韓兵

摘要：水電廠的發(fā)展與人們的日常生活和社會發(fā)展都有著緊密的聯(lián)系，對社會經(jīng)濟的發(fā)展也發(fā)揮著重要的作用。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，在水電廠中也加大了對智能化建設，其中主要包括一次設備的智能化、一體化的數(shù)據(jù)支撐平臺、數(shù)字化等，促進了水電廠的健康發(fā)展。因此本文就對水電廠智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢和應用展開探討和分析。

關(guān)鍵詞：水電廠；智能化技術(shù)；發(fā)展趨勢；應用

水電廠的智能化技術(shù)是當前我國研究的熱點話題之一，隨著智能化技術(shù)在水電廠中越來越多的應用，開啟了水電廠的智能化建設。但總體來看，我國的水電廠智能化建設仍然處于初步發(fā)展階段，相關(guān)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準并不十分完善，對智能水電廠的發(fā)展目標和定義還不明確[1]。而我國的智能變電站技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)基本成熟，因此在建設智能水電廠時可以借鑒其相關(guān)經(jīng)驗和成果。為了對水電廠的智能化建設產(chǎn)生正確的認識，本文就參照智能變電站的建設，對水電廠的智能化建設的相關(guān)問題展開探究。

一、水電廠智能化建設的發(fā)展趨勢

（一）數(shù)字化和智能化

數(shù)字化是指在信息采集、處理、傳輸過程中實現(xiàn)模擬數(shù)字化，其中一次設備在信息采集后將信息直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并通過過程層和光纜實現(xiàn)對網(wǎng)絡傳輸采樣值的獲取，而保護測控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)也是通過光纜傳輸控制報文來對一次設備進行控制。在水電廠的數(shù)字化發(fā)展中將二次自動化系統(tǒng)的數(shù)字化眼神到現(xiàn)場的設備終端，將通信光纜代替二次光纜，實現(xiàn)信息共享，減少現(xiàn)場采集設備，降低一次設備的運行成本和維護成本[2]。水電廠的數(shù)字化建設實現(xiàn)了對現(xiàn)場設備在數(shù)據(jù)采集過程中進行統(tǒng)一的控制，并減少了作業(yè)現(xiàn)場的一次設備使用，關(guān)鍵是通過智能組件和電子式互感器來實現(xiàn)數(shù)字化，其主要特點是這些智能組件都具有符合標準的光纖接口，并采用標準建模的方式來實現(xiàn)信息共享。

此外，水電廠的智能化建設主要體現(xiàn)在智能二字上，智能化也是對數(shù)字化的一種高級應用，其中包括一次設備的智能化和高級智能應用，其中智能變電站則是建立在數(shù)字化變電站的基礎上，通過一次設備實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測與評估，并通過相關(guān)標準來建立統(tǒng)一的信息模型，建立一體化的平臺對設備的狀態(tài)進行檢測、計量和監(jiān)控，并對高級應用功能提供支撐。

（二）電子式互感器

由于電子式互感器的重量輕、體積較小，可以很好的解決傳統(tǒng)互感器的飽和、絕緣等問題，在智能化變電站中也得到了廣泛的應用。隨著目前我國水電廠的自動化系統(tǒng)在不斷增加，變送器的設置重復，對信號進行重復采集，且信號源較多，信息結(jié)構(gòu)復雜，在信息傳輸過程中容易受到電磁干擾[3]。為了減少現(xiàn)場采集裝置的重復設置，消除電纜接線的復雜性，并從根本上來解決電站的干擾問題，可以采用合并單元和電子式互感器來實現(xiàn)數(shù)字化的信息采集和傳輸，提高系統(tǒng)運行的可靠性。但由于當前電子式互感器還存在一定的不足，如性能并不十分穩(wěn)定，精度容易受到外部環(huán)境的影響等，在水電廠中的應用還需要不斷發(fā)展。

