綜合自動化系統在小型水電站中的應用分析

張明

摘要：隨著水電站科學技術的發展和現代生產生活的要求，小水電站逐步實施綜合自動化技術，具有監測和監測水電站運行系統的功能。并通過對于運行數據的采集、處理和計算實現遠距離遙控和就地控制，并通過其多媒體功能對相應的信息進行顯示以及語音告警等。文章分析目前我國小型水電站綜合自動化技術的發展現狀和此類技術系統所具有的功能。以某水電站中所用的計算機保護監控系統為例，對其結構、功能、特點進行介紹。從實際案例分析小型水電站對此技術的應用原則和效果，證明此系統的實用價值。

關鍵詞：綜合自動化系統;小型水電站

1引言

目前隨著我國經濟的快速發展，城鎮化進程不斷加快，在全球資源危機和環境惡化的大背景下，我國也加快了對水能、風能和太陽能等清潔型能源的開發和利用。在我國目前的水電站建設中，小型水電站在電網中的作用越來越重要，但是其自動化程度較大中型水電站相比還較為落后，為了提高小型水電站的運行效率、確保其供電可靠性和供電質量，在小型水電站中推行綜合自動化建設，還可以節省大量的人力資源和成本，其可擴展性也確保水電站本身可以不斷更新和升級，減少其二次投資。

2小水電自動化的發展現狀分析

目前我國的小型水電站中所采用的綜合自動化設計通常為分層、分布式結構，其監控模式主要以計算機監控為主，并采用常規控制進行輔助，軟件設計通常為模塊化設計，且整個綜合自動化系統主要由監控、模塊控制、通訊和就地控制等共同組成。該系統的主要功能是水電站的保護，檢測和設備控制功能，具體表現在以下幾個方面：一是為了實現水電站運行系統的監測和監測，首先需要對系統運行數據進行采集、處理和計算，并生成相應的報表;二是根據對采集數據的計算和分析，對水電站發電系統進行遠距離遙控和就地控制，其控制的內容主要有對機組啟停的控制以及對隔離開關進行分合閘的控制，此外還可以對機組的有功和無功、發電和電壓等進行自動調節和控制;三是系統具有多媒體功能，可以對報警信息進行語音播報或者以圖像的形式進行顯示。四是注重人機友好，方便用戶操作。此外，集成自動化技術在小水電站的應用，具有“遙測，遠程信號，遙控和遠程調節”功能，可實現水電站的運動服務控制和數據通信。

3小型水電站綜合自動化系統的配置

3.1計算機監控系統結構和功能

本水電站保護監控系統采用了的網絡+雙機熱備份+雙前置方式，在系統中，所有數據均保存在兩臺服務器中（FWQ1和FWQ2），兩臺服務器的操作系統采用的WINDOWS2003 Server ，數據庫MS SQL2000Server，報表軟件MS Excel2000，監控軟件Sunpac.net，硬件部分機組監控保護屏和分布式微機保護組成。

此系統主要由以下幾部分組成：一是系統服務器，主要功能為儲存系統參數配置文件、歷史數據、實時數據、歷史報表。二是系統前置機。主要功能為實時采集數據，與保護、LCU通訊并接受服務器和操作站發出的各種操作命令。三是系統操作站。主要功能為負責向前置機發送各項操作命令和監視作用。四是機組LCU。主要功能為負責采集發電機各項數據和監控開停機流程。五是機組保護。主要功能為由DPT-2W3和DPG-AUT，其中DPT-2W3在系統中只作發電機的差動保護，而其他所以的保護均由DPG-AUT來實現。其中轉子一點接地的設定是由主板上的跳線來實現，機組的自動準同期功能也由AUT來實現。

3.2計算機監控系統的特點

本水電站所用保護監控系統具有高可靠、靈活配置、可移植性等特點。保護部分原理先進，配置合理，完善，既能滿足大型網絡的運行要求，又能適應小型網絡，特別是小型水電，32位系統的要求。替代了以往的2～3個CPU才能實現的功能，大大提高了裝置的可靠性，對于交流信號處理電路，轉換精度為16位，最高的采樣速度可達到250KHZ/S，大大提高了系統數據的采集精度和加速了數據采集，同時也特別適合于需要快速動作的繼電保護。

4實例應用及效果分析

4.1應用概況

以某小型水電站為例，其采用兩套混流式水輪發電機組，裝機容量為2×2000kW，主要接線方式為兩機一變擴大單元接線方式，水電站建成投運后，用35kV電力線連接電網，起到調峰作業的作用。在此水電站的運行過程中，按照以下綜合自動化系統設計原則對其自動化系統進行設計，一是按照無人值班、少人值守的原則;二是采用微機自動保護的監控模式;三是計算機監控系統采用分層、分布開放式系統結構;四是網絡通訊采用現場總線結構，且采用開放系統軟件;第五是利用微機保護功能相對獨立地保護每個保護單元，并通過通信接口將保護信息發送到主控層。

4.2應用效果

自本水電站建成并采用綜合自動化系統以來，從以下幾個方面體現出此系統應用后的效果：一是水電站系統運行具有較高的自動化程度，減少各班組人員數量，大大降低勞動強度，降低發電成本，提高發電效率;二是大大提高了系統響應速度，比常規的同期裝置提高了響應時間，大大提高了水能的利用效率;三是由于采用分層式和分布式結構設計，各層能夠單獨運行互不影響，提高了系統運行的可靠性，且降低了維修難度;四是所用的微機保護裝置具有更高的精準度和靈敏度，且具有維修方便的特點;五是此系統的電氣二次線設計工作量較小，微機設備占用空間小，施工和調試較為便捷。

5結語

目前隨著水電站科技的發展以及現代化生產和生活的要求，在小型水電站中逐漸進行綜合自動化技術的應用，其具有對水電站的運行系統起到監視和監控點作用，并通過對于運行數據的采集、處理和計算實現遠距離遙控和就地控制，并通過其多媒體功能對相應的信息進行顯示以及語音告警等。在某小型水電站的實際應用案例中，按照一定的原則進行綜合自動化設計，通過實際運行表明此系統具有數據采集準確和保護裝置安全可靠等特點。

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