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        水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用研究

        2017-10-30 09:55:27李金陽
        魅力中國 2017年42期
        關(guān)鍵詞:水電站應(yīng)用

        李金陽

        摘要:隨著水電站建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,在一定程度上增加了水電站綜合管理的難度,再加上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在水電站管理中逐漸開始應(yīng)用遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng),這對(duì)促進(jìn)水電站更好的發(fā)展具有重要的意義和作用。本文主要是對(duì)水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)組成和管理范圍、對(duì)水電遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用兩個(gè)方面做出了詳細(xì)的分析和研究。

        關(guān)鍵詞:水電站;遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng);系統(tǒng)組成;管理范圍;應(yīng)用

        在水電站中加強(qiáng)對(duì)遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用,就能夠統(tǒng)一集中管理一定范圍內(nèi)的水電站,并且控制中心還具有對(duì)應(yīng)的指揮和調(diào)度權(quán)利,有效監(jiān)督水電站發(fā)電情況以及設(shè)備運(yùn)行情況,進(jìn)而合理的發(fā)布相應(yīng)的調(diào)度指令,確保水電站能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

        一、水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)組成和管理范圍

        (一)水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)組成

        在水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)中,集控中心是指揮部門,并且能夠與各水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),對(duì)水電站中各系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,進(jìn)而合理的指揮和管理梯級(jí)水電站。在這種管理方式下,水電站運(yùn)行對(duì)人力資源的依賴大大減少,進(jìn)而降低其運(yùn)行成本[1]。利用計(jì)算機(jī)對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控,就能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守或少人值守,這樣一來,在每一個(gè)水電站都可以在控制中心之外,設(shè)置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并在系統(tǒng)內(nèi)連接所有設(shè)備。另外,還需要設(shè)置綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)、點(diǎn)能量采集系統(tǒng)和顯示系統(tǒng),其中綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)水電站中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理,電能量材料系統(tǒng)對(duì)收集到的信息進(jìn)行管理,而顯示系統(tǒng)不僅僅需要分析所收集到的數(shù)據(jù),同時(shí)還需要在大屏幕中顯示出來。

        (二)水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的管理范圍

        水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的控制范圍為:按照用電需求,電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)能夠下達(dá)相應(yīng)的調(diào)度命令,然后各水電站在接收到指令后機(jī)組就會(huì)開始執(zhí)行相應(yīng)的指令,并通過手動(dòng)調(diào)整或自動(dòng)調(diào)整來對(duì)有功功率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的改變,只會(huì)相應(yīng)泄洪閥門。其中具體的監(jiān)視范圍包括各水電站、發(fā)電設(shè)備以及發(fā)電機(jī)組的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等,泄洪閥門與電力輸送狀況以及水庫中的水文數(shù)據(jù)[2]。通過這種方式就能夠有效排除各環(huán)節(jié)中的異常情況,相關(guān)工作人員就能夠通過警告掌握故障具體位置,然后進(jìn)行應(yīng)急指揮。

        二、對(duì)水電遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

        (一)各水電站與集控中心之間的通信

        只有當(dāng)各水電站與集控中心之間實(shí)現(xiàn)通信,才為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程控制提供了依據(jù)。一般在系統(tǒng)中常用的通信通道主要包括以下幾種方式:一是通信實(shí)現(xiàn)的主要方式,即電網(wǎng)專用通道;二是通信實(shí)現(xiàn)的備用傳輸方式,即電信網(wǎng)絡(luò)通道,該通道是在主通道發(fā)生異常情況之后,才會(huì)啟用;三也是一種備用傳輸方式,即衛(wèi)星通信,這主要是在前兩種通信方式都出現(xiàn)問題后才會(huì)被啟用,這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)有備無患[3]。在傳輸數(shù)據(jù)的過程中,可以根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整通道,這對(duì)增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸安全性具有重要作用,并且還具有故障報(bào)警功能。只要控制中心和水電站都在受控范圍內(nèi),就能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,作為客服端,集控中心能夠?qū)㈡溄诱?qǐng)求發(fā)送出去,并實(shí)時(shí)監(jiān)控通信鏈接情況,一旦出現(xiàn)異常情況,就能夠在第一時(shí)間切換成無擾狀態(tài),發(fā)出警告信號(hào)。

