華 良

（浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，浙江 杭州 310053）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平得到了提高[1]，更加注重對水電站安全性與節(jié)能性的要求。建設綜合安全性、節(jié)能性、安全性強的智能數(shù)字水力發(fā)電站是當前首要任務[2]。監(jiān)控系統(tǒng)是智能數(shù)字水力發(fā)電站的重要組成部分，監(jiān)控系統(tǒng)能夠提高供水效率，減少水力發(fā)電所的作業(yè)壓力[3]。本文主要討論如何更好地構(gòu)建智能水力發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)。

1 智能水電站建設的背景

1.1 滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求

在各級電網(wǎng)等級和原始信息技術(shù)發(fā)展過程中，智能電網(wǎng)的建設已經(jīng)迫在眉睫。電力網(wǎng)是水力發(fā)電廠最直接的客戶，目前智能電網(wǎng)研究主要局限于送電、輸電、配電和電力消耗，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代社會的需求，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，智能水電站會成為電網(wǎng)發(fā)電的重要環(huán)節(jié)。

1.2 滿足水電站的本質(zhì)安全需求

為了控制機器的功能和狀態(tài)，需要使用靈活的方法以及水電站設備的自我恢復能力，提高設備的客觀性、調(diào)控性和可控制性。

1.3 滿足經(jīng)濟運營需求

與傳統(tǒng)水力發(fā)電站相比，智能水力發(fā)電站能夠?qū)崿F(xiàn)資源的可持續(xù)利用，降低企業(yè)成本，提高企業(yè)整體效率，通過完整智能分析和決策系統(tǒng)，實時了解電力網(wǎng)負荷。為了滿足水力發(fā)電所經(jīng)濟發(fā)展的需求，設備更新采用可靠性、安全性和有效性的裝置，有效利用設備的數(shù)字化信息，保證設備的可靠性，以更好地監(jiān)測水力發(fā)電站設備的運行狀態(tài)。網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的建設和應用以設備設置、監(jiān)管和維修一體化、設備效率最大化為基礎(chǔ)，進行設備壽命周期管理，從而降低維護力度，降低維護成本。

2 智能水電站的發(fā)展特點

減少勞動資源成為我國水力發(fā)電廠的通用模式，智能化使其監(jiān)測和保護的自動化水平大大提高。目前網(wǎng)絡公交通信模式重疊的信息和數(shù)據(jù)交換功能基本實現(xiàn)，實時歷史數(shù)據(jù)庫和智能診斷等先進技術(shù)已經(jīng)成為水力發(fā)電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要應用技術(shù)。要意識到智能數(shù)字設備對水力發(fā)電站智能建設的推動作用，應該促進更多的智能數(shù)字設備應用到水電站的建設中。

3 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則

水力發(fā)電站監(jiān)測系統(tǒng)的設計原理主要是：

（1）加強對水力發(fā)電站設備安全性的動態(tài)監(jiān)測，保證水力發(fā)電站運行的穩(wěn)定性。

（2）為了改善電力系統(tǒng)的發(fā)展功能，使用計算機的智能分析功能進行協(xié)調(diào)和控制。

（3）為了提高水力發(fā)電站的發(fā)展效率，需要改善維護系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。

4 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)體系

為了提高計算機監(jiān)控系統(tǒng)的運行安全性和可靠性，主要硬件設備采用進口設備，操作系統(tǒng)的應用程序包括實時多任務視覺操作系統(tǒng)、多窗口同步顯示、數(shù)字人機，以滿足接口數(shù)據(jù)實時計算、操作數(shù)據(jù)的必要性和滿足水力發(fā)電站動態(tài)監(jiān)視功能的需求。通過100 M光纖網(wǎng)絡對整個智能數(shù)字水力發(fā)電站電腦進行監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)可將主要控制層和發(fā)電站當?shù)乜刂茖咏Y(jié)合，形成完整的實時監(jiān)控封閉系統(tǒng)。作為水力發(fā)電站的實時監(jiān)控中心，自動監(jiān)控功能、實時數(shù)據(jù)采集、同步分析和所有主要設備構(gòu)成了發(fā)電站的主要控制層。

