張利

（華自科技股份有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

淺析未來(lái)水電站運(yùn)營(yíng)管理的方向

張利

（華自科技股份有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

在20年前，我記得有位老師曾對(duì)我們講過(guò)，未來(lái)我們將進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，我們買(mǎi)東西都可以不出門(mén)，做很多事情都可以直接用計(jì)算機(jī)來(lái)操作。在那個(gè)落后的年代，大部門(mén)人們之間的聯(lián)系還是靠寫(xiě)信，電腦對(duì)于我們來(lái)說(shuō)見(jiàn)都沒(méi)見(jiàn)過(guò)的年代。老師對(duì)我們講的這些，我還覺(jué)得這只是個(gè)概念，是個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)。但就是這些當(dāng)時(shí)我們還覺(jué)得很遙遠(yuǎn)，想著不太可能的夢(mèng)想，隨著科技的發(fā)展，淘寶、京東、亞馬遜等電子商務(wù)的興起，實(shí)現(xiàn)了不出門(mén)就可以買(mǎi)東西的夢(mèng)想；自動(dòng)化的興起，很多工作我們可以通過(guò)計(jì)算機(jī)去控制機(jī)器操作了。也就是20年的時(shí)間這些構(gòu)想還真的都實(shí)現(xiàn)了，并且在現(xiàn)在已經(jīng)普遍得不能再普遍了。這就真的驗(yàn)證了一句話，“沒(méi)有做不到的，只有想不到的?！辈⑶抑跋氲囊恍┏暗南敕?，往往到最后成為了社會(huì)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。

水電站運(yùn)營(yíng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控；無(wú)人值守

1 工業(yè)界控制的發(fā)展

我們縱觀整個(gè)工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展，從最開(kāi)始純手工操作開(kāi)始，那時(shí)候工業(yè)非常落后，做一件簡(jiǎn)單的事情，需要大量的人力投入，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性大，而且效率低下。舉個(gè)我們生活中最常見(jiàn)的例子，就說(shuō)我們建房子吧，不說(shuō)很遠(yuǎn)，就從80年代說(shuō)起，那時(shí)候人們建一棟樓，從打地基開(kāi)始完全靠人工去挖，砌墻什么的，材料都是靠人工挑上去。那個(gè)時(shí)候建的樓一般都不高，大部分都是七層以下。人力投入巨大，而且工期非常久，出安全事故的機(jī)率也比較大。在那種落后的年代，想建一棟30多層的樓，還真的不是那么容易。我們看看現(xiàn)在，隨便建棟樓都是幾十層，并且速度之快，人們是可以看得見(jiàn)的，投入的人力也不是很多。一些繁重的工作都有機(jī)器代替了。和水泥有攪拌機(jī)，運(yùn)輸有攪拌車(chē)載重車(chē)以及工程電梯，輸送有輸送泵。吊裝有吊車(chē)。挖地基有挖倔機(jī)與打樁機(jī)。大部分耗時(shí)，且繁重的工作都讓機(jī)器去做，不僅效率高，而且也安全。并且要建個(gè)什么摩天大廈也不再是什么難事了。

2 中小型水電站以前運(yùn)行管理狀態(tài)

我們不談很遠(yuǎn)，就談?wù)勗?0年代之前修建的電站，那時(shí)候的電站還談不上很落后，至少也進(jìn)入了電氣控制時(shí)代。電站的控制及保護(hù)全部由繼電器接觸器還實(shí)現(xiàn)控制，自動(dòng)化程度低下。出現(xiàn)故障后查找故障非常困難。所以那時(shí)候的電站工作人員都是特別多的。自動(dòng)化程度低，那么就自然要多一些人力來(lái)補(bǔ)充他的不足。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以前很多國(guó)有電站人力成本的負(fù)擔(dān)慢慢開(kāi)始凸顯出來(lái)了。甚至有些電站連職工工資都發(fā)不出，談什么盈利。這就是之前自動(dòng)化程度低下留下的后遺癥。

3 中小型水電站自動(dòng)化目前運(yùn)行模式

進(jìn)入90年代，慢慢的電站開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了少人值守模式，這也得益于自動(dòng)化的發(fā)展。就簡(jiǎn)單的介紹華自科技在江西安福巖頭陂電站做的少人值守電站自動(dòng)化的配置，調(diào)速裝置采用數(shù)字化可編程調(diào)速器，采用三菱PLC為控制核心部件，通過(guò)數(shù)字閥塊來(lái)給接力器的油腔供油回油從而驅(qū)動(dòng)接力器伸縮動(dòng)作，來(lái)控制導(dǎo)葉的開(kāi)度。在通過(guò)PLC的處理，能控制水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)開(kāi)機(jī)、停機(jī)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、負(fù)荷調(diào)整、機(jī)組各種運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換、機(jī)組或電力系統(tǒng)故障時(shí)緊急停機(jī)。必要時(shí)還可以通過(guò)調(diào)速器的手動(dòng)方式操作機(jī)組運(yùn)行?？刂圃斫Y(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 調(diào)速器控制原理結(jié)構(gòu)圖

