綜合自動化在小水電站中的應用

楊瑞峰

(甘肅省疏勒河管理局,甘肅玉門 735211)

綜合自動化在小水電站中的應用

楊瑞峰

(甘肅省疏勒河管理局,甘肅玉門 735211)

科學在發展,社會在進步。越來越多的新技術被運用到新的領域。綜合自動化在小水電站的應用已成為現代化管理的必然選擇。綜合自動化的在小水電站中應用,可保質保量的完成小發電站的發供電任務,為工作人員提供便利,縮短電能生產時間,拓展市場競爭能力。總之,將綜合自動化運用到小水電站中既是對科學技術發展成果的充分肯定,也是推動水電事業開創新紀元的又一偉大見證。

綜合自動化 小水電站 系統概況 技術支持

1 小水電站的發展前景與趨勢

小水電站是小型水電站的簡稱。第一座小水電站位于昆明石龍壩，其裝機容量為1001～12000kW。而據《2013-2017年中國小水電行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》[1]的數據得知，“十一五”期間，小水電新增裝機容量已突破2000萬千瓦，2010年底總裝機量達到5900多萬千瓦，年發電量增至2044億千瓦時。5年解決無電可用問題累計達88萬人。2011年中央一號文件中曾明確指出，在不破壞生態環境、不損害農民利益的條件下，加大力度開發利用水能資源，提倡改造現有、研究恢復條件較好的小水電站。繼“十一五”之后，“十二五”成為發展民生水利關鍵階段，為小水電發展提供機遇。

隨著小水電站的數量增多、規模增大，其運行與管理就成為一項艱巨任務。在國家鼓勵建設開發小水電站的大前提下，將綜合自動化應用在小水電站中，解決上述問題，是毋庸置疑的。然而，應用在小水電站的綜合自動化的時機還未成熟，技術還略顯稚嫩。大多數的小水電站建設在偏遠山區，很多優良技術不能夠被運用，可利用資金有所限制，在建造的時候，力求物美價廉，控制方式普遍為傳統模式，操作方式繁冗且維護過程困難。若想將綜合自動化成功應用在小水電站中，就要基本解決上述問題。

2 小水電站綜合自動化的發展及配置

小水電站綜合自動化處于迅速推廣的發展階段。為客觀了解水電站綜合自動化的應用情況，深圳市國電旭振電氣技術有限公司曾成立專門的調查小組，選擇對湖南進行實地調查，共22座水電站。這些水電站基本建于90年代末，總裝機從400kW到4000kW，主要分布在山區，通往水電站的大多為坑洼的田間小路，周圍無人家居住。這些水電站總投資少，自動化元件投入資金有限。據調查結果反映，所調查的小水電站全部基本無自動化功能，全部采用手動常規控制設備，且設備老化嚴重，部分水電站已影響正常供電。而水電站實現自動化的目的是：提高發電質量、經濟運行水平、安全運行水平及勞動生產率[2]。

計算機監控系統是小水電站實現綜合自動化的基礎，對整個小水電站從測報水文，公用設備、輔助設備、機組的啟停、控制和工況監視，分配負荷，直到輸電路線運行的全過程，皆可自動控制，并可及時準確的和上級部門進行匯報、溝通等全方位自動檢測。

3 計算機監控系統概況

在小水電站綜合自動化的應用中，采用的監控模式一般是計算機監控與常規監控相輔相成的模式。計算機監控系統結構可基本分為集中式和分布式。集中式結構的監控任務全部由一臺計算機承擔，可靠性較差。而分布式可分為全分布式和分層分布式。將系統的數據庫信息分布到節點上，降低節點故障對系統的影響，提高可靠性和可擴充性的全分布式，由于投資大，系統復雜而不能成為小水電站的最佳選擇。將與全系統性質無關的功能放在底層實現，縮短控制過程的時間，減少傳輸的信息量，為控制中心減負的分層分布式，在系統某部分出現故障時而不影響整體的正常工作，具有較高的可靠性、靈活性，綜合而看，分層分布式可成為小水電站計算機監控系統的最佳選擇。

4 綜合自動化的技術支持

要想讓綜合自動化系統安全可靠的運行，就必須擁有一套健全的網絡通訊系統。在小水電站內，主控層工作站和值班員工作站通常用工業以太網連接。梯級水電站主、分通訊工作站，擁有專用通道進行通訊，將分站信息和數據上傳到主站，有利于實現實時監控。通訊工作站利用電力載波把信息及計劃上報給調度，方便調度統一調配發電計劃和防洪。

監控系統軟件、操作系統軟件、工作軟件和應用軟件共同組成了綜合自動化軟件系統，實現各種復雜的管理工作等。高可靠性、簡便的人機界面、便捷移植性、良好通用性是操作系統軟件的基本要求。中文版的Windows NT軟件是小水電站綜合自動化常用的操作軟件。目前，小水電站自動化中的工具軟件普遍采用3D圖形軟件、Intellutionfix開發工具軟件和PLC編程工具軟件[3]。

綜合自動化在小水電站中的應用是科技發展的歷史必然，開拓新的技術領域有利于實現可持續發展，讓環境、資源、社會更加美好。

[1]《2013-2017年中國小水電行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》前瞻產業研究.

[2]張巍,徐錦才,徐國君,等.水電站實時監控系統數據庫的優化設計[J].小水電,2004(4):38-43.

[3]李征宇,于碩.PLC與組態軟件在水電站中的應用[J].基礎自動化, 2002,7(1):54-56．