本地控制裝置層中，通過本地LCU（公用開關(guān)站LCU、機組LCU、閘門LCU等）監(jiān)視本地狀態(tài)，該控制決定通過監(jiān)視輸入/輸出接口進行傳輸。

5 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能

5.1 數(shù)據(jù)信息的實時采集與處理

系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)信息支持電力網(wǎng)、外部系統(tǒng)信息，水位監(jiān)控系統(tǒng)信息的遠程分發(fā)數(shù)據(jù)包括計算機監(jiān)控系統(tǒng)信息、LCU監(jiān)視器信息以及登錄權(quán)限信息，通過處理收集的信息實現(xiàn)設備操作狀態(tài)的實時控制。

5.2 安全運行監(jiān)視

對水力發(fā)電廠設備的運行條件、運行時間和性能參數(shù)進行動態(tài)監(jiān)視，保證裝置動作狀態(tài)之間的順利轉(zhuǎn)換。在維護和運行過程中，自動鎖定裝置的控制功能可以保證裝置的可靠性和穩(wěn)定性，此時LCU應注意控制發(fā)電機停止和組件的操作過程，在控制斷路現(xiàn)象時，通過內(nèi)部知識分析程序解決斷路現(xiàn)象，解決電源關(guān)閉問題。

5.3 電網(wǎng)調(diào)度中心的遠程通信

利用水力發(fā)電廠數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)信息共享，實現(xiàn)傳輸中心的遠程通信。在處理過程中，將與電源相連的數(shù)據(jù)私有網(wǎng)絡作為通信渠道，備用通信通道采用點對點的通信模式。

5.4 智能可視化人機互通

在構(gòu)建智能數(shù)字水力發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，自動化、智能化和人性化的概念應合理應用于操作程序和人機交互接口的設計中，在確保系統(tǒng)安全功能基礎(chǔ)上，管理者根據(jù)應用程序的權(quán)限設定和調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)和操作模式，以實現(xiàn)智能可視化，管理者實時了解設備的操作情況、故障問題、操作參數(shù)，并進行控制和管理。

6 智能數(shù)字化水電站監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

6.1 完善相關(guān)制度

為了使系統(tǒng)正常運行，要對相關(guān)制度進行不斷完善。智能型數(shù)字水力發(fā)電站的監(jiān)測裝置應定期檢查，有關(guān)部門要采用科學合理的方案對智能數(shù)字水力發(fā)電站進行檢查和維修，促進智能數(shù)字水力發(fā)電站的順利運作，并提交相關(guān)部門的監(jiān)視和質(zhì)量檢測報告，防止出現(xiàn)“踢足球”現(xiàn)象，實現(xiàn)對智能數(shù)字化水電站的監(jiān)控系統(tǒng)進行科學化以及系統(tǒng)化的管理。

6.2 加強對水利工程系統(tǒng)的改進

現(xiàn)如今，科學技術(shù)發(fā)展迅猛，相關(guān)工作人員要加速智能型數(shù)字水力發(fā)電站監(jiān)測技術(shù)的研究，使智能數(shù)字水力發(fā)電站監(jiān)測技術(shù)符合中國實際情況，不斷對我國智能數(shù)字化水電站的監(jiān)控技術(shù)進行完善。提高智能數(shù)字化水力發(fā)電站的監(jiān)測技術(shù)是重中之重。

7 結(jié)語

水電站通過智能監(jiān)測技術(shù)，完成了對各種操作過程的監(jiān)測，減少了手動控制機械電氣設備的操作流程，大大降低了系統(tǒng)的運行難度。設計出更加個性化、現(xiàn)代化的發(fā)展方式，使水力發(fā)電站監(jiān)控系統(tǒng)更智能化，保證水力發(fā)電站工作能夠更加順利地進行。