繼電保護(hù)系統(tǒng)采用了微機(jī)保護(hù)，比起傳統(tǒng)的繼電器式的保護(hù)，有了很多優(yōu)點(diǎn)，集成度高，設(shè)備美觀占用空間小。保護(hù)精度高，動(dòng)作可靠性強(qiáng)。還可以通過(guò)保護(hù)裝置觀察到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及查詢故障記錄便于工作人員分析查找問(wèn)題。勵(lì)磁系統(tǒng)，采用PWL-2B勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用雙通道允余，為安全可靠發(fā)電多了一層保障。每臺(tái)機(jī)配有獨(dú)立的閘門(mén)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方與就地操作快速閘門(mén)。各軸瓦與定子溫度的檢測(cè)，每臺(tái)機(jī)組還配有測(cè)溫制動(dòng)系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)到每臺(tái)機(jī)組的溫度數(shù)據(jù)，以及轉(zhuǎn)速。還綜合了剎車(chē)制動(dòng)的功能，在停機(jī)轉(zhuǎn)速下降到一定程度讓機(jī)組盡快停下來(lái)，減少低轉(zhuǎn)速燒軸瓦的可能性。然后再通過(guò)機(jī)組LCU屏，將這些獨(dú)立的系統(tǒng)綜合起來(lái)，形成一個(gè)整體的控制鏈，能使這些獨(dú)立的單元連貫起來(lái)工作，這樣就實(shí)現(xiàn)了一鍵開(kāi)機(jī)到并網(wǎng)，一鍵停機(jī)到待機(jī)的狀態(tài)。出現(xiàn)任何事故也可以可靠動(dòng)作報(bào)警。公用部分的輔機(jī)控制，采用公用LCU集成控制。然后再通過(guò)MTC5.0在線監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，將各分部的數(shù)據(jù)、信號(hào)、通過(guò)485以及以太網(wǎng)傳輸方式采集到上位機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)控。能夠有效監(jiān)測(cè)所有要觀察的電氣、計(jì)量、溫度、轉(zhuǎn)速、油水汽等數(shù)據(jù)信號(hào)，有故障能通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警告訴值班人員，還能將數(shù)據(jù)，故障記錄下來(lái)。方便工程工程師分析處理問(wèn)題。另外還有遙控的功能，所有操作，都可以通過(guò)上位機(jī)，操作鼠標(biāo)即可。讓發(fā)電管理成了一件非常輕松的事情，大大減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電站運(yùn)行的安全可靠度。另外再配備一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，作為一個(gè)雙層保障。有什么不正常的情況，還可以通過(guò)視頻采集圖像觀察。配置結(jié)構(gòu)圖如圖2。

圖2 配置結(jié)構(gòu)圖

4 中小型水電站運(yùn)行管理模式實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守將是社會(huì)發(fā)展的必然

華自科技在無(wú)人值守水電站技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，早已下足了功夫，2010年湖南省慈利趙家埡水電站實(shí)現(xiàn)了我國(guó)第一坐小型完全無(wú)人值守水電站。目前無(wú)人值守電站的推廣，還面臨一些問(wèn)題。①國(guó)有企業(yè)里面有很多固定的在編工作人員，無(wú)法分配，加上維護(hù)人員的素質(zhì)普遍不高。導(dǎo)致即使作為無(wú)人值守的設(shè)計(jì)電站，往往也無(wú)法被真正利用起來(lái)。還是會(huì)有少量人員值班，另外維護(hù)跟不上。②無(wú)人值守電站設(shè)備投入大，在目前相對(duì)人力成本還算比較低，人力資源比較充足的環(huán)境下，私有電站考慮到經(jīng)濟(jì)利益也不暫時(shí)不會(huì)考慮電站運(yùn)行使用完全無(wú)人值守，所以短期內(nèi)看到的效果還不是很理想。但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，GDP不斷的上漲，企業(yè)會(huì)越來(lái)越多，現(xiàn)在世界的人口數(shù)量日趨穩(wěn)定，按現(xiàn)在的這種生產(chǎn)模式，人力資源將遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)的需求。到那時(shí)候，高科技代替現(xiàn)有的生產(chǎn)模式已不再是一種時(shí)髦了，而是一種被迫，一種必然的趨勢(shì)。人力資源極度緊缺的情況，人力成本將會(huì)水漲船高。只有依靠機(jī)器，依靠計(jì)算機(jī)，依靠科技來(lái)代替一種新的生產(chǎn)力，你的企業(yè)才不至于被淘汰。

談到此，然而問(wèn)題又來(lái)了。對(duì)于將來(lái)電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守這已是勿因質(zhì)疑了，但是這無(wú)人值守要考慮幾點(diǎn)問(wèn)題啊。①經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。②人員素質(zhì)問(wèn)題?？紤]到這兩點(diǎn)問(wèn)題，我們以后的這種無(wú)人值守到底要采用一種怎樣的模式是比較合理的呢。

對(duì)于一些擁有眾多電站，經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚，技術(shù)力量比較強(qiáng)大的發(fā)電企業(yè)。可以建立自己的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，建立自己的技術(shù)隊(duì)伍，自己來(lái)運(yùn)維管理。但是有絕大部分企業(yè)，電站并不多，面臨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)缺乏的問(wèn)題。這個(gè)時(shí)候就可以由一些專業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控代運(yùn)維管理公司，把這些分散的電站集中管理起來(lái)。在每個(gè)區(qū)域分布一些專業(yè)的技術(shù)人員。電站只需要每年支付代管運(yùn)維費(fèi)用，其它事情一概不用擔(dān)心。集中管理費(fèi)用低，還有專業(yè)的技術(shù)人員為設(shè)備的安全運(yùn)行保駕護(hù)航，讓客戶無(wú)后顧之憂。

5 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人值守代管運(yùn)維電站是一個(gè)非常具有潛力且龐大的市場(chǎng)，對(duì)于代管運(yùn)維企業(yè)，誰(shuí)先搶占先機(jī)站穩(wěn)市場(chǎng)，誰(shuí)就將可能是下一個(gè)水電控制領(lǐng)域的阿里巴巴。這將是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

TV737

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1004-7344（2016）13-0097-02

2016-4-15

張利（1984-），男，工程師，大專，主要從事水利水電自動(dòng)化方面工作。