關(guān)于水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化運(yùn)程診斷系統(tǒng)的研究

鈕月磊

摘要：在水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，水電設(shè)備集成化遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)是其發(fā)展的必然，也是對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢修的客觀需求，隨著網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的快速發(fā)展，水電設(shè)備集成化遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)也得到了空前的進(jìn)步與完善，本文就對(duì)我國(guó)現(xiàn)行的水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)來(lái)看，在監(jiān)測(cè)和診斷中需要對(duì)水電站及電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行充分考慮。

關(guān)鍵詞：水電站；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)；集成化；

設(shè)備檢測(cè)與診斷技術(shù)的發(fā)展歷史較為悠久，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及其遠(yuǎn)程控制技術(shù)的發(fā)展，并引進(jìn)了系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、智能傳感技術(shù)等，促進(jìn)了故障診斷技術(shù)的發(fā)展更加完善[1]。當(dāng)前水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括內(nèi)容有變壓器、發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)、高壓電纜等，在水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班的運(yùn)行模式，并廣泛應(yīng)用了計(jì)算機(jī)監(jiān)控和狀態(tài)機(jī)監(jiān)測(cè)等自動(dòng)化技術(shù)，為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定提供了一句，并對(duì)設(shè)備的狀態(tài)檢修工作奠定基礎(chǔ)。

一、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

（一）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

水電站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化主要是通過(guò)設(shè)備開(kāi)放式分布的在線診斷和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并結(jié)合電廠生產(chǎn)調(diào)度、管理信息系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)水電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)，通過(guò)廣域接口到遠(yuǎn)程診斷維護(hù)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷，提高電網(wǎng)管理效率。總體來(lái)看，水電站設(shè)備狀態(tài)機(jī)監(jiān)測(cè)集成化遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)時(shí)一個(gè)整體性的網(wǎng)絡(luò)模式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有三個(gè)部分，一，水電廠運(yùn)行機(jī)組設(shè)備的監(jiān)測(cè)單元，在現(xiàn)場(chǎng)總線上對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)單元的信號(hào)進(jìn)行集中采集與處理，并將其統(tǒng)一輸送到機(jī)組綜合監(jiān)測(cè)診斷服務(wù)器中；二，將機(jī)組綜合監(jiān)測(cè)的診斷信號(hào)價(jià)輸送到數(shù)據(jù)服務(wù)器和廠級(jí)維護(hù)工作站中；三是通過(guò)廣域網(wǎng)和Web服務(wù)器將局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器信號(hào)出送到遠(yuǎn)程診斷維護(hù)工作站中[2]。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上構(gòu)成多層次的水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)，以水電站機(jī)組監(jiān)測(cè)診斷及維護(hù)工作站、遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)管理中心，水電廠的局域網(wǎng)診斷與監(jiān)測(cè)工作站為主，對(duì)水電設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行多層級(jí)診斷與維護(hù)，并通過(guò)電廠的局域網(wǎng)及信息管理系統(tǒng)將信號(hào)輸送到省級(jí)電力控制系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度與管理。

（二）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

從水電站的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)看，在管理模式的布置上實(shí)現(xiàn)了易于運(yùn)作、靈活可靠的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，將運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)測(cè)、診斷、維護(hù)與管理形成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，使項(xiàng)目、功能及目標(biāo)集成，以現(xiàn)場(chǎng)的總線為紐帶，構(gòu)成智能化和開(kāi)放性的信息系統(tǒng)[3]。在這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下在對(duì)水電站設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與診斷過(guò)程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累、通信與信息交流，最終實(shí)現(xiàn)信息資源共享，有利于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化診斷。

二、遠(yuǎn)程診斷實(shí)施

（一）全開(kāi)放分布式狀態(tài)監(jiān)測(cè)

