流域水电站远程集控运行技术探讨陈庆松

陈庆松

(华电云南发电有限公司云南昆明650100)

摘要：近年来随着水利水电事业飞速发展，对水电站的运行管理提出了更高要求。为确保水电机组的优化运行，达到或超过预期技术经济指标，提升整体效益，加强新技术、新设备的使用，优化运行管理模式，使水电站向着集知识、技术于一体的运行管理模式发展，尤为重要和迫切。计算机监控及远程通信技术的发展，使得流域梯级水电站远程集控在优化生产、提升管理水平和综合效益方面发挥了重要作用，通过对流域、区域水电站实行远程集控，建立智能化的集控中心已经成为水电站发展的必然趋势。目前，长江三峡、澜沧江和雅砻江流域水电厂群均实现了“远程集控，少人值守”的运行模式，金沙江中游水电集控中心也于2015年开始了“远程集控，异地值班”模式的试运行。

关键词：流域水电站；远程集控；运行技术

1水电站运行管理存在的主要问题

随着水电事业的蓬勃发展，现在的水电站运行管理模式及管理体系，已落后于时代的步伐，严重制约了对水电资源的开发利用，存在的主要问题有:(1)我国水电厂大部分位于交通闭塞、人烟稀少的山区，特别是西部地区水电厂。(2)流域梯级水电厂未实现统一优化运行，整体运行效益达不到最大化。同一流域内往往会有多座水电站构成梯级水电站群，但各电站基本处于各自为战的状态，运行调度缺乏科学依据，各个电站间缺乏统一协调的运行管理，应急处理措施不完善，电站存在安全风险，造成运行管理费用较高，运行效率较低，整体效益达不到最大化。

2流域集控模式概念和分类

水电站远程控制是指依靠网络通信技术、远程监控系统和计算机监测技术建立水电站远程集中控制中心，然后由集中控制中心对流域梯级水电站进行统一的流域水情测报、电量计划协调和水库优化调度，接收并执行电网调度指令。结合中国目前的水电厂集中控制中心管理的实际情况，集中控制管理模式可分为以下几类：

2.1调度中心

调度中心主要用来监控电站的运行方式，主要负责区域负荷的分配和电站的整体运行。每个梯级电站具有相对独立的控制功能，可在调度中心的指挥下控制。调度中心的工作重点在于优化调度，并不对所控电厂设备进行实际的操作和控制。

2.2调度控制中心

调度控制中心除了需具备调度中心的功能外，还要用于流域水电站的控制和监控。要完成负荷调节、机组启停、运行监控和设备操作等任务，控制中心负责所有的电网调度工作。控制中心要求所接收受控电厂的测点和控制点均远大于调度中心。

2.2运营管理中心

基于电力改革对电力交易市场化的要求，许多发电企业目前对集控中心也增加了运营管理中心的功能，也就是利用集控中心对水情、发电和电网等掌握的信息和数据，对公司电力运行管理和电力市场交易提供数据支持和决策支撑，实现流域和地区电厂优化控制、安全监控和统一管理的集中控制中心的高级阶段。

3集控控制策略和技术条件

根据电网调度中心采集电站控制测量和监测信息的技术要求，现场采集的数据需要直接采集。（1）严格按照“远程集控、无人值班、少人值守”的要求开展新电站的设计和建设，改善老电厂自动化设备，并做好设备的技术改造，消除各种隐患，不断提高单位自动化水平。应重视保护设备、励磁设备和调速器设备的自动化建设，确保运行非故障率能满足远程集控水电厂的技术要求。（2）计算机监控系统中的通信设备、系统主机、交换机等需要冗余配置，并使用双电源供电，以满足N-1的要求。防止某一设备故障造成系统不能正常运行。计算机监控系统的网络保护应能满足要求。尽可能选择经过认证的产品作为网络安全设备。（3）集中控制中心的监控系统除了具备正常的数据采集、数据监视和设备控制功能外，还需对集控中心的监控系统功能进行特别设计和开发，对电厂上传集控中心的数据和信号进行筛选，对监控画面进行灵活调整，监控重点关键设备以确保有效的监控。（4）集中控制中心的电源必须稳定、可靠，需有两路独立的外部电源，以保障在一回路发生故障，正常供电也不会受到影响。此外还需配置容量满足要求的蓄电池，以保证在交流电源出现故障时的设备供电。（5）误操作的控制措施。若集控中心要具备控制中心的功能，则集控中心运行人员就面临着同时控制和操作多个电厂设备的实际情况，这就要求集控中心计算机监控系统必须具备防误操作的功能，以保证集控中心对受控电厂安全的控制和操作。因此，在运行值班人员在对不同的厂站的设备进行操作时，必须对所操作设备进行确认。对不同厂站的画面，还需从颜色上进行区分，此外还应该有语音和文字提示。（6）接入集控中心的水电厂在接入初期应保持原有值班模式，在试运行期过后在厂房留少人值守，并且保证处理缺陷的应急人员在30分钟内能赶到现场进行处理，以确保故障可快速处理。此外，电厂的关键设备应通过工业电视系统传输至集控中心控制室，从而使集控运行人员更直观地了解现场，提高安全生产管理水平。

4远程集控运行管理的重点

具备控制中心功能的集控中心需要同时接收多个电厂的数据信息，并且完成多个电厂设备的控制和操作，因此如何划分和确定电厂与集控中心的管辖界面，以此确定集控中心接收的数据信息范围是远程集控运行管理的重点。没有清晰的管辖界面划分和权责划分，简单的选择接收所有数据信息，集控中心运行人员所需监视的电厂数据量将十分庞大，对集控中心的控制和监视功能起到的是负面作用。因此，监控画面要突出重点，层次清晰，画面之间的连接要流畅。视觉图像和逻辑锁定必须反映在图片中。上传的继电保护信息、设备信息、事故故障信息和机械输出信息、辅助设备信息等需要分屏显示。对于相同类型的信息，当信息比较大时，可以在发电侧进行优化和处理，捕捉信息关键点，滤除不重要信息，减少对监控人员的干扰，提高设备监控的安全性和有效性。根据响应水平将监测特征分为三类：常规监测、过程监控和安全监测，不同类型的信息可以根据不同的颜色进行划分。常规监测主要监测电厂发电机组、主变压器、开关站等主电气设备和调速、励磁等重要辅助设备的运行参数和运行情况，监测计算机监控系统的运行状态和AVC、AGC功能调整，监测电厂和调度远动信道的运行状态。过程监控主要包括设备运行过程监控、启闭监控和调节过程监控，在整个监视过程完成后，可以终止监视。安全监测主要包括故障和事故监测，此类监测信息应包括故障信息、保护动作信息和事故信息，并且应分级分层，此类监测信息应为最高级别，当电厂发生故障和事故时应立即弹出，提醒运行人员关注并进行紧急处理。

综上所述，水电厂远程集中控制是水电发展的一种趋势，集控中心将水库和电厂机组集中监控和调度的作用充分发挥出来，提高电厂运行的经济性、优质性和安全性，并提升水电厂管理水平和人员综合素质，实现设备的自动化运行。完善水电厂自动化设备水平和合理划分电厂和集控中心管辖界面是集控中心发挥上述作用的关键。水电厂进行远程集中控制还处于发展初期，需要不断完善和探讨管理模式，还需要不断学习国外管理经验，提升集控中心管理水平，以充分发挥集控中心的作用。

参考文献：

[1]李清，张强.龙滩水电站水资源优化利用[J].水电站机电技术，2011（05）：21~23+82.

[2]吕喆.国华电力发电机组厂用电率现状分析及探讨[J].电力技术，2010（01）：11~14.