信息化技術(shù)在小型水電站的應用要點分析

（臨武縣水利電力有限責任公司，湖南郴州 424300）

1 概 況

我國小型水電站比較多，分布于全國各個地區(qū)，小水電的開發(fā)和建設(shè)對我國清潔能源的建設(shè)有著至關(guān)重要的影響，推動了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，但是現(xiàn)有小型水電站大多設(shè)備陳舊，信息化技術(shù)應用程度低，對水利水電資源利用率低，發(fā)電效能差，自動化設(shè)備欠缺，管理也比較落后。雖然有一些小型水電站進行了信息化技術(shù)的優(yōu)化和新技術(shù)的引進，但是信息化技術(shù)管理還不完善，需要在引進新的信息化技術(shù)的同時，不斷加強設(shè)備的技改[1]，以促進小型水電站信息化建設(shè)，提升小型水電站對水利水電資源的利用能力，提高發(fā)電效能，整體改善電站的現(xiàn)代化管理水平。

1）管理層，小型水電站信息化系統(tǒng)主要包含管理層、傳輸層和生產(chǎn)層，主要負責綜合管理。管理層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備是通過傳輸層中的相關(guān)服務(wù)器和生產(chǎn)層中的相關(guān)服務(wù)器進行連接，與此同時還連接著外網(wǎng)中的設(shè)備。管理層的設(shè)備除監(jiān)控計算機和系統(tǒng)服務(wù)器以及調(diào)度員站外，還有WEB 服務(wù)器和手機終端及Pad 等[2]，利用中間部件等技術(shù)或計算機在通信的基礎(chǔ)上，對小型水電站各種運行數(shù)據(jù)進行采集和分析，經(jīng)過計算和統(tǒng)計，進行處理。對系統(tǒng)設(shè)備的自動控制可以實現(xiàn)設(shè)備的信息化管理與有效的故障診斷以及智能輔助決策，同時集成管理信息系統(tǒng)和電力市場信息系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)接口、調(diào)度和終端等，進行實時通信，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)交換，以及遠程服務(wù)管理。

2）傳輸層，主要負責信息的交換。傳輸層的組成部分主要是通信設(shè)備和通信線纜，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和路由以及控制，以通信協(xié)議為基礎(chǔ)，使小型水電站各信息設(shè)備之間的信息實現(xiàn)自動識別和信息實時交換。傳輸層不但包括小型水電站內(nèi)部各設(shè)備之間的通信，還包括監(jiān)控設(shè)備之間的通信、小型水電站和其它電站之間的通信，小型水電站和調(diào)度之間的通信，小型水電站和無線應用終端之間的通信等等。傳輸層把有線通信與無線通信相結(jié)合的通信模式，方便系統(tǒng)布線，便于數(shù)據(jù)采集。發(fā)電過程相關(guān)的勵磁與調(diào)速，機組運行和控制，還有重要輔機和主控室設(shè)備都采用光纜通信。

3）生產(chǎn)層，主要面向生產(chǎn)。生產(chǎn)層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，有通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和微機之間的連接，還有工作站和服務(wù)器之間的連接。自控設(shè)備在數(shù)據(jù)總線作用下，可以實現(xiàn)與智能儀表設(shè)備和I/O設(shè)備等的連接。完整的自動化控制系統(tǒng)是管理層和生產(chǎn)層之間互相結(jié)合形成的。自動化控制系統(tǒng)通過傳感元件和執(zhí)行元件對小型水電站運行數(shù)據(jù)進行采集，以及數(shù)據(jù)的分析和處理。數(shù)據(jù)采集包括對各種電壓和電流信息、對功率信息、對設(shè)備管理信息、對聲像信息進行采集，此外還要采集溫度、雨量、氣壓、油壓、機組振動、設(shè)備狀態(tài)等等信息。各數(shù)據(jù)采集智能模塊中都設(shè)計有傳感元件，根據(jù)系統(tǒng)需要實現(xiàn)對小型水電站多態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理及控制。

2 信息化技術(shù)在小型水電站的應用

1）信息化管理系統(tǒng)的應用。小型水電站信息化管理系統(tǒng)是綜合自動化系統(tǒng)，也是一種信息化系統(tǒng)，包含工程管理、設(shè)備、生產(chǎn)、監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動化、數(shù)據(jù)整合和信息發(fā)布等，集信息測量、處理、監(jiān)視服務(wù)和調(diào)節(jié)、存儲、故障診斷和控制服務(wù)管理等強大功能[3]。小型水電站信息化管理系統(tǒng)包括各種電量信息和非電量信息，還包括設(shè)備狀態(tài)信息、聲像信息、決策信息管理等等，通過這些信息不僅能對主要設(shè)備（水輪機、勵磁機、發(fā)電機等等）進行監(jiān)視和自動監(jiān)控，還能夠?qū)Ω鞣N公用設(shè)備（主變壓器、廠用電源等等）進行監(jiān)控，實現(xiàn)整個小型水電站生命周期的信息化管理[4]。