        (二)控制策略

        目前在水電站集控中心中所應(yīng)用的控制策略主要有三種:一是能夠分層控制所有水電站,這對(duì)水電站信息監(jiān)控系統(tǒng)的完整性要求比較高,并且還能夠與集控中心之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,其場站中的控制層包括調(diào)度層、集控層、現(xiàn)場層三個(gè),監(jiān)控系統(tǒng)為閉環(huán)調(diào)節(jié)過程提供支撐。二是在各水電站管理過程中,集控中心需要明確區(qū)分操作權(quán)和控制權(quán),其中各控制層是由控制部門管理,而操作則是在控制過程中實(shí)現(xiàn)[4]。三是還需要有效管理老水電站,并逐漸實(shí)現(xiàn)老水電站中監(jiān)督管理系統(tǒng)的完善,按照相關(guān)對(duì)規(guī)定要求設(shè)置操作權(quán)和控制權(quán),聯(lián)系集控中心。

        (三)探索和完善控制模式

        在建設(shè)完集控模式之后,相關(guān)人員還需要根據(jù)水電站的實(shí)際情況加強(qiáng)探索、研究,促進(jìn)控制模式的進(jìn)一步完善,進(jìn)而擴(kuò)大系統(tǒng)應(yīng)用范圍。

        1、擴(kuò)大控制范圍。目前在系統(tǒng)管理中,已經(jīng)開始加入部分新建水電站或經(jīng)過改造的老水電站,在一定程度上改變了值守人員工作的性質(zhì),其中表現(xiàn)最顯著的主要是在監(jiān)督設(shè)備運(yùn)行中需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)。隨著監(jiān)控系統(tǒng)不斷提高的自動(dòng)化水平,已經(jīng)逐漸發(fā)展為無人值守模式,在監(jiān)控信息中除了包括原先的故障信號(hào)信息、設(shè)備參數(shù)信息等,還包括影響組織工況變化的監(jiān)控信息。系統(tǒng)一方面需要針對(duì)設(shè)備中出現(xiàn)的異常情況發(fā)出警告信息,同時(shí)還需要對(duì)機(jī)組中溫度、水、油等參數(shù)變化信息進(jìn)行收集,并根據(jù)收集到的各種信息將異?,F(xiàn)象出現(xiàn)的原因分析出來,這是做好后續(xù)調(diào)度和處理工作的基礎(chǔ)保障。另外,為了減少值守人員的工作量,還需要進(jìn)一步簡化監(jiān)控內(nèi)容,并將相應(yīng)的計(jì)算內(nèi)容添加到系統(tǒng)當(dāng)中,以便系統(tǒng)能夠自動(dòng)計(jì)算和分析所收集到的信息,全面的反映出機(jī)組或設(shè)備的趨勢(shì)、狀態(tài)[5]。

        2、完善控制功能。通過不斷完善的控制功能,水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化集中性的特點(diǎn)得到了進(jìn)一步凸顯,實(shí)現(xiàn)水電合一。系統(tǒng)只有在對(duì)各水電站水情有全面的掌握,如機(jī)組流量情況、水位上升或下降情況等,并了解用電需求之后,才能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的資源進(jìn)行合理調(diào)度。同時(shí)在發(fā)展水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的過程中,還需要加強(qiáng)對(duì)一些高級(jí)功能的開發(fā),促進(jìn)其自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提升。比如可以直接加工在現(xiàn)場感知到的相關(guān)系統(tǒng),得出正確的負(fù)荷波動(dòng)以及振動(dòng)擺動(dòng)信息,確保系統(tǒng)能夠始終正常運(yùn)行。隨著不斷擴(kuò)大的系統(tǒng)應(yīng)用范圍,還需要修改相應(yīng)的系統(tǒng)軟件規(guī)范,尤其是對(duì)于新建的水電站來說,可以在系統(tǒng)中應(yīng)用離線背靠背調(diào)試方式,在控制系統(tǒng)中接入機(jī)組。如果系統(tǒng)已經(jīng)完成規(guī)劃,則在投產(chǎn)的過程中就能夠直接修改或完善機(jī)組,并在線調(diào)試機(jī)組,集中改造數(shù)據(jù)軟件,對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行合理建設(shè),避免影響機(jī)組的正常運(yùn)行。綜上所述,在水電站中應(yīng)用水電遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng),就能夠統(tǒng)一管理,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮、調(diào)度以及監(jiān)控,為水資源發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度計(jì)劃的制定提供參考依據(jù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫資源的有效利用,同時(shí)還有助于減少發(fā)電成本。

        參考文獻(xiàn):

        [1]孔少華.井下排水遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用[J].河南科技,2017,07

        [2]王昭雷,王建樹,張惠山.變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)信息在線分析及故障診斷定位系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2016,29

        [3]謝晨.井下排水遠(yuǎn)程集控自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2016,01

        [4]王勝利,胡振龍.遠(yuǎn)程自動(dòng)化集控系統(tǒng)在集中供熱管理中的應(yīng)用[J].節(jié)能,2011,30endprint

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