二、水電廠智能化技術(shù)的應用探索

水電廠的智能化建設主要涉及到運行、維護與生產(chǎn)管理等諸多方面，由于我國當前的數(shù)字傳感器和智能開關(guān)組件的發(fā)展并不十分成熟，且缺乏完善的技術(shù)標準，因此對智能化技術(shù)在水電廠建設中的應用也是分階段進行，和未來技術(shù)發(fā)展水平相統(tǒng)一。目前對水電廠智能化技術(shù)的應用主要經(jīng)歷兩個階段，其中第一階段是按照相關(guān)行業(yè)標準來建設一體化的數(shù)據(jù)支撐平臺，并將其接入到全廠的計量、監(jiān)控、測量、保護與設備狀態(tài)的在線監(jiān)測等諸多應用系統(tǒng)中，為各個應用系統(tǒng)的建設提供依據(jù)[4]。在這一階段中，電廠的計算機監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)有的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不發(fā)生改變，仍然采用兩層結(jié)構(gòu)式，并在監(jiān)控系統(tǒng)中增加網(wǎng)關(guān)設備，對系統(tǒng)信息建模和接口軟件開發(fā)進行監(jiān)控，在一體化的數(shù)據(jù)支撐平臺中接入監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)關(guān)服務器主要是在監(jiān)控系統(tǒng)的實時庫中接入設備所接受到的實時數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)關(guān)來對相關(guān)設備進行監(jiān)控。而站控層則是采用PLC廠家網(wǎng)絡規(guī)約，并不更換機組和開關(guān)站的ICU，在數(shù)據(jù)采集和控制中仍以硬接線為主，在條件具備的情況下，可以在PLC中配置相應的通信模塊，實現(xiàn)接口設備輸入。因此總體來看，第一個智能化建設階段主要是對系統(tǒng)軟件和少量硬件進行升級，并在間隔層和站控層增加通信接口，與一體化的數(shù)據(jù)支撐平臺相連接，并保留常規(guī)的通訊接口，主要是對計算機設備和PLC的通信接口進行保留，提高系統(tǒng)智能化水平，對系統(tǒng)性能進行優(yōu)化升級。

第二個智能化建設階段是通過計算機的監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)對相關(guān)行業(yè)標準進行全面支持，系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)形式，即過程層、站控層和間隔層，其中間隔層與站控層之間采用IEC通信，一次設備可以采用傳統(tǒng)PT，當條件具備的情況下降PLC轉(zhuǎn)換為支持IEC61850的PLC，站控層的通信主要是通過IEC61850的通信規(guī)約來實現(xiàn)的，并具備智能一次設備和合并單元的能力，通過間隔層、過程層數(shù)據(jù)進行單元合并，間隔層主要是對開關(guān)量進行控制，通過開關(guān)控制器來發(fā)送報文[5]。當前已經(jīng)采用PLC控制器的廠家較多，如西門子等，都具備了IEC61850接口，并通過通信規(guī)約來實現(xiàn)和站控層的通信。在第二個智能化建設階段的目標實現(xiàn)還主要是依靠設備廠家和技術(shù)水平的進步，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中接入智能組件和合并單元，為未來的技術(shù)發(fā)展提供充足的準備。

結(jié)語：

水電廠智能化建設的未來主要發(fā)展方向是建立在IEC標準上的，這一標注上實現(xiàn)水電廠的信息建模技術(shù)，也是實現(xiàn)對水電廠進行智能化建設的關(guān)鍵，目前我國一些較大的電力廠商已經(jīng)在加大對IEC產(chǎn)品的研發(fā)力度，并與國外電力巨頭企業(yè)相競爭，為我國的水電廠智能化建設提供充足的工程經(jīng)驗和實踐依據(jù)。

參考文獻：

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[3]朱家輝.電氣工程自動化發(fā)展趨勢及智能化技術(shù)的應用[J].科技風，2017，（01）

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