（臨武縣水利電力有限責(zé)任公司，湖南郴州 424300）

1 概 況

我國(guó)小型水電站比較多，分布于全國(guó)各個(gè)地區(qū)，小水電的開(kāi)發(fā)和建設(shè)對(duì)我國(guó)清潔能源的建設(shè)有著至關(guān)重要的影響，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但是現(xiàn)有小型水電站大多設(shè)備陳舊，信息化技術(shù)應(yīng)用程度低，對(duì)水利水電資源利用率低，發(fā)電效能差，自動(dòng)化設(shè)備欠缺，管理也比較落后。雖然有一些小型水電站進(jìn)行了信息化技術(shù)的優(yōu)化和新技術(shù)的引進(jìn)，但是信息化技術(shù)管理還不完善，需要在引進(jìn)新的信息化技術(shù)的同時(shí)，不斷加強(qiáng)設(shè)備的技改[1]，以促進(jìn)小型水電站信息化建設(shè)，提升小型水電站對(duì)水利水電資源的利用能力，提高發(fā)電效能，整體改善電站的現(xiàn)代化管理水平。

1）管理層，小型水電站信息化系統(tǒng)主要包含管理層、傳輸層和生產(chǎn)層，主要負(fù)責(zé)綜合管理。管理層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備是通過(guò)傳輸層中的相關(guān)服務(wù)器和生產(chǎn)層中的相關(guān)服務(wù)器進(jìn)行連接，與此同時(shí)還連接著外網(wǎng)中的設(shè)備。管理層的設(shè)備除監(jiān)控計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)服務(wù)器以及調(diào)度員站外，還有WEB 服務(wù)器和手機(jī)終端及Pad 等[2]，利用中間部件等技術(shù)或計(jì)算機(jī)在通信的基礎(chǔ)上，對(duì)小型水電站各種運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，經(jīng)過(guò)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行處理。對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)控制可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的信息化管理與有效的故障診斷以及智能輔助決策，同時(shí)集成管理信息系統(tǒng)和電力市場(chǎng)信息系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)信息通過(guò)數(shù)據(jù)接口、調(diào)度和終端等，進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換，以及遠(yuǎn)程服務(wù)管理。

2）傳輸層，主要負(fù)責(zé)信息的交換。傳輸層的組成部分主要是通信設(shè)備和通信線纜，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和路由以及控制，以通信協(xié)議為基礎(chǔ)，使小型水電站各信息設(shè)備之間的信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和信息實(shí)時(shí)交換。傳輸層不但包括小型水電站內(nèi)部各設(shè)備之間的通信，還包括監(jiān)控設(shè)備之間的通信、小型水電站和其它電站之間的通信，小型水電站和調(diào)度之間的通信，小型水電站和無(wú)線應(yīng)用終端之間的通信等等。傳輸層把有線通信與無(wú)線通信相結(jié)合的通信模式，方便系統(tǒng)布線，便于數(shù)據(jù)采集。發(fā)電過(guò)程相關(guān)的勵(lì)磁與調(diào)速，機(jī)組運(yùn)行和控制，還有重要輔機(jī)和主控室設(shè)備都采用光纜通信。

3）生產(chǎn)層，主要面向生產(chǎn)。生產(chǎn)層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，有通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和微機(jī)之間的連接，還有工作站和服務(wù)器之間的連接。自控設(shè)備在數(shù)據(jù)總線作用下，可以實(shí)現(xiàn)與智能儀表設(shè)備和I/O設(shè)備等的連接。完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是管理層和生產(chǎn)層之間互相結(jié)合形成的。自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過(guò)傳感元件和執(zhí)行元件對(duì)小型水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以及數(shù)據(jù)的分析和處理。數(shù)據(jù)采集包括對(duì)各種電壓和電流信息、對(duì)功率信息、對(duì)設(shè)備管理信息、對(duì)聲像信息進(jìn)行采集，此外還要采集溫度、雨量、氣壓、油壓、機(jī)組振動(dòng)、設(shè)備狀態(tài)等等信息。各數(shù)據(jù)采集智能模塊中都設(shè)計(jì)有傳感元件，根據(jù)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)小型水電站多態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理及控制。

2 信息化技術(shù)在小型水電站的應(yīng)用

1）信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用。小型水電站信息化管理系統(tǒng)是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，也是一種信息化系統(tǒng)，包含工程管理、設(shè)備、生產(chǎn)、監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、數(shù)據(jù)整合和信息發(fā)布等，集信息測(cè)量、處理、監(jiān)視服務(wù)和調(diào)節(jié)、存儲(chǔ)、故障診斷和控制服務(wù)管理等強(qiáng)大功能[3]。小型水電站信息化管理系統(tǒng)包括各種電量信息和非電量信息，還包括設(shè)備狀態(tài)信息、聲像信息、決策信息管理等等，通過(guò)這些信息不僅能對(duì)主要設(shè)備（水輪機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、發(fā)電機(jī)等等）進(jìn)行監(jiān)視和自動(dòng)監(jiān)控，還能夠?qū)Ω鞣N公用設(shè)備（主變壓器、廠用電源等等）進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)小型水電站生命周期的信息化管理[4]。