小型水電站信息化管理系統(tǒng)作為一個綜合管理系統(tǒng)，還應該具備強大的水庫信息化管理功能。①小型水電站信息化管理系統(tǒng)具有水庫信息發(fā)布功能，可以對水庫的一些動態(tài)信息進行動態(tài)的發(fā)布，發(fā)布的這些信息用戶只需要在瀏覽器查閱就可以全面了解水庫的相關(guān)情況。②小型水電站信息化管理系統(tǒng)對水庫進行實時的監(jiān)測，實現(xiàn)對水庫的水情和雨情的實時監(jiān)測，實時采集和傳輸水庫中的雨情和水情，這樣能更加全面地了解水庫的汛情，以便及時采取相應的措施。③小型水電站信息化管理系統(tǒng)可以監(jiān)測大壩的安全。對大壩的監(jiān)測體系要不斷完善，需要從多方面進行，比如，設(shè)置監(jiān)測點、查詢和分析監(jiān)測信息等[5]。監(jiān)測閘門具體需要監(jiān)測閘門的開度，監(jiān)測操作記錄，監(jiān)測運行狀況等等。④小型水電站信息化管理系統(tǒng)還可以進行視頻監(jiān)視，充分利用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)機，把視頻信號傳至辦公網(wǎng)絡(luò)之中。

2）加強網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應用。互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，云計算、網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)+，大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與行業(yè)的結(jié)合成為發(fā)展趨勢，給小型水電站提供了發(fā)展空間，使小型水電站在結(jié)構(gòu)和功能上都能不斷提升。為了更好地監(jiān)控水位，實現(xiàn)對水位的立體監(jiān)控，在小型水電站的上下游，分別安裝紅外線水位測量儀，紅外線水位測量儀運用的是無線發(fā)射技術(shù)，通過這個技術(shù)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺厥业挠嬎銠C當中，在專用的水位顯示儀當中，主控室的計算機有預裝水位監(jiān)測的軟件，通過這個軟件能夠顯示實時的水位數(shù)值，同時和上下游的視頻監(jiān)控畫面相互配合，這樣才能較全面地對水位進行監(jiān)控，才能真正實現(xiàn)對水位的立體監(jiān)控[6]。小型水電站上下游安裝的紅外線水位測量儀，測量的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)攝像頭的監(jiān)控畫面，通過小型水電站的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫⌒退娬镜拿恳慌_計算機當中，在每一臺計算機上都能看到，有利于資源和信息的共享。紅外線水位測量儀的記錄功能和攝像頭的錄制功能結(jié)合在一起，可以為小型水電站突發(fā)故障分析提供依據(jù)，也可以為小型水電站整理技術(shù)資料提供參考，有利于小型水電站的運行管理。通過接入網(wǎng)絡(luò)信息化，能夠提高小型水電站的安全運行水平。安裝網(wǎng)絡(luò)電話交換機進行免費的網(wǎng)絡(luò)通話，在總值班室、車間和站長室之間安裝網(wǎng)絡(luò)電話，遇到緊急情況，總值班室結(jié)合監(jiān)控畫面利用網(wǎng)絡(luò)電話可以進行實時指揮，減小故障的發(fā)生幾率，對小型水電站的安全生產(chǎn)有非常積極的意義。

3）加強無人值班管理。小型水電站應加強網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的應用，提升自動化監(jiān)控能力，使監(jiān)控畫面全方位立體化，通過智能化運行，實現(xiàn)小型水電站的無人值班管理。

4）智能化管理的發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高度發(fā)展，未來的數(shù)字化和智能化將使小型水電站的發(fā)展發(fā)生更加深刻的變化，隨著智能化的推進，小型水電站在自動化和信息化的基礎(chǔ)上不斷向智能化發(fā)展是趨勢所在[7]。所以，小型水電站需要不斷引進新的技術(shù)，加強技術(shù)改造，與時俱進，開拓創(chuàng)新，這樣才能適應未來的發(fā)展，才能有更長遠的發(fā)展。

3 結(jié)語

信息化技術(shù)在小型水電站的應用具有非常現(xiàn)實的意義，有利于小型水電站的智能裝備朝著網(wǎng)絡(luò)化、微型化和集成化方向發(fā)展，而且從長遠的發(fā)展角度來看，有利于小型水電站向智能化的方向發(fā)展。小型水電站需要信息化技術(shù)的不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，加強新技術(shù)的引進和設(shè)備的技改，提高小型水電站的自動化和信息化管理水平，能夠促進小型水電站對水利水電資源的最大限度的利用，從而提高小型水電站的經(jīng)濟效益，提升小型水電站的現(xiàn)代化管理水平，促進地方經(jīng)濟的平穩(wěn)健康發(fā)展。