華光潭一級電站無人值守應用

王 放

（浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司，浙江 杭州311322）

1 前言

隨著我國社會經(jīng)濟的進步，科技信息及自動化技術的迅速發(fā)展，考慮電站偏遠交通不便、自然災害、人員難留等問題，國內(nèi)水電站遠程集中控制、無人值班（或少人值守）等模式是未來梯級水電站發(fā)展的趨勢。

2 無人值守關門運行的概況

浙江浙能華光潭水力發(fā)電有限公司位于浙江省杭州市臨安市龍崗鎮(zhèn)龍井村，是由2個電站組成的梯級水電站，即一級電站和二級電站。一級電站壩址在浙西大峽谷鎮(zhèn)魚跳村下游2km，廠址在蕎麥嶺村的巨溪右岸，距壩址11km，距二級電站7km，電站裝機2×30MW，其主要任務為發(fā)電，兼有防洪作用，于2005年9月投產(chǎn)運行?？紤]到一級電站廠房選址的特殊性，有泥石流、水淹廠房的風險，著眼于以人為本、關愛員工的綠色經(jīng)營理念，確立一級電站真正實現(xiàn)無人值守、關門運行的目標?；陔娬居嬎銠C監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、自動化元器件等現(xiàn)場設備設施的改造正有序?qū)嵤┑挠欣麠l件，通過智能診斷、預警、分析指導、移動查詢技術的研究應用，完全有條件將一級電站建成真正無人值守、關門運行的電站，改善電站運行效率。

3 信息化技術應用內(nèi)容

3.1 水電廠設備狀態(tài)監(jiān)測趨勢分析、預警技術

以大型數(shù)據(jù)庫為后臺數(shù)據(jù)庫，提出基于多維向量協(xié)同推理機制的設備遠程監(jiān)測與實時診斷模型，通過采集計算機監(jiān)控系統(tǒng)、機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、水情測報系統(tǒng)、主變在線監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，用集成豐富的數(shù)據(jù)監(jiān)測、挖掘與分析處理的手段與方法，實現(xiàn)主、輔設備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測和故障分析、預警，或?qū)v史數(shù)據(jù)進行分析，可及時發(fā)現(xiàn)設備可能存在的隱患，提示電站人員進行處理，為分析事故原因提供了強有力的技術手段（圖1）。后臺歷史數(shù)據(jù)庫及時記錄設備的大量運行狀態(tài)，便于歷史數(shù)據(jù)分析和追憶，可為設備運行、檢修提供多種信息，從而保證設備的安全、經(jīng)濟運行。

3.2 IT設備運行狀態(tài)智能監(jiān)管技術

以計算機網(wǎng)絡為基礎，在滿足國家電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護相關條例的前提下，自動發(fā)現(xiàn)并智能監(jiān)管聯(lián)網(wǎng)的各系統(tǒng)設備軟硬件運行狀態(tài)，實時展示各系統(tǒng)設備的健康狀況（圖2）。實時監(jiān)管機房動力環(huán)境監(jiān)測信息。

圖1 趨勢分析展示

圖2 基于WEB的體系架構(gòu)

3.3 水電廠移動智能終端一體化應用技術

在移動智能終端具備監(jiān)控系統(tǒng)全系統(tǒng)信息查看功能，可以實時查看監(jiān)控系統(tǒng)重要測點、歷史數(shù)據(jù)、機組狀態(tài)、電量、水情、壩區(qū)水位等信息，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)預警、智能分析、實時決策（圖3）。

3.4 公用輔機控制系統(tǒng)數(shù)字化技術應用

原華光潭一級電站輔機設備的控制大部分采用常規(guī)控制，為實現(xiàn)無人值守，對輔機設備控制系統(tǒng)進行升級改造，采用PLC控制，并且通過網(wǎng)絡與計算機監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)遠程智能控制、數(shù)據(jù)共享。使輔機控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)有機融合，成為監(jiān)控系統(tǒng)的有效延展，為電廠以監(jiān)控系統(tǒng)為核心、通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)對一級廠房運行設備全面監(jiān)控提供框架。

圖3 智能移動平臺應用示意圖

3.5 全感知交互式監(jiān)控技術

計算機監(jiān)控系統(tǒng)采集現(xiàn)場噪聲、溫度、濕度、氣體濃度等信號，全面“感知”電廠運行環(huán)境參數(shù)的變化；通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)報警信息、消防報警信號與視頻系統(tǒng)的智能聯(lián)動，實現(xiàn)智慧視頻監(jiān)視（圖4）。

圖4 全感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.6 綜合展示平臺技術

為實現(xiàn)華光潭水電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)一體化，提出綜合展示平臺概念，以圖形畫面的形式為主體，各系統(tǒng)分別以單個圖形窗口點擊進入，并關聯(lián)報警信息，包含趨勢分析系統(tǒng)窗口、電量采集系統(tǒng)窗口、水情測報系統(tǒng)窗口、主變在線監(jiān)測系統(tǒng)窗口、機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)窗口等。

4 運行管控模式

4.1 無人值守管理制度的凝練總結(jié)

根據(jù)公司實際凝練總結(jié)并制定適合無人值守的相關制度（圖5），明確工作職責、內(nèi)容及范圍，重點是ON-CALL情況下的應急管理規(guī)定。特別注重制度的學習、事故預案的演練，提高應急人員的應急處置能力。

