小型水電站遠端集中控制運行管理模式研究

李志沖

（廣東韶能集團股份有限公司乳源楊溪水電分公司，廣東 韶關 512733）

小型水電站遠端集中控制運行管理模式研究

李志沖

（廣東韶能集團股份有限公司乳源楊溪水電分公司，廣東 韶關 512733）

遠端集中控制運行管理模式對提高水電站的安全生產系數和效益、減少社會經濟損失以及節約運行管理成本等方面都具有重要意義。本文從實行遠程集控模式的必要性、實施原則、系統結構以及實施過程中還應注意到的一些問題這四個方面對小水電站的遠端集中控制運行管理模式進行了探討，以期對提高水電站的集控與綜合自動化水平能夠有所借鑒。

小型水電站；遠端集中控制；管理模式

1 引言

隨著社會的發展和技術的進步，遠端集中控制運行管理模式是小型水電站發展的必然趨勢?？梢灶A見，小型水電站將逐漸放棄傳統的依靠人去值班的工作模式，越來越多的運行管理工作都可以通過集控中心的遠程控制來實現，這不僅與水電站的自動化發展要求相適應，而且對實現減員增效、提高小型水電站的運行管理水平和安全生產效益等具有重要意義。

2 實行遠端集中控制運行管理模式的必要性

據相關資料顯示，中國絕大多數河流的流域面積均小于1000km2，這些小流域中也同樣蘊藏著豐富的水電資源，但是這些小流域水電站的規模通常都較小，且交通和經濟較為落后，并且同一流域內往往有多座水電站構成梯級小型水電站群，各電站間缺乏協調運行管理，基本上處于各自為戰的狀態，造成這些水電站的運行管理費用較高、整體的運行效益較差，這嚴重制約了我國對水電資源的開發利用，拖慢了小型水電站大規模建設的步伐。

對流域內小型水電站群采用遠端集中控制?！盁o人值班”的運行管理方式不僅可以提高水電站的自動化運行水平，還能對整個小型水電站群進行經濟調度。發展建立小型水電站遠程集中控制系統，并通過其對流域內的小型水電站群進行集中控制。而流域內各小型水電站的中央控制室和各自獨立的辦公、生活設施等則可得到大大地簡化，這對提高水電站的安全生產系數和效益、減少社會經濟損失以及節約運行管理成本等方面都具有十分重要的現實意義。

3 遠端集中控制運行管理模式的實施原則

遠端集中控制運行管理模式的實施原則：

1）以系統投入后能實現減員增效為目標進行設計。

2）系統設備即使發生故障，也能保證整個系統不癱瘓。

3）各項技術指標應滿足相應的技術標準和行業規范，例如需滿足《水力發電廠計算機監控系統設計規范》（DL/T5065-2009）的技術要求。

4）硬件采用全分布開放系統的總線式網絡，關鍵設備采用雙重化配置，軟件則采用模塊化和結構化的設計，以便以后進行硬件和功能方面的擴充。

5）系統對控制操作的實時響應能力強，具有較好的抗干擾能力。

4 遠端集中控制運行管理模式的系統結構

集控中心的遠程集中控制系統采用全計算機控制。采取全分布開放式系統結構，每個節點都執行預設置的功能。整個遠程集中控制系統的架構可分為主控層、廠站層、現地層3層。其中，主控層可以通過光纖交換機或公共交換電話網連接到各子站，子站之間則應根據實際需要連成具有一定拓撲結構的網絡。

4.1 主干網星形連接結構

圖1 主干網星形連接結構

如圖1所示，各水電站至集控中心按星形連接。當前一般都采用光纖進行數據通信，光纖交換機加強了對存儲系統的冗余連接，提升了集控系統的支持力度。采用星形結構具有結構簡單、通信容量大、抗干擾能力強、傳輸速率高等優勢，缺點是投資花費較高?？紤]到小型水電站分布密且廣泛的特點，如果對集控系統的通信實時性要求不高，可以采用公共交換電話網代替光纖通信以節約建設資金。

4.2 主干網單環形連接結構

如圖2所示，各水電站至集控中心按單環形連接，對光纖環網則采用相隔電站相連的方式。單環形結構有效地縮短了數據傳輸距離，從而提高了系統運行的穩定性，同時也減少了系統的建設成本，比較適合水電站較集中且數據傳輸量較大的場合。

圖2 主干網單環形連接結構

4.3 主干網雙環形連接結構

雙環形結構與單環形結構類似，只是將各子站之間單回路連接變成雙回路連接，這樣使得現地層的數據采集和與各個層次的數據傳輸更加穩定，但小型水電站通常都是呈集群分布的，采用雙環形結構將會增大建設成本，通常與小型水電站的實際發展需求不相適應。

4.4 結構應用實例分析

本文以四川省甘孜州康定縣下索子溝流域模型為例進行分析。在該流域中，位于梯級開發第3級的集控中心相當于整個集控系統的主控層，謝家溝水電站和三道橋水電站則相當于整個集控系統的子站，而尾水水電站以及第1、2級開發中的一些小規模水電站則是整個集控系統的現地層。這里的LCU并非特指某一個具體的水電站，它可以是某一集中區域內若干電站的LCU，即相當于大型流域集控中心的集控子站。

