水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

李金陽(yáng)

摘要：隨著水電站建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，在一定程度上增加了水電站綜合管理的難度，再加上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在水電站管理中逐漸開(kāi)始應(yīng)用遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)，這對(duì)促進(jìn)水電站更好的發(fā)展具有重要的意義和作用。本文主要是對(duì)水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)組成和管理范圍、對(duì)水電遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用兩個(gè)方面做出了詳細(xì)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：水電站；遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)；系統(tǒng)組成；管理范圍；應(yīng)用

在水電站中加強(qiáng)對(duì)遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，就能夠統(tǒng)一集中管理一定范圍內(nèi)的水電站，并且控制中心還具有對(duì)應(yīng)的指揮和調(diào)度權(quán)利，有效監(jiān)督水電站發(fā)電情況以及設(shè)備運(yùn)行情況，進(jìn)而合理的發(fā)布相應(yīng)的調(diào)度指令，確保水電站能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

一、水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)組成和管理范圍

（一）水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)組成

在水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)中，集控中心是指揮部門，并且能夠與各水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，對(duì)水電站中各系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而合理的指揮和管理梯級(jí)水電站。在這種管理方式下，水電站運(yùn)行對(duì)人力資源的依賴大大減少，進(jìn)而降低其運(yùn)行成本[1]。利用計(jì)算機(jī)對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控，就能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守或少人值守，這樣一來(lái)，在每一個(gè)水電站都可以在控制中心之外，設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并在系統(tǒng)內(nèi)連接所有設(shè)備。另外，還需要設(shè)置綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)、點(diǎn)能量采集系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，其中綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)水電站中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理，電能量材料系統(tǒng)對(duì)收集到的信息進(jìn)行管理，而顯示系統(tǒng)不僅僅需要分析所收集到的數(shù)據(jù)，同時(shí)還需要在大屏幕中顯示出來(lái)。

（二）水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的管理范圍

水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的控制范圍為：按照用電需求，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)能夠下達(dá)相應(yīng)的調(diào)度命令，然后各水電站在接收到指令后機(jī)組就會(huì)開(kāi)始執(zhí)行相應(yīng)的指令，并通過(guò)手動(dòng)調(diào)整或自動(dòng)調(diào)整來(lái)對(duì)有功功率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的改變，只會(huì)相應(yīng)泄洪閥門。其中具體的監(jiān)視范圍包括各水電站、發(fā)電設(shè)備以及發(fā)電機(jī)組的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等，泄洪閥門與電力輸送狀況以及水庫(kù)中的水文數(shù)據(jù)[2]。通過(guò)這種方式就能夠有效排除各環(huán)節(jié)中的異常情況，相關(guān)工作人員就能夠通過(guò)警告掌握故障具體位置，然后進(jìn)行應(yīng)急指揮。

二、對(duì)水電遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）各水電站與集控中心之間的通信

只有當(dāng)各水電站與集控中心之間實(shí)現(xiàn)通信，才為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程控制提供了依據(jù)。一般在系統(tǒng)中常用的通信通道主要包括以下幾種方式：一是通信實(shí)現(xiàn)的主要方式，即電網(wǎng)專用通道；二是通信實(shí)現(xiàn)的備用傳輸方式，即電信網(wǎng)絡(luò)通道，該通道是在主通道發(fā)生異常情況之后，才會(huì)啟用；三也是一種備用傳輸方式，即衛(wèi)星通信，這主要是在前兩種通信方式都出現(xiàn)問(wèn)題后才會(huì)被啟用，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)有備無(wú)患[3]。在傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中，可以根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整通道，這對(duì)增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸安全性具有重要作用，并且還具有故障報(bào)警功能。只要控制中心和水電站都在受控范圍內(nèi)，就能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，作為客服端，集控中心能夠?qū)㈡溄诱?qǐng)求發(fā)送出去，并實(shí)時(shí)監(jiān)控通信鏈接情況，一旦出現(xiàn)異常情況，就能夠在第一時(shí)間切換成無(wú)擾狀態(tài)，發(fā)出警告信號(hào)。

