跨流域水电厂群远程集控系统高级功能规划与应用

跨流域水电厂群远程集控系统高级功能规划与应用

李飞

（云南大唐国际电力有限公司集控中心云南昆明650011）

摘要：由于水电厂的建设用地和工运转环境的要求，致使其建厂选址大多处在人烟稀少交通不发达的地区。而在这些地区对于智能化建厂的要求也很高，只有这样才能实现水电厂的统一规划和统一管理，从而对水电厂做到时时监控，保证运行正常，当前水电厂随着计算技术而逐渐实现了无人值班，形成远程集控的工作模式，这在我国水电管理上是一大创新和进步。文章将从实际案例出发，介绍远程集控系统以及其功能规划和应用，从而实现实现水电站群的运行安全，高效率运作。

关键词：远程集控；水电厂；高级功能；规划和运用

一前言

水电厂的位置多偏僻，人迹罕至，所以对水电厂的建设一直是水电厂管理的一大难点。现在大型水域的水电厂实现了无人值班，远程集控的管理模式，这种管理模式不但能够提高水电厂的管理水平，提高工作人员的工作和生活环境，而且能够实现对整个阶梯水电站的时时监控和自动化管理以保证水电站的安全有效的运行，进而提高发电量，降低水能消耗，实现水电公司经济效益和发电效益的最大化。

二跨流域水电群的远程疾控系统结构

五凌公司负责整个沅水流域阶梯级水电厂的规划建设及相关的运行等。由于负责水域处在人迹罕至，闭塞的山区，五凌公司在提高水电厂自动化管理，提高工作人员的工作条件和生活环境方面做了相关改进，实现了跨流域水电厂群的远程集控系统的全面建设，建立集控中心，实现了远程控制。当前五凌公司已经基本完成了远程集控系统的建设，随后将对相关的高级功能进行规划开发和逐步实施建设。

在全国的十三大水电基地中，雅砻江排列第三名，雅砻江流域大，地理位置造就了其巨大的水能，而且雅砻江一年四季水量充沛，是一个自然宝库。而负责这一水域的二滩公司已经实现了雅砻江水电厂群的远程集控系统的基本建设工作，这将大大提高雅砻江流域水能的高效利用。

远程集控系统实现了水电群运行过程中的监控和控制，并且对相关数据进行采集，实现了水电厂群的集中控制和远程协调，并实现远程信息传输，远程测试，远程控制和远程调配。在此基础上，远程集控还实现了水电群信息的时时传输、对历史数据的储备、管理分析的能力。自动发电控制和自动电压调节功能使对水电群管理的精确化。在故障事故出现之后，远程集控系统能对故障问题进行分析，找到问题所在，指导处理相关事故故障，从而保证水电群的正常运作，减少不必要的经济损失和能源损耗。

五凌公司采用的是开放分层分步无主式系统结构，分别分为控制区，非控制区，信息查询区和接入区，每一个相应的集控系统都是有4个控制网络组成的。生产控制区是以太单网结构，连接着报表管理工作站，远程维护和住额度按服务器。生产控制网和非生产控制方中间使用了防火墙隔离，以保证信息安全；接入区是以太双网结构，包括了调度数据网和远程电厂的接入网。在正常情况下集控中心和各个电厂是互联的，但是在电力光缆损坏的情形下就会采用电信光纤实现信息的互通而保证电厂的正常运作，主通道和备用通道可以实现全天候无干扰自动切换。

三系统高级功能和实施方法

1，流域阶梯级水电站EDC

在阶梯级电站中要是用EDC调节，这样不仅能够提高阶梯级水电站联合发电效益，还能达到节约水能源的目的。这种联合EDC调节主要是在季节性调节和具有以上调节方式的水电站之间的阶梯联合调节。目前要适应动态规划和粒子群算法求解方获得阶梯水电站中机组负荷的最优分配方式。

2，上下游水电站间的经济匹配运行

在同一流域的上下游水电站之间水能源联系非常密切，上游是调节性或者是以上调节水库，下游是日调节水库的要采用上下游水电站匹配运行的方式提高水能源的使用率以实现发电效益的最大化。上游水电站在运行中的水能源是一定的，主要是要对下游水电站的的泄流量进行调节。下游水电站的发电水量是上游水电站的泄水量，更确切的说是取决于上游发电站的泄水量。在汛期，首先要准确的预测洪水水位变动情况，做到在汛期来临时降低水库水位，从而实现水库拦蓄洪水；在汛期即将结束的时候要及时拦蓄洪水以保证枯水期水电站的发电水量。而在讯息来临到汛期结束，都要实行上下阶梯水电站的联合运行。

3，实现智能“遥控”“遥视”

跨流域水电厂群远程集控系统实现了水电站在运行中的远程遥控和远程监测，值班人员只要在集控中心对相关机组的运转情况和相关水电站运行数据进行监测和控制。比如在操作设备的时候，只需要工业电视系统和监控进行联动，这样就实现了值班人员对电力设备运行情况的把控。

4，水电机组状态的检测和分析系统

当前我国的集控系统对于流域内的电站机组和相关设备的运行状态数据进行了很好的监控和数据收集工作，但是到目前为止还是没有实现对设备状态的评价分析，只是发出警报和做一些简单的趋势分析，这在某种程度上造成了浪费。所以目前的发展方向是实现远程集控系统在信息收集深层分析的能力，从而实现远程故障诊断，精确评定水电机组和辅助设备在的运行状况以提高水电机组自动维护水平。

如上图，该图是水电厂设备远程诊断和分析基本原理图，水电机组远程控制集控系统主要通过两个步骤实现对水电机组设备的远程诊断和分析。1，以专家经验，试验结果和典型案例为基础，运用关联分析和对比的方式对水电机组在集控系统下的历史数据进行总结分析，为水电厂的远程运行进行诊断分析；2，运用远程集控系统采集数据对机组的运行现状进行计算和分析，最终对水电机组的运行给出最终的评定，从而实现错误诊断。

系统实施主要避免专业系统独立运行，数据共享和再利用困难，远程集控系统要发展成为容易整合，便于扩展，易于维护的系统模式，实现跨流域水电厂群远程集控系统自动化跨专业，跨行业和跨项目的数据和信息共享，实现资源的整合利用和综合利用。1，划区运行，整合统一。在整改中，要依照各个子系统间的联系和业务特点对每一个子系统不断完善；通过网络等安全设备对每一个子系统进行安全防护；利用高速数据建立每个子系统和横向和纵向的联系，实现信息和数据互通有无，构建信息共享和交流平台；2，统一化信息收集标准。相关子系统数据的传输和共享要依照国际标准，方便信息的沟通交流和共享参考；建立标准模型库，实现水情测报，水库调度，水位监测等协调一致，这将实现不同专业间资源的共享和利用。3，建立统一的基础支撑平台。运用GPS时钟同步技术，实现集控中心和各个子系统之间的时间统一，方便监测数据的记录和对历史数据的再次使用，在各个子系统调试完成之后要纳入到系统电源中，从而检测一体化平台的总负荷，以确认电源系统的配置；实现电源配置双保险，实行单双供电，统一供电电源。

四结束语

五凌公司的水电厂群分布广，电源类型也相对复杂，因此出发点应该在值班人员对整个远程疾控系统地监管，水电站发电效益，集控系统自动化维护，只有这样才能实现统一规划。只有这些高级功能全面实现，才能保证跨流域电厂群的高效运作。与此同时，要为不同的专业子系统进行统一的规划，实施统一的标准，这样才能实现跨流域多属性和多类型的管理，从而提高水电站运行管理高效稳步推进。

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