水電站遠(yuǎn)程集控運(yùn)行技術(shù)探討

聶 衡

（廣東水電二局股份有限公司，湖南 懷化 418199）

1 水電站遠(yuǎn)程集控模式的的概念

水電站遠(yuǎn)程集控是利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)水電站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。水電站集控系統(tǒng)對(duì)調(diào)度水庫的工作和監(jiān)控、運(yùn)行電站設(shè)備的工作進(jìn)行集中控制，調(diào)度指令都由水電站集控中心負(fù)責(zé)，即對(duì)命令進(jìn)行統(tǒng)一的接收和執(zhí)行。水電站集控中心的建立有效解決了各流域水資源不統(tǒng)一的問題，將各個(gè)流域進(jìn)行了統(tǒng)一的管理和控制，提升了水資源的利用效率，符合綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的國家政策，還有利于充分發(fā)揮水電站的綜合作用[1]。

2 水電站遠(yuǎn)程集控模式的分類

2.1 調(diào)度中心

調(diào)度中心主要負(fù)責(zé)對(duì)水電站的運(yùn)行方式進(jìn)行協(xié)調(diào)和監(jiān)測(cè)。此外，調(diào)度中心還負(fù)責(zé)指導(dǎo)所管轄水電站的負(fù)荷分配和統(tǒng)籌運(yùn)行的工作，其中比較簡單的工作是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能是否正常。各個(gè)階梯電站的控制功能都是相對(duì)獨(dú)立的，調(diào)度中心可以直接對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)，這也是集控中心比較基礎(chǔ)的階段，屬于初級(jí)階段。

2.2 控制中心

控制中心是對(duì)流域水電站進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，主要負(fù)責(zé)調(diào)整負(fù)荷、監(jiān)測(cè)運(yùn)行及與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)等工作。所有工作由調(diào)度中心統(tǒng)一負(fù)責(zé)，控制中心擁有完整的監(jiān)控系統(tǒng)，電調(diào)和水調(diào)都是獨(dú)立的，兩者互不干擾。電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)是控制中心直接面對(duì)的，屬于集控中心的中級(jí)階段。

2.3 運(yùn)行管理中心

運(yùn)行管理中心是在控制中心的基礎(chǔ)上對(duì)各電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效的整合，其中包括監(jiān)測(cè)大壩系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)等；將信息進(jìn)行綜合利用和共享，有利于對(duì)所管轄的水電站進(jìn)行有效的監(jiān)管和控制，提高工作效率；將水電站進(jìn)行統(tǒng)一管理，減少人力資源和自然資源的浪費(fèi)，優(yōu)化水電站的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于集控中心的高級(jí)階段。

3 水電站遠(yuǎn)程集控的技術(shù)條件

（1）水電站的設(shè)計(jì)和建設(shè)要求以監(jiān)控值班模式運(yùn)行，要對(duì)老舊電站設(shè)備加大技術(shù)升級(jí)力度，要逐一排查對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成影響的大概率問題，在未來科技主導(dǎo)的新時(shí)代提升水電站自動(dòng)化科技能力。主要做好設(shè)備勵(lì)磁、升級(jí)設(shè)備精度及機(jī)械設(shè)備調(diào)配自動(dòng)化運(yùn)營建設(shè)等。在提升技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)加大一次升級(jí)到位的概率，滿足無人化工作的技術(shù)條件，搜集詳細(xì)安全運(yùn)營參數(shù)，改造機(jī)電裝備過程中發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，將誤報(bào)率降到最低。

（2）需要在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信設(shè)備、主機(jī)系統(tǒng)及交換機(jī)等進(jìn)行冗余配置，需要利用雙電源供電，并且滿足n-1的要求，避免因個(gè)別設(shè)備的問題帶動(dòng)影響整個(gè)設(shè)備的正常工作。必須嚴(yán)格操作電腦網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)盡可能選擇經(jīng)過認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)備產(chǎn)品。

（3）完善計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)功能，拓寬監(jiān)控范圍，監(jiān)視機(jī)組的蠕動(dòng)、機(jī)組震動(dòng)及攔污柵壓差等安全情況，分析機(jī)組運(yùn)行中的問題，靈活調(diào)整監(jiān)視的畫面，凸顯監(jiān)控的重點(diǎn)，要保證設(shè)備監(jiān)控的有效性；建立冗余雙通信通道，通道的真實(shí)性和時(shí)間的切換以及誤碼率都要滿足達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控響應(yīng)時(shí)間和數(shù)據(jù)量的基本要求，實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)通道的運(yùn)行情況，保證設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)報(bào)備[2]。

（4）集控中心要設(shè)有多個(gè)外來供電電源，最低要超過2個(gè)，最佳的供電狀態(tài)便是3個(gè)回路的設(shè)計(jì)。為了不對(duì)正常供電造成影響1條回路檢修時(shí)，其他2條回路也可以進(jìn)行工作和供電。同時(shí)，需要配置后置容量超過8 h的電池。