在對(duì)水電站設(shè)備進(jìn)行異地遠(yuǎn)程診斷過(guò)程中主要是通過(guò)全開(kāi)放分布式的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這一系統(tǒng)的建立標(biāo)志這我國(guó)當(dāng)前水電廠局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行異地遠(yuǎn)程診斷，并充分利用多個(gè)技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使系統(tǒng)診斷效率和診斷準(zhǔn)確性都得到明顯的提高。由于該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)布置上是全開(kāi)放和分布式的，其實(shí)用性和拓展性能良好，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線上對(duì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容及項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)監(jiān)測(cè)要求對(duì)其不斷完善與豐富，并兼容其他廠家的各種產(chǎn)品，使功能性得到擴(kuò)張和延續(xù)，為水電站的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供平臺(tái)。

（二）集成化系統(tǒng)

水電站對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷過(guò)程中通過(guò)實(shí)行水電設(shè)備的集成化系統(tǒng)，根據(jù)維護(hù)管理需求，建立預(yù)測(cè)維修制度。而集成化系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息及項(xiàng)目?jī)?nèi)容的集成化、水電站局域網(wǎng)功能系統(tǒng)集成化、以及機(jī)組運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、診斷與管理的集成。而實(shí)現(xiàn)集成化系統(tǒng)首先需要建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本項(xiàng)目的的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、目標(biāo)功能及數(shù)據(jù)信息的集成，進(jìn)而對(duì)水電站設(shè)備運(yùn)行的控制、管理與維護(hù)，達(dá)到信息交流、資源共享和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊的目的，從而整體上提高其性能和利用率，為水電站的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)[4]。在集成化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)傳輸與管理及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建立，在具體實(shí)施中應(yīng)分層和分步進(jìn)行，首先應(yīng)對(duì)狀態(tài)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)內(nèi)容和信息集成，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊完成后，并確定網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理之間有良好的移植性和互用性，才能實(shí)現(xiàn)水電站局域網(wǎng)各種功能系統(tǒng)之間的集成，在局域網(wǎng)中投入水電站的計(jì)算機(jī)檢修管理系統(tǒng)，并與各個(gè)功能系統(tǒng)之間設(shè)置接口，達(dá)到對(duì)水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷與維護(hù)管理工作的集成性。

（三）數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)化

遠(yuǎn)程診斷的實(shí)施基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)化，為了對(duì)信息交流、數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等問(wèn)題加以解決，研究水電設(shè)備集成化系統(tǒng)的管理模式，就需要確保數(shù)據(jù)通訊之間互不干擾，并具有良好的互用性，這也是數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)的重要任務(wù)目標(biāo)。數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)化主要是指數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)及方法庫(kù)在建立過(guò)程中都與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求相符合，并支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全開(kāi)放和分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)，并確保數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)格式規(guī)范、統(tǒng)一，才能得到數(shù)據(jù)兼容和數(shù)據(jù)共享的目的[5]。在遠(yuǎn)程診斷網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，水電站局域網(wǎng)維護(hù)工作站和設(shè)備診斷主站都應(yīng)建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，通過(guò)人工智能技術(shù)來(lái)提取和挖掘數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷的目的。

結(jié)語(yǔ)：

水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成化遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)涉及到多個(gè)領(lǐng)域及多個(gè)學(xué)科，具有一定的復(fù)雜性，本文通過(guò)對(duì)水電站診斷系統(tǒng)及集中監(jiān)測(cè)的研究，為行業(yè)建設(shè)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程分析與集成，使平臺(tái)系統(tǒng)更具有擴(kuò)展性和開(kāi)放性，是對(duì)多機(jī)組和多電站的狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng)的最佳解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭川，葉華文. 關(guān)于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在化工企業(yè)中的研究及應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古石油化工，2013，39（05）

[2]李玲. 關(guān)于在用鐵路大型起重設(shè)備安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)的思考[J]. 建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2009，22（09）：71-75

[3]. 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備與維修工程分會(huì)關(guān)于舉辦2011中國(guó)（北京）國(guó)際設(shè)備維護(hù)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷及維修技術(shù)展覽會(huì)的通知[J]. 設(shè)備管理與維修，2011，（02）：76

[4]蔡驥然，鄭永康，周振宇，劉明忠，孟雷，陳遲. 智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究綜述[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（06）endprint