水電廠遠程集控及無人值班運行模式的應用探索

國家能源集團海控新能源有限公司大廣壩水電廠 翁 海

水力發電廠在當下的發展中，由于其較為特殊的屬性，絕大多數情況下都需建設在一些交通并不便利的環境中，如建設在人煙較為稀少的山區中，這樣距離現代城市較遠，因此對管理提出了一定的要求。在當下采用的遠程集控與無人值班運行模式可避免一線工作人員較大工作壓力，同時提升水電廠管理效果。

1 無人值班模式

所謂遠程集控無人值班模式，就是在水電廠值班過程中一種對于傳統值班模式的全面變革處理，也是象征現代化水電廠發展的重要標志。這樣的運行模式往往對水電廠的設備、自動化水平、工作人員能力提出了更高的要求。因此為實現這樣的自動化管理與控制，需配備較為完善的一次設備，同時設計出合理的二次設備，最后再提升工作人員的工作能力，以此高效率的形成遠程集控、無人值班的管理制度。

對于構建出的遠程集控程序，首先可實現數據采集、監視及控制等諸多的功能；其次還要在運行中對當下控制的水電廠實現集中控制與遠程調節的作用，讓工作人員可對各個部門和環節實現針對性的調整。在數據采集與處理方面有效進行實時數據的處理，因此極大提升處理的效果。而對于自動發電控制與自動電壓調節功能的實現,保障水電廠的正常運行[1-2]；最后還可對當下的運行情況進行全面分析與評估，以此針對一些故障、事故等發揮出指導的作用，最大程度上保障水電廠的安全性。

2 性能優良的一次設備

2.1 一次主設備

在構建水電廠的過程中往往會使用大量的機械設備，如水輪機、發電機、主變壓器、斷路器及高壓配電裝置等設備。在這些設備的管理中需做好設備的預試及對其運行中的性能進行鑒定，以此保障技術方面的良好。同時在技術檔案資料方面也要保證齊全，保障達到銘牌上的處理才可投入實際運行生產中[3]。在設備的檢測中還要重視機械設備的經濟性、可靠供電性等諸多因素，還要在規定的時間內對設備進行檢修與試驗并充分符合規程中的實際要求，讓各個參數可充分滿足設備的實際需求。

2.2 安全可靠的廠用電

廠用電一直都是水電廠運行過程中所能到達安全生產的關鍵所在。而廠用電的可靠性也直接決定了水電廠的穩定運行能力，這就對無人值班的水電廠提出了更高的運行要求。在水電廠的廠用電系統上，一般都需分為10kV及400V的兩級電壓。10kV系統中采用三相星型的接線類型，在中性點并不會出現接地的情況。400V系統采用三相四線制成的星型接線，在中性點會出現直接接地情況。

在廠用電源的系統構建中要進行完善化的處理。保障10kV及400V母線可分段進行運行，在不同運行段要至少安裝兩個備用電源。廠用電源的采購要盡可能選擇一些機端高壓廠所使用的變壓器當作供電中的主要電源類型。在地方變電所中的外來供電要當做備用的電源類型。此外，水電廠的電源配置上還要充分滿足當下柴油發電機的實際需求，以此成為應急保安電源。

廠用電源還要擁有較為先進的電源自動投入裝置，可很好的讓雙電源都當做相互備用。這樣的運行模式下最大程度保障設備在出現故障時可讓備用電源第一時間投入使用。而在廠用電運行參數調試上，需基于數字量與模擬量等形式進行調整，進而充分保障計算機監控系統可投入運行，便于工作人員可以進行遠程監控，對運行人員進行監視，最大程度上保障用電的安全性和可靠性。

2.3 直流電源

首先在直流電源的配置過程中需采用冗余的配置方式并形成分段運行的方式，同時互為備用電源。之后還要工作人員可積極進行調試工作，只有充分保障調試工作的順利，才可將其設備投入使用；其次還要在線路安裝蓄電池在線巡視裝置，以此實現自動巡檢、故障報警的諸多功能。還要配備絕緣檢測儀以對其直流母線、蓄電池回路及所有的主饋線回路產生良好的絕緣效果。還要讓系統當中的監控系統有較高通信能力，可最大程度保障計算機監控系統的正常運行。

