水電站電力監(jiān)控系統(tǒng)信息化建設(shè)探討

陳勇 黃愛迪

摘要：近年來(lái)，隨著水利電力建設(shè)的快速發(fā)展，水電站的安全運(yùn)行被人們所重視，水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水電站的自動(dòng)化檢測(cè)和監(jiān)控的目標(biāo)，是提高水電站控制的安全性，可靠性以及工程管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化的重要舉措，因此，在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中只有充分發(fā)揮設(shè)備的性能，才能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：水電站;電力監(jiān)控系統(tǒng);信息化建設(shè)

引言

目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及電力工程技術(shù)的不斷發(fā)展，加之國(guó)家信息化建設(shè)的不斷實(shí)施，在水電站的運(yùn)維過(guò)程中運(yùn)用信息化技術(shù)對(duì)電力生產(chǎn)進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè)，以及對(duì)生產(chǎn)管理監(jiān)控系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展都有著非常重要的意義。通過(guò)運(yùn)用信息化技術(shù)，已經(jīng)設(shè)計(jì)并完善出一套相關(guān)水電站電力監(jiān)控系統(tǒng)的信息化思路。然而在逐漸發(fā)展演變的過(guò)程中，水電站電力監(jiān)控系統(tǒng)信息化還要不斷完善，并提高水電站以及國(guó)家相關(guān)部門對(duì)其運(yùn)維的監(jiān)控力度，確保水電站監(jiān)控系統(tǒng)的信息化建設(shè)可以做到與時(shí)俱進(jìn)。

一、水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展概況

早在上個(gè)世紀(jì)六十年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)已開始漸漸應(yīng)用于水電站，起先用于工況的監(jiān)測(cè)，到了后來(lái)，開始進(jìn)入到控制領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用改變了電站中控室的面貌。計(jì)算機(jī)顯示器替代了以往巨大的顯示屏;運(yùn)行人員過(guò)去操作的把手、按扭開關(guān)等變成了計(jì)算機(jī)鍵盤和鼠標(biāo)。周期性的監(jiān)測(cè)和控制調(diào)節(jié)工作都由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)去完成。這樣一來(lái)，運(yùn)行值守人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，也不再需要大量的人力支持，并由此出現(xiàn)了“無(wú)人值班，少人值守”的水電站。

系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫(kù)作為界面表示層的操作對(duì)象，其主要是對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的配置文件、監(jiān)測(cè)日志以及操作日志進(jìn)行記錄儲(chǔ)存。然后界面表示層通過(guò)處理這些操作信息，從而提供給用戶所需的內(nèi)容。界面表示層要兼容多種展現(xiàn)方式，比如影音、投影等多媒體展現(xiàn)方式，從宏觀角度上表示出監(jiān)控結(jié)果。系統(tǒng)可以主動(dòng)劃分警告事件的級(jí)別，并使用電話告警或者聲音告警的方式與運(yùn)維人員取得聯(lián)系，同時(shí)還可以對(duì)警告事件生成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。用戶點(diǎn)擊登錄相應(yīng)的信息展示平臺(tái)，就可以在賬戶權(quán)限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)以及中間件等內(nèi)容的訪問(wèn)與統(tǒng)一管理。

二、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的作用

水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，大大改變了水電站的值守方式，使水電站從此實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了水電站的運(yùn)行人員數(shù)量，運(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的操作工作量大大減少，使水電站實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人值班，少人值守”。水電站運(yùn)行人員減少的同時(shí)，也減少水電站的運(yùn)行費(fèi)用及發(fā)電成本，達(dá)到減員增效的目的。

水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，使得水電站值守人員的職能發(fā)生了轉(zhuǎn)變，把運(yùn)行人員從對(duì)水電站設(shè)備的操作向?qū)λ娬驹O(shè)備的管理進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這樣一來(lái)電站值守行人員有更多的時(shí)間和精力花在水電站設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)上，保證水電站設(shè)備的可用性、安全性以及完好性，延長(zhǎng)水電站設(shè)備的檢修周期及使用壽命，水電站設(shè)備的一些調(diào)節(jié)、重復(fù)操作、運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)的記錄則由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)完成而不需人為干預(yù)。水電站實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控后，電站的工作人員可將節(jié)省下來(lái)的時(shí)間用來(lái)提高自己的技能，以提高對(duì)電站的運(yùn)行管理水平。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本功能：具備信息采集和監(jiān)視、機(jī)組順序控制及非正常條件的閉鎖、綜合量計(jì)算、報(bào)警、溫度監(jiān)視、事件記錄、有功、無(wú)功功率調(diào)節(jié)、一覽表、報(bào)表、歷史曲線查詢、與保護(hù)、自動(dòng)及監(jiān)控系統(tǒng)的通信功能。

