機(jī)遇，進(jìn)行了電站技術(shù)改造。按照“無(wú)人值班（少人值守）”的原則設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在集控中心對(duì)一、二、三級(jí)電站的集中監(jiān)視控制、視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)梯級(jí)電站群的遠(yuǎn)程可視化自動(dòng)化操作、遠(yuǎn)程管理。

1.集控系統(tǒng)

梯級(jí)電站群集控系統(tǒng)包括：現(xiàn)地機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)、骨干通信網(wǎng)絡(luò)、水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)等系統(tǒng)。

電站群集控系統(tǒng)的功能包括以下4個(gè)方面。一是遠(yuǎn)程集中監(jiān)視功能。電站群集控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組、升壓變電站、調(diào)速器及輔助設(shè)備的各種電氣量、非電量的運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)視、報(bào)警和記錄等。電站群集控系統(tǒng)可以對(duì)于主廠房、升壓變電站、前池、廠房大門(mén)等重要位置進(jìn)行實(shí)時(shí)畫(huà)面監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠房?jī)?nèi)重要設(shè)備的可視化操作。二是遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)功能。電站群集控系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制包括以下幾個(gè)方面：遠(yuǎn)程開(kāi)、停機(jī)自動(dòng)控制；遠(yuǎn)程緊急停機(jī)；遠(yuǎn)程負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)。三是保護(hù)功能。電站群集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了完善的保護(hù)流程，保證在水輪機(jī)組發(fā)生故障或事故時(shí)，能夠可靠動(dòng)作，切除故障或事故設(shè)備，并且及時(shí)將故障、事故相關(guān)信號(hào)上報(bào)集控中心，保證設(shè)備安全。四是遠(yuǎn)程管理與統(tǒng)計(jì)功能。電站群集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，完成相關(guān)數(shù)據(jù)記錄儲(chǔ)存，系統(tǒng)可以通過(guò)圖形、曲線、趨勢(shì)線、報(bào)表等方式顯示、查詢、打印歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)與信息。歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間至少2年，重要數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)儲(chǔ)，用于存檔，便于管理人員的信息收集和統(tǒng)計(jì)分析。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 通信網(wǎng)絡(luò)

東山水力發(fā)電廠梯級(jí)電站采用專(zhuān)用自建光纖局域網(wǎng)，架設(shè)專(zhuān)用光纖線路。一級(jí)站至二級(jí)站通過(guò)12芯光纖連接，二級(jí)站至三級(jí)站采用24芯光纖連接，三級(jí)站至集控中心采用24芯光纖連接。二級(jí)站、三級(jí)站光纖連接處采用耦合器耦合，這樣就通過(guò)光纖將所有電站連成一個(gè)局域網(wǎng)。光纖通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)帶寬高，可以傳輸電站監(jiān)控信號(hào)和視頻信號(hào)，通訊穩(wěn)定，不受電磁干擾。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

梯級(jí)電站集控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包含電站群集控計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與電站群集控視頻監(jiān)控系統(tǒng)，兩網(wǎng)設(shè)備完全獨(dú)立，避免相互影響。

重慶東山水力發(fā)電廠梯級(jí)電站群集控計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用高速、星型光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)分主控級(jí)和現(xiàn)地控制級(jí)（LCU）兩層。集控中心配置兩臺(tái)主機(jī)/兼操作員工作站（兼作主機(jī)），運(yùn)行水電站監(jiān)控系統(tǒng)軟件，對(duì)全廠主要機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，對(duì)所有機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)視。各電站分別設(shè)置一面通信柜，每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一面現(xiàn)地智能控制柜。通信柜內(nèi)安裝通信服務(wù)器，完成與現(xiàn)地智能控制器、調(diào)速器、電能表等其他智能儀表的通信，直接監(jiān)控被控設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程?，F(xiàn)地智能控制柜采用PAS661A水電機(jī)組自動(dòng)發(fā)電智能控制器為核心控制器，完成發(fā)電機(jī)組開(kāi)停機(jī)全自動(dòng)控制、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制、水輪機(jī)調(diào)速控制、全自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘、發(fā)電機(jī)微機(jī)繼電保護(hù)、測(cè)溫、計(jì)量、數(shù)字儀表、智能診斷、遠(yuǎn)方交互等功能。

電站群視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備（光端機(jī)）、硬盤(pán)錄像機(jī)、控制鍵盤(pán)、監(jiān)視器等部分組成。前端設(shè)備配置有球形攝像機(jī)、槍型攝像機(jī)。在廠房?jī)?nèi)配置球形攝像機(jī)，云臺(tái)支持360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，無(wú)監(jiān)視盲區(qū)。升壓變電站、電站前池、廠房大門(mén)配置固定槍形攝像機(jī)，具有夜視紅外功能，夜晚仍能繼續(xù)監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況。硬盤(pán)錄像機(jī)負(fù)責(zé)完成前端設(shè)備和圖像切換的控制、全方位云臺(tái)的控制、視頻圖像存儲(chǔ)等功能。硬盤(pán)錄像機(jī)配置16TB硬盤(pán)，視頻圖像可以存儲(chǔ)3個(gè)月。

電站群集控計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用以太網(wǎng)光纖收發(fā)器單獨(dú)組網(wǎng)；電站群集控視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用光端機(jī)單獨(dú)組網(wǎng)。

3.應(yīng)用效果

目前，全國(guó)正在進(jìn)行新一輪小水電增效擴(kuò)容改造，電站自動(dòng)化的建設(shè)也面臨著最好的機(jī)遇。電站群集控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人值班（少人值守）”，是地區(qū)型、流域型電站群減員增效、由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變的有效手段。東山水力發(fā)電廠梯級(jí)電站通過(guò)集控系統(tǒng)改造和建設(shè)大大提高了電站自動(dòng)化水平、運(yùn)行安全性、可靠性，簡(jiǎn)化了電站日常運(yùn)行管理工作，提高工作效率，節(jié)省了運(yùn)行管理成本，提高了電站經(jīng)濟(jì)效益，為后續(xù)電站的自動(dòng)化系統(tǒng)改造建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)?！?/p>

2016-08-01

盧 興，男，漢族，鈦能科技股份有限公司，工程師。

印小軍，男，漢族，鈦能科技股份有限公司，助理工程師。

陳雨晴，女，漢族，鈦能科技股份有限公司，助理工程師。

陳敬松，男，漢族，鈦能科技股份有限公司，助理工程師。

姚丁勤，女，漢族，鈦能科技股份有限公司，助理工程師。