（二）控制策略

目前在水電站集控中心中所應(yīng)用的控制策略主要有三種：一是能夠分層控制所有水電站，這對(duì)水電站信息監(jiān)控系統(tǒng)的完整性要求比較高，并且還能夠與集控中心之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，其場(chǎng)站中的控制層包括調(diào)度層、集控層、現(xiàn)場(chǎng)層三個(gè)，監(jiān)控系統(tǒng)為閉環(huán)調(diào)節(jié)過(guò)程提供支撐。二是在各水電站管理過(guò)程中，集控中心需要明確區(qū)分操作權(quán)和控制權(quán)，其中各控制層是由控制部門管理，而操作則是在控制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)[4]。三是還需要有效管理老水電站，并逐漸實(shí)現(xiàn)老水電站中監(jiān)督管理系統(tǒng)的完善，按照相關(guān)對(duì)規(guī)定要求設(shè)置操作權(quán)和控制權(quán)，聯(lián)系集控中心。

（三）探索和完善控制模式

在建設(shè)完集控模式之后，相關(guān)人員還需要根據(jù)水電站的實(shí)際情況加強(qiáng)探索、研究，促進(jìn)控制模式的進(jìn)一步完善，進(jìn)而擴(kuò)大系統(tǒng)應(yīng)用范圍。

1、擴(kuò)大控制范圍。目前在系統(tǒng)管理中，已經(jīng)開(kāi)始加入部分新建水電站或經(jīng)過(guò)改造的老水電站，在一定程度上改變了值守人員工作的性質(zhì)，其中表現(xiàn)最顯著的主要是在監(jiān)督設(shè)備運(yùn)行中需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)。隨著監(jiān)控系統(tǒng)不斷提高的自動(dòng)化水平，已經(jīng)逐漸發(fā)展為無(wú)人值守模式，在監(jiān)控信息中除了包括原先的故障信號(hào)信息、設(shè)備參數(shù)信息等，還包括影響組織工況變化的監(jiān)控信息。系統(tǒng)一方面需要針對(duì)設(shè)備中出現(xiàn)的異常情況發(fā)出警告信息，同時(shí)還需要對(duì)機(jī)組中溫度、水、油等參數(shù)變化信息進(jìn)行收集，并根據(jù)收集到的各種信息將異?，F(xiàn)象出現(xiàn)的原因分析出來(lái)，這是做好后續(xù)調(diào)度和處理工作的基礎(chǔ)保障。另外，為了減少值守人員的工作量，還需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化監(jiān)控內(nèi)容，并將相應(yīng)的計(jì)算內(nèi)容添加到系統(tǒng)當(dāng)中，以便系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算和分析所收集到的信息，全面的反映出機(jī)組或設(shè)備的趨勢(shì)、狀態(tài)[5]。

2、完善控制功能。通過(guò)不斷完善的控制功能，水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化集中性的特點(diǎn)得到了進(jìn)一步凸顯，實(shí)現(xiàn)水電合一。系統(tǒng)只有在對(duì)各水電站水情有全面的掌握，如機(jī)組流量情況、水位上升或下降情況等，并了解用電需求之后，才能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的資源進(jìn)行合理調(diào)度。同時(shí)在發(fā)展水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)程中，還需要加強(qiáng)對(duì)一些高級(jí)功能的開(kāi)發(fā)，促進(jìn)其自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提升。比如可以直接加工在現(xiàn)場(chǎng)感知到的相關(guān)系統(tǒng)，得出正確的負(fù)荷波動(dòng)以及振動(dòng)擺動(dòng)信息，確保系統(tǒng)能夠始終正常運(yùn)行。隨著不斷擴(kuò)大的系統(tǒng)應(yīng)用范圍，還需要修改相應(yīng)的系統(tǒng)軟件規(guī)范，尤其是對(duì)于新建的水電站來(lái)說(shuō)，可以在系統(tǒng)中應(yīng)用離線背靠背調(diào)試方式，在控制系統(tǒng)中接入機(jī)組。如果系統(tǒng)已經(jīng)完成規(guī)劃，則在投產(chǎn)的過(guò)程中就能夠直接修改或完善機(jī)組，并在線調(diào)試機(jī)組，集中改造數(shù)據(jù)軟件，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理建設(shè)，避免影響機(jī)組的正常運(yùn)行。綜上所述，在水電站中應(yīng)用水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)，就能夠統(tǒng)一管理，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮、調(diào)度以及監(jiān)控，為水資源發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度計(jì)劃的制定提供參考依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)資源的有效利用，同時(shí)還有助于減少發(fā)電成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔少華.井下排水遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用[J].河南科技，2017，07

[2]王昭雷，王建樹(shù)，張惠山.變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)信息在線分析及故障診斷定位系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2016，29

[3]謝晨.井下排水遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2016，01

[4]王勝利，胡振龍.遠(yuǎn)程自動(dòng)化集控系統(tǒng)在集中供熱管理中的應(yīng)用[J].節(jié)能，2011，30endprint