3 安全可靠的二次設備

3.1 監控系統

整個系統采用計算機監控系統，需形成開放式分層部分的系統類型，并構建出全分布式數據庫，這樣就可讓系統基于實際的要求能夠具備冗余配置的效果，最大程度提升安全性。在水電廠的計算機監控系統方面，還要搭配1套冗余的SCADA/AGC/AVC服務器，同時還要搭配冗余歷史數據庫服務器，再配備一定的防火墻體系以保障系統安全性，抵御一些外在的危險。這樣就可構建出較為完善的監控系統，可對整個水電廠都形成較為良好的效果。

3.2 通信與保護系統

在構建通信系統的過程中，無人值班模式下的水電廠往往需要基于實際的要求，能夠將電網通道當作主用的通道，同時讓電信通道當做備用的通道，這樣可實現通信通道的冗余配置，充分保障通信系統的穩定運行，還要配置衛星通道，可當做緊急備用的通道。對于無人值班水電廠而言，一次設備的保護需要基于冗余原則進行相應的配置，還要基于快速切除故障的主保護，讓其出現機械事故后可高效率進行自行處理與控制，最大程度保障其他位置不會受到嚴重影響。

3.3 自動化輔助系統

對在系統中搭配了機組的調速器系統而言，在該系統中采用了微機調速器，因此在實際的運行過程中要充分保障調速器的穩定運行，同時性能方面也要充分滿足實際的標準和要求，在平均無故障時基本都需將故障時間可達到8670h以上。而在調速器發生故障時則需具備自動停機的相關功能。這樣的處理下可保障壓油裝置的穩定工作，其次還要具備自動補氣的裝置。而在漏油的裝置上還要保障具備著較高的容量，同時也要充分保障工作的穩定性。在這樣的運行模式下才可讓其上位機可以具備較高的通訊能力。

在機組勵磁調節系統中，本系統采用了雙通道自并勵的微機勵磁系統。這種勵磁系統可以穩定的運行下去，以此讓其性能方面可充分滿足相關要求。而在靜止勵磁的可控硅功率，以及在系統中的風扇出現故障時，該系統就需有著自動控制的能力。如，馬上可進行風壓檢測或對風機缺相進行運行；其次讓系統中滅磁系統可穩定的運行下去；系統中要采用環氧澆筑變壓器，或可在有條件情況下，采用干式變壓器的方式將其與上位機的通訊功能保持良好的效果[3]。

輔機系統的構建主要涉及水電廠輔機系統中的透平油、滲漏排水、消防系統、氣系統等諸多系統和設備，只有在這些先進機械設備與先進系統構建下，才可順利實現水電廠自動控制需求。在信息處理方面，需將信息都輸入到計算機監控系統中，以此進行針對性的數據分析與處理。

4 遠程集控、無人值班下的管理模式

制定管轄權限劃分。在當下的遠程集控、無人值班工作中，基本基礎管理制度方面需充分保持制定出明確的規定，同時制定出設備的管轄范圍，以此可對監理出來的遠程集控程序起到一定的效果。在設備管轄權劃分的過程中，一般為調度管轄與許可的設備都需得到集控管理。

集控與電廠的信息溝通機制。在無人值班的電廠運行中需積極與遠程集控運行的中心構建出高效率的信息通信機制，以此有效避免出現電廠生產與集控間存在溝通不及時問題出現，嚴重的導致工作出現脫節、推諉現象，充分保障無人值班電廠與遠程集控運行的中心始終保持著及時溝通，進而實現理解的一致性。

電場現場的反應機制。在當下發展中電廠雖采用無人值班模式，但還要配備一定的應急處理人員以處理一些較為棘手的問題。因此就要制定出科學合理的應急處置人員的管理制度，配置工作手冊并讓其現場人員可在得到遠程監控人員工作命令后及時達到指定工作現場，完成指令內容。

遠程集控人員。在遠程集控人員工作過程中，由于無法及時來到現場進行工作，因此需利用計算機監控系統對當下水電廠的整體運行情況進行詳細分析與掌握，之后利用信息分析技術發現一些機械設備所存在的故障問題，最大程度控制故障的影響范圍，并積極采用一些針對性手段，將指令下達到現場應急處置人員，這樣就可形成馬上處理故障的效果。這對于水電廠的自動化發展起到十分關鍵的作用。同時還要定期對運行人員開展培訓工作，這樣才可實現科學合理的管理。