（5）要嚴(yán)格執(zhí)行水電站科學(xué)管理的運(yùn)營模式，控制設(shè)備必須按照規(guī)章執(zhí)行，設(shè)置操作權(quán)時(shí)要以LCU為單位，要在電廠施工現(xiàn)場進(jìn)行切換操作。

（6）操作失誤的措施。按照水電站措施，在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)，由單個(gè)操作系統(tǒng)單獨(dú)完成任務(wù)，因此調(diào)錯(cuò)畫面或者選錯(cuò)畫面對(duì)象的情況在計(jì)算機(jī)圖形化平面操作的過程中難免發(fā)生，電廠選擇錯(cuò)誤的情況也時(shí)有發(fā)生，尤其是在進(jìn)行多廠集控管理時(shí)。因此，每一個(gè)工作臺(tái)位都需要安排一位工作人員進(jìn)行確認(rèn)，確保操作的正確性。此外，為了防止誤操作的情況持續(xù)發(fā)生，還要求設(shè)置語音文字的提醒。

（7）必須配備應(yīng)急保障人員，需要嚴(yán)格遵守水電站遠(yuǎn)程集控的配置要求，以保證設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠得到有效和及時(shí)地解決，確保集控中心的工作能夠有效進(jìn)行。應(yīng)該在每個(gè)崗位都設(shè)置守護(hù)人員，如值班室。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，守護(hù)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。電廠內(nèi)的關(guān)鍵畫面需要及時(shí)傳送到集控中心，關(guān)鍵畫面包括開停機(jī)環(huán)節(jié)的設(shè)備、工業(yè)電視系統(tǒng)水位標(biāo)尺、集水井及水機(jī)室等，以提升安全生產(chǎn)水平，縮小異地距離感，使得遠(yuǎn)程集控聯(lián)系更加密切。

4 水電站遠(yuǎn)程集控技術(shù)的重點(diǎn)管理

水電站遠(yuǎn)程集控運(yùn)行工作的重點(diǎn)主要是調(diào)整負(fù)荷、監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況及解決操作過程中出現(xiàn)的異常情況，如日常監(jiān)控和調(diào)整負(fù)荷的異常狀況。設(shè)備操作的主要目的是順利并且成功地完成目標(biāo)任務(wù)，設(shè)備操作通常是分階段進(jìn)行的。水電站遠(yuǎn)程集控中心運(yùn)行的過程中，由電網(wǎng)EMS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)下達(dá)AGC功能電廠負(fù)荷給定值，整個(gè)過程不需人為操作，都是自動(dòng)化進(jìn)行。

操作過程中，遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)可以通過人機(jī)界面進(jìn)行，所以對(duì)監(jiān)控畫面有著較高要求，如清晰度高、畫面完整、色彩飽和度達(dá)標(biāo)、畫面切換與銜接流暢不卡頓及畫面不得扭曲變形等。畫面中一定要將現(xiàn)場的狀況和邏輯體現(xiàn)出來。

對(duì)于信息的上傳需要進(jìn)行篩選或核對(duì)。當(dāng)信息量比較大時(shí)，可以先進(jìn)行優(yōu)化和處理，然后進(jìn)行上傳，或者可以通過發(fā)電機(jī)定子線圈溫度的設(shè)置，使用排序高的三點(diǎn)上傳，上傳信息的重點(diǎn)，過濾沒用的垃圾信息，以減少監(jiān)控人員的信息壓力，降低信息干擾，使設(shè)備的安全性和有效性得到大幅提升[3]。

監(jiān)視主要包括安全監(jiān)視、過程監(jiān)視及經(jīng)常性監(jiān)視3種類型，根據(jù)不同顏色區(qū)分管理故障的相應(yīng)等級(jí)。其中，安全監(jiān)視主要分為故障監(jiān)視和非故障監(jiān)視兩種，能夠應(yīng)急響應(yīng)突發(fā)事件，并做出處理。過程監(jiān)控主要有調(diào)節(jié)過程、操作過程以及設(shè)備整個(gè)操作規(guī)范過程，也包括開停機(jī)監(jiān)控。所有監(jiān)控過程在一個(gè)工作周期結(jié)束后才能停止監(jiān)控工作，同時(shí)要及時(shí)干預(yù)監(jiān)控過程中遇到的問題。經(jīng)常性監(jiān)控主要包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、含電設(shè)備及通道3個(gè)部分。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)管理主要包括操作權(quán)和控制權(quán)管理、AVC功能和AGC功能調(diào)節(jié)。

5 結(jié) 論

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國的水電站設(shè)備不斷更新，水電站的自動(dòng)化技術(shù)也不斷提高，可靠性和安全性達(dá)到了較高的水平。水電站遠(yuǎn)程集控中心是一個(gè)很好的發(fā)展模式。水電站遠(yuǎn)程集控運(yùn)行管理系統(tǒng)在工作運(yùn)行中，要充分發(fā)揮集控中心的協(xié)調(diào)調(diào)度能力，更好地為水電站機(jī)組正常運(yùn)行服務(wù)，提升工作效率，確保電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到提高。