圖5 無人值守制度

4.2 運行值班模式調(diào)整

保證運行倒班方式不變，取消一級站值守人員，與原二級站值守組一起，調(diào)整為運行值守應急組。運行人員仍分為4個值，每兩個值組成一個運行班，倒班方式采用兩個班組對倒模式，倒班周期設置為8d，接班班組每周二下午進公司，周三組織班組活動日，周四夜班開始接班；交班班組周四早上送出。每個運行班分為4個組，人員配置由總值長自行調(diào)配。3個組在集控中心上班，為集控值班組；1個組在二級站值守應急待命，為值守應急組。

運行集控值班組每組2～3人（1班值長+值班員），以中、白、夜方式輪轉(zhuǎn)，負責集控中心監(jiān)盤及二級站巡檢。

值守應急組每日08：30和15：30赴一級站進行巡檢，巡檢完成后回到二級廠房運行交接班室待命。如果一級站有操作或維護工作，則赴一級站時間根據(jù)計劃安排。17：30下班后，不在運行交接班室待命，進入值守應急O(jiān)N-CALL模式。

4.3 ON-CALL事件分級

（1）三級ON-CALL事件：一級站發(fā)生一般運行異常、設備故障情況，如越超高限、越超低限、故障、事故報警信號，技術供水系統(tǒng)一般故障，油、氣、水系統(tǒng)嚴重故障，機組及輔助設備一般故障，保護及自動化裝置不正常動作，直流消失，開關設備誤動、拒動，影響開、停機流程報警等。

（2）二級ON-CALL事件：一級站發(fā)生可能導致發(fā)電設備運行可靠性受到影響的運行異常、設備故障情況，如監(jiān)控系統(tǒng)嚴重故障、油泄漏、主設備被迫停運、影響本站發(fā)電的開關發(fā)生事故性跳閘等。

（3）一級ON-CALL事件：一級站發(fā)生會導致設備發(fā)生重大事故或強迫停運，危及電力系統(tǒng)安全，甚至引起人身、環(huán)境事故的情況，如火災，發(fā)電機主設備嚴重損壞，一級站水淹廠房，一級站因電網(wǎng)事故小系統(tǒng)運行，一級站全廠停電等。

4.4 應急響應

（1）三級ON-CALL響應人員針對所有設備運行異常、故障、事故進行響應，包括三級、二級、一級ON-CALL事件。發(fā)生三級ON-CALL事件時，集控值班負責人應立即通知值守應急負責人和生產(chǎn)應急駕駛員。接到通知后，運行值守應急人員和生產(chǎn)應急駕駛員應在10min內(nèi)到達應急待命點。運行值守應急人員到達現(xiàn)場后根據(jù)現(xiàn)場情況開展應急處理，集控值班負責人根據(jù)現(xiàn)場情況確定是否通知檢修維護人員。收到通知后，檢修維護人員2h內(nèi)到現(xiàn)場開展檢查處理。

（2）二級ON-CALL響應人員針對可能導致發(fā)電設備運行可靠性受到影響的運行異常、設備故障情況進行響應，包括二級、一級ON-CALL事件。發(fā)生二級ON-CALL事件時，集控值班負責人應立即通知值守應急負責人、生產(chǎn)應急駕駛員和檢修維護人員，同時應通知運行專工，由運行專工通知生產(chǎn)技術部中層管理人員、安全監(jiān)察部。接到通知后，運行值守應急人員、檢修維護人員和生產(chǎn)應急駕駛員應在10min內(nèi)到達應急待命點。運行專工、生產(chǎn)技術部中層管理人員、值班組長、安全監(jiān)察部負責人在班期間收到通知后應在60min內(nèi)到達現(xiàn)場，組織人員進行協(xié)助處理。

（3）一級ON-CALL響應人員針對會導致設備發(fā)生重大事故或強迫停運，危及電力系統(tǒng)安全，甚至引起人身、環(huán)境事故的情況進行響應，即一級ONCALL事件。發(fā)生一級ON-CALL事件時，集控值班負責人應立即通知值守應急負責人、生產(chǎn)應急駕駛員和檢修維護人員，同時應通知生產(chǎn)技術部負責人、安全監(jiān)察部負責人，由生產(chǎn)技術部負責人通知安全生產(chǎn)分管領導。接到通知后，運行值守應急人員、檢修維護人員和生產(chǎn)應急駕駛員應在10min內(nèi)到達應急待命點。安全生產(chǎn)分管領導、值班領導、運行專工、生產(chǎn)技術部中層管理人員、值班組長、安全監(jiān)察部負責人在班期間收到通知后應在40min內(nèi)到達現(xiàn)場，組織人員進行協(xié)助處理。

4.5 一級電站恢復應急待命情況

（1）一級站設備存在重大異常、缺陷時。

（2）一級站與集控通信中斷時。

（3）雷雨天氣近區(qū)線路失電。

（4）一級壩泄洪。

（5）臺風暴雨暴雪等極端惡劣天氣時。

（6）一級站重要設備新投運初期。

（7）一級站機組或開關站檢修期間。

（8）其他需要赴一級站現(xiàn)場值守的情況。

5 結(jié)束語

華光潭一級電站無人值守，是對自身管理方式優(yōu)化調(diào)整，對現(xiàn)有先進科技信息手段深入的研究應用，令設備智能化監(jiān)測發(fā)揮很大的作用，保證一級電站裝置能穩(wěn)定、高效、正常的運行工作，進一步實現(xiàn)華光潭一級站無人值守穩(wěn)步推進。