在該實例中，各水電站將取消常規中控室，而將集控中心作為統一的運行和管理中樞。遠端集控模式弱化了各小型水電站廠站級監控系統的建設，減少了前期的資金投入和后期的運營成本，具有較大的經濟效益。

5 實施過程中還應注意到的一些問題

5.1 提高水電站設備的運行質量

提高水電站設備的檢修管理水平可以消除設備的故障隱患或在設備發生故障后能快速恢復正常生產，這對提高水電站設備的運行質量意義重大。因此，小型水電站要結合自己的實際情況大膽變革現行的設備檢修管理體制，探索故障檢修、計劃檢修、狀態檢修、主動檢修融為一體的混合檢修管理方式。具體而言，可以學習借鑒火電“點檢定修”設備管理工作理念及方法，將對設備以修為主變為對設備以管為主。通過對設備定人、定時、定項、定方法和定標準的全方位的動態監測與分析，并綜合有關運行數據、檢修維護情況等。對設備的運行狀態實現跟蹤管理并及時處理存在故障隱患的設備，從而使水電站設備的健康水平和運行質量達到一個新的高度。

5.2 重視運行管理人員的培訓工作

結合水電站遠端集控運行管理的特點，組織運行管理人員學習相關的操作規程，并對水電站的運行管理知識和遠端集控系統的運行原理進行探討。此外，還應定期組織運行管理人員進行業務培訓，培訓內容除技術問答講座外，還應滲透對新技術、新知識乃至系統新加模塊使用的培訓。為調動參訓人員的學習積極性，在培訓結束后，還應通過多種方式對培訓結果進行考核，對考核不合格者按績效考核進行扣分處理。

5.3 提高電氣、機械設備的穩定性

1）要高度重視電氣、機械設備運行過程中的缺陷管理。

設備缺陷是指運行中的設備發生異?；虼嬖陔[患。這些缺陷有的需要立即消除或采取必要的安全技術措施進行臨時處理，而有的只需要在一定時間內消除即可，如何正確抉擇正有賴于缺陷管理。缺陷管理應以缺陷的嚴重程度為依據，合理安排時間對其進行消除，從而提高電氣、機械設備的穩定性。具體而言，需要設備檢修人員對設備有足夠的了解，對設備的缺陷可以準確分類，并能夠對缺陷對設備的影響程度進行準確預測，以便合理安排時間進行消除。

2）強化設備的技術管理。

設備運行管理人員在設備選型初期就應全面參與設備的調研、設計、出廠驗收及安裝，以盡早地進入設備的技術管理角色，為今后設備的技術改造、升級換代、故障排查等工作打下堅實的基礎；此外，水電企業內部應定期組織召開技術會議，并制定統一的技術管理標準，力求所制定的標準符合國家和電力行業的相應規范，通過技術標準的規范執行，使電氣、機械設備的檢修管理更具規范性、設備的運行穩定性不斷得到提高。

5.4 保障輸電線路的質量和穩定性

從目前的電力傳輸過程來看，輸電線路具有結構復雜、易于受到外界因素影響的特點，一旦由自然災害或設備自身因素引發線路故障后，就可能對電力傳輸帶來嚴重影響，如何及時發現并消除線路的故障隱患是我們研究關注的焦點。

認真做好輸電線路的日常巡視和維護工作。掌握輸電線路常見運行故障的檢修技術，并能從自然環境因素、設備自身因素以及外力因素等多個角度來綜合判斷出輸電線路發生故障的原因和部位。從而使得輸電線路運行故障得到及時消除，對保證電力傳輸質量、提高電力傳輸的質量和穩定性以及節約檢修成本等方面都意義重大。

6 結束語

近年來，我國雖然對無人化水電站建設的重視度越來越高，但在遠端集控系統的運行管理方面還暴露出了一些問題，如何提高水電站的集控與綜合自動化水平仍是立足于水電站運行管理崗位上的技術人員們需認真學習、思考和探索的長期課題。本文以四川省甘孜州康定縣下索子溝流域模型為例，對小水電站的遠端集中控制運行管理模式進行了探討，希望對提高水電站的集控與綜合自動化水平能夠有所借鑒。

［1］吳正義，鄒建國，馬杰，等.烏江流域梯級電站遠程集中監控系統［J］.水電廠自動化，2005，（1）：104-108.

［2］DL/T5065-2009.水力發電廠計算機監控系統設計規范［S］.2009.

［3］賴真明.多流域梯級水電站群遠程集中控制模式研究［J］.水電施工，2008，（S1）：34-37.

［4］向方偉，盧旭東，趙玉忠，等.水電站群集中控制專業化運維管理模式探討［C］.梯級調度控制研究論叢——2011年學術交流論文集，2011：77-94.

［5］王明貴，尹秀蓮.小水電站群實現綜合自動化的探討［J］.吉林水利，2005，（11）：18-19.