三、水電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水電站的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與專用狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器共同組成的。之所以在狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中引入專用狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器，主要是為了削弱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足之處，比如，某些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可能需要以較快的速度來(lái)進(jìn)行樣品的采集，或某些項(xiàng)可能需要以較高的精確度以完成樣品的采集，此時(shí)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)控制模塊已不再適用，而專用狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器的加入則可這些問(wèn)題完美解決，但實(shí)際上，大多數(shù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的進(jìn)行都可直接采用現(xiàn)場(chǎng)控制模塊來(lái)進(jìn)行樣品的采集。但不論通過(guò)何種形式采集到的樣品，都需錄入狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)歷史站和專家系統(tǒng)分析站中，以此進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析比對(duì)，或?qū)⑵滗浫胂嚓P(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。而且，采集得到的樣品信息也可在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控中心工作站中進(jìn)行顯示。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊手段將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息傳輸給遠(yuǎn)程專家系統(tǒng)分析站中，以此得到更為專業(yè)、更為權(quán)威的狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果。

四、水電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

4.1水電站設(shè)備信息的采集與分析

水電站的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于機(jī)組儀器設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，主要可包括以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)組儀器設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，其主要采用振動(dòng)幅度、振動(dòng)頻率、振動(dòng)相位這三個(gè)示數(shù)的變化，來(lái)依次表示儀器設(shè)備的振動(dòng)幅度、振動(dòng)原因以及振動(dòng)位置;（2）機(jī)組儀器設(shè)備的氣隙監(jiān)測(cè)，其主要用于監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間存在的空氣間隙是否呈均勻狀態(tài)分布，空氣間隙的均勻與否會(huì)直接影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài);（3）機(jī)組儀器設(shè)備的氣蝕監(jiān)測(cè)，水輪機(jī)的氣蝕現(xiàn)象會(huì)直接影響其正常安全的運(yùn)行狀態(tài)，而應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)氣蝕進(jìn)行監(jiān)測(cè)則可在一定程度上減小氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生（4）機(jī)組儀器設(shè)備的流量監(jiān)測(cè)，其主要用于監(jiān)測(cè)供水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，按照測(cè)量原理的不同，可將其分為超聲監(jiān)測(cè)法、壓力差值監(jiān)測(cè)法兩種。值得注意的是，在使用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)上述監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)之前，一定要確保監(jiān)測(cè)位置以及監(jiān)測(cè)儀器的正確安裝，并積極采取相關(guān)措施以防止信號(hào)之間的干擾，與此同時(shí)，還應(yīng)采用一定的技術(shù)手段來(lái)確保采樣速度符合測(cè)定要求，以此保證采集得到的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確無(wú)誤、及時(shí)有效的。

4.2水電站設(shè)備診斷系統(tǒng)的建立

根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息，則可在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行水電廠設(shè)備診斷系統(tǒng)的建立。所謂診斷系統(tǒng)就是在狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之上，對(duì)此進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與比對(duì)，以此確認(rèn)儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否出現(xiàn)異常，如若出現(xiàn)異常還可根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)而找出發(fā)生異常的部位與成因，并在此基礎(chǔ)上對(duì)該異常進(jìn)行預(yù)計(jì)，以提前知曉異常可能的發(fā)展程度或危險(xiǎn)系數(shù)，再據(jù)此提出適當(dāng)?shù)木S修方法或解決異常的有效措施，進(jìn)而減少儀器設(shè)備安全事故發(fā)生的頻率。不同于傳統(tǒng)的按時(shí)檢修方法，根據(jù)水電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立的設(shè)備診斷系統(tǒng)，不僅可以控制適當(dāng)?shù)臋z修時(shí)長(zhǎng)，減少因人工過(guò)度檢修造成的巨大的人力、物力損失，

還因其可對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，減少人工檢修方式存在的錯(cuò)修、誤修、漏修等現(xiàn)象帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)損失，以此降低儀器檢修的投入成本，并確保儀器設(shè)備的正常、安全、高效運(yùn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種智能化、單元化、網(wǎng)絡(luò)化、的綜合體系，以電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件、智能配電儀表和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。依托先進(jìn)的技術(shù)手段，保證工作人員子在現(xiàn)場(chǎng)的任何位置都能夠接收到信息，提高了工作效率。隨著經(jīng)濟(jì)科技的飛速發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)以較少的投資取得了極大的效益，在未來(lái)的發(fā)展中必然會(huì)發(fā)揮更加顯著的作用。

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