小型水電站信息化管理系統(tǒng)作為一個(gè)綜合管理系統(tǒng)，還應(yīng)該具備強(qiáng)大的水庫(kù)信息化管理功能。①小型水電站信息化管理系統(tǒng)具有水庫(kù)信息發(fā)布功能，可以對(duì)水庫(kù)的一些動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)的發(fā)布，發(fā)布的這些信息用戶(hù)只需要在瀏覽器查閱就可以全面了解水庫(kù)的相關(guān)情況。②小型水電站信息化管理系統(tǒng)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)的水情和雨情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)采集和傳輸水庫(kù)中的雨情和水情，這樣能更加全面地了解水庫(kù)的汛情，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施。③小型水電站信息化管理系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)大壩的安全。對(duì)大壩的監(jiān)測(cè)體系要不斷完善，需要從多方面進(jìn)行，比如，設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)、查詢(xún)和分析監(jiān)測(cè)信息等[5]。監(jiān)測(cè)閘門(mén)具體需要監(jiān)測(cè)閘門(mén)的開(kāi)度，監(jiān)測(cè)操作記錄，監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況等等。④小型水電站信息化管理系統(tǒng)還可以進(jìn)行視頻監(jiān)視，充分利用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)機(jī)，把視頻信號(hào)傳至辦公網(wǎng)絡(luò)之中。

2）加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用。互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，云計(jì)算、網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)+，大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與行業(yè)的結(jié)合成為發(fā)展趨勢(shì)，給小型水電站提供了發(fā)展空間，使小型水電站在結(jié)構(gòu)和功能上都能不斷提升。為了更好地監(jiān)控水位，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的立體監(jiān)控，在小型水電站的上下游，分別安裝紅外線水位測(cè)量?jī)x，紅外線水位測(cè)量?jī)x運(yùn)用的是無(wú)線發(fā)射技術(shù)，通過(guò)這個(gè)技術(shù)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺厥业挠?jì)算機(jī)當(dāng)中，在專(zhuān)用的水位顯示儀當(dāng)中，主控室的計(jì)算機(jī)有預(yù)裝水位監(jiān)測(cè)的軟件，通過(guò)這個(gè)軟件能夠顯示實(shí)時(shí)的水位數(shù)值，同時(shí)和上下游的視頻監(jiān)控畫(huà)面相互配合，這樣才能較全面地對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)控，才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的立體監(jiān)控[6]。小型水電站上下游安裝的紅外線水位測(cè)量?jī)x，測(cè)量的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)攝像頭的監(jiān)控畫(huà)面，通過(guò)小型水電站的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫⌒退娬镜拿恳慌_(tái)計(jì)算機(jī)當(dāng)中，在每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上都能看到，有利于資源和信息的共享。紅外線水位測(cè)量?jī)x的記錄功能和攝像頭的錄制功能結(jié)合在一起，可以為小型水電站突發(fā)故障分析提供依據(jù)，也可以為小型水電站整理技術(shù)資料提供參考，有利于小型水電站的運(yùn)行管理。通過(guò)接入網(wǎng)絡(luò)信息化，能夠提高小型水電站的安全運(yùn)行水平。安裝網(wǎng)絡(luò)電話交換機(jī)進(jìn)行免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)通話，在總值班室、車(chē)間和站長(zhǎng)室之間安裝網(wǎng)絡(luò)電話，遇到緊急情況，總值班室結(jié)合監(jiān)控畫(huà)面利用網(wǎng)絡(luò)電話可以進(jìn)行實(shí)時(shí)指揮，減小故障的發(fā)生幾率，對(duì)小型水電站的安全生產(chǎn)有非常積極的意義。

3）加強(qiáng)無(wú)人值班管理。小型水電站應(yīng)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的應(yīng)用，提升自動(dòng)化監(jiān)控能力，使監(jiān)控畫(huà)面全方位立體化，通過(guò)智能化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小型水電站的無(wú)人值班管理。

4）智能化管理的發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高度發(fā)展，未來(lái)的數(shù)字化和智能化將使小型水電站的發(fā)展發(fā)生更加深刻的變化，隨著智能化的推進(jìn)，小型水電站在自動(dòng)化和信息化的基礎(chǔ)上不斷向智能化發(fā)展是趨勢(shì)所在[7]。所以，小型水電站需要不斷引進(jìn)新的技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)改造，與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新，這樣才能適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展，才能有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

信息化技術(shù)在小型水電站的應(yīng)用具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義，有利于小型水電站的智能裝備朝著網(wǎng)絡(luò)化、微型化和集成化方向發(fā)展，而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來(lái)看，有利于小型水電站向智能化的方向發(fā)展。小型水電站需要信息化技術(shù)的不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，加強(qiáng)新技術(shù)的引進(jìn)和設(shè)備的技改，提高小型水電站的自動(dòng)化和信息化管理水平，能夠促進(jìn)小型水電站對(duì)水利水電資源的最大限度的利用，從而提高小型水電站的經(jīng)濟(jì)效益，提升小型水電站的現(xiàn)代化管理水平，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)健康發(fā)展。