基于水電站集控技術研究

姬婧婧　楊建軍

摘要：在水電站綜合自動化系統中，主要包含了電能量采集系統、計算機監控系統以及水調自動化系統等，在構建水電站綜合自動化系統時，需要應用水電站集控技術。本文首先對水電站集控系統作出簡要概述，然后結合實例，對基于水電站集控技術的水電站集控中心建設模式、監控系統、關鍵點展開討論，希望對業內具有一定參考意義。

關鍵詞：水電站；集控技術；調控一體化

前言：隨著水電產業的逐漸發展，計算機技術的日益成熟，現階段，集控系統已經在各大水電站中得到了廣泛應用。借助水電站構建集控系統的實際案例，對其設計方案進行探討，可以對其他水電站集控系統的建設規劃提供參考。

一、水電站集控系統概述

依照“無人值班，少人值守”的原則，可以設計區域水電站集中控制系統，在集控系統中，主要包含了遠程集控中心計算機監控系統與各電站微機自動化系統，利用全開放分層分布結構，可以讓各控制單元得到實時數據與監控功能的均勻分布，現階段，在水電站集控系統結構中，擴大廠站模式與梯級集控調度模式為主要類型。

二、水電站集控技術

（一）背景概述

以我國四川某水利電力股份有限公司為例，該公司現有水利發電機組共12臺，裝機容量是81.7兆瓦，年發電為4.6億千瓦，現隨著公司的壯大，生產管理集約要求的提高，需要建設水電站集控中心，利用水電站集控技術，可以讓水電站運維管理水平得到提升。

（二）水電站集控中心建設模式

1.擴大廠站模式集控

如果電站間距距離相對較近，且集控系統的規模相對較小、電站數量相對較少，那么可以應用此種擴大廠站的集控中心建設模式，如在螺電與小螺電、東電與金電中，使用此種水電站集控方式就具有良好的適用性、經濟性。在該公司的水電站中，現有螺電和小螺電的監控系統、小螺電和東電系統已經較為完善，如果各自構建統一集控平臺，就會讓設備出現浪費情況，同時還有可能需要進行技術改造工作，其性價比相對較低，且有重復投資現象存在，因此，可以判定此種模式建設方案的實施缺乏經濟性。

2.梯級集控調度

現階段，該公司的下屬四座水電站計算機監控系統較為完善，且設備較為齊全，具有完善的中控功能與后臺功能，在光纖網絡可以對相關要求予以滿足的條件下，通過少量匹配施工可以讓其和集控中心實現通訊，進而讓集控得以實現，此系統的擴展難度相對較小。因此，改水電站可以選擇此種集控技術[1]。

（二）集控中心計算機監控系統

在集控中心計算機監控系統建設中，需要遵循四方面原則：（1）集控中心需要將各個電站信息數據、運行參數直接傳送給電網調度自動化系統，同時，需要積極接受電網調度機構調度要求及命令，讓實時數據傳輸與監控得以實現；（2）集控中心計算機監控系統需要對各個電站的集控監控功能予以實現，要求其對各電站被監控對象進行有效控制與監視；（3）需要依照流域水情、運行工況、水文動能條件等客觀因素，保證可以對電力系統調度要求予以滿足條件下，制定電站聯合控制的機組運行計劃，并依照最優的發電規律，對電站開機臺數進行確認，對電站有功負荷、無功負荷予以自動分配，讓梯級優化調度管理得以實現。（4）需要設計集控中心方案，讓各個電站可以對集控中心予以同時接入，且應該統一信息傳輸協議與接入接口標準，讓接入維護工作更為便利。

（三）集控系統建設關鍵點

1.集控網絡結構選用

在集控系統設計當中，網絡結構是重要基礎部分，在確定集控系統建設方案之前，需要對集控系統網絡通道接入方式予以明確，如租用網絡、自建網絡以及通道數量。現階段，在該公司中，其各廠均具有自建的光纖網絡，為讓網絡可靠性得到保證，螺電與金電的光纖通道數量限制會得到突破，進而讓雙通道雙網冗余配置要求得到進一步滿足。

2.后續功能擴展

電網要求的發展趨勢是不斷提升的，而區域小水電規模的發展趨勢是不斷擴大的，對此，集控系統建設中需要考慮到后續功能的擴展，需要保證其可以對區域電站群經濟調度、自動負荷調整功能予以滿足，此集控系統的對外通信接口十分豐富，具有MIS系統、水情系統與視頻系統的數據交換功能，除此之外，在集控系統建設中，應該做好后期電站接入接口的預留工作。

3.多種通信方式

在集控中心的調度與監控工作中，需要保證和梯級水電站的通信信道具有可用性、穩定性，可以采用電信運營商通道、光纖主備通道以及衛星信道等多種通信方式，利用衛星通信系統，可以讓語音業務和視頻業務在應急狀態下持續提供，如在洪水、地震等極端狀況中，利用衛星手持移動電話也可以實現應急通信。

4.權限切換和閉鎖

在集控控制系統控制調節方法中，主要可以分為廠站調控、集控調控與現地調控三種方法，在控制調節中，應該按照從高到地的順序進行，即地層、廠站層、集控層，利用在地層設置的切換開關，可以讓控制、調節權限得到切換，在此過程中，應該具有一定閉鎖條件。如果有事故情況出現，那么控制權限閉鎖不會限制緊急操作，如果廠站與集控系統之間出現通信中斷情況，那么控制權限可以自動切換至廠站層[2]。

5.通信防雷措施

集控系統本身為全計算機網絡結構，結構中沒有常規控制設備，在系統當中，如果有通信網絡與系統因為感應過電壓、雷電而遭到破壞，就有可能讓集控中心設備出現癱瘓情況，除此之外，隨著網絡化的發展，系統設備靈敏度也開始提升，這讓系統受到破壞機會增加，所以，應該將防止感應過電壓、感應雷的相關設施加裝在集控系統中。在防雷工作中，需要明確信號防雷與電源防雷是重點工作內容。

結論：綜上所述，在水電站集控中心建設中，需要結合實際情況選擇建設模式，構件計算機監控系統，做好集控網絡結構選用、后續功能擴展、利用多種通信方式、權限切換和閉鎖以及通信防雷措施這幾項工作，確保水電站集控技術得到科學應用。

參考文獻：

[1]梁晶，裴亮.關于小型水電站遠程集控運行管理模式的探討[J].水利技術監督，2017，25（06）：69-71+89.

[2]古領先，盧金龍，冀娟.水電站集控系統在明星電力集控中心的應用[J].河南科技，2016（13）：40-43.