趙秾秾 呂健威 周 浩

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都610051）

0 引言

水電站勵(lì)磁系統(tǒng)是水輪發(fā)電機(jī)組不可或缺的重要組成部分，作用是維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓在給定值范圍內(nèi)、合理分配無功功率和提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。勵(lì)磁系統(tǒng)可靠平穩(wěn)運(yùn)行是發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行的重要前提，對水電站勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取與分析具有十分重要的意義，首先這項(xiàng)工作有利于檢修維護(hù)人員加強(qiáng)對設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)了解，保證了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)為機(jī)組狀態(tài)檢修技術(shù)的發(fā)展提供了重要的先決條件。水電站智能報(bào)警系統(tǒng)可利用IEC 61850通信協(xié)議以及硬接線對電站勵(lì)磁系統(tǒng)特定的特征數(shù)據(jù)量進(jìn)行采集、記錄，也可對指定時(shí)段采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)出返顯，并根據(jù)指定的信號進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析與智能報(bào)警。

1 數(shù)據(jù)信息采集

智能報(bào)警系統(tǒng)利用IEC 61850通信協(xié)議以及硬接線對電廠每套勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)指定的開關(guān)量、模擬量進(jìn)行采集記錄，系統(tǒng)根據(jù)固定周期采集數(shù)據(jù)，并將各個(gè)機(jī)組勵(lì)磁的有關(guān)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，用于顯示勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的波形與數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)采集顯示某一臺機(jī)組勵(lì)磁各個(gè)調(diào)節(jié)器的運(yùn)行狀態(tài)與操作指令，實(shí)時(shí)顯示勵(lì)磁系統(tǒng)每個(gè)時(shí)間操作命令簡報(bào)及各數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)簡報(bào)、各調(diào)節(jié)器的報(bào)警狀態(tài)。智能報(bào)警系統(tǒng)可采集如表1、表2、表3所示模擬量特征數(shù)據(jù)。

表1 調(diào)節(jié)器特征數(shù)據(jù)

2 數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)

如表4、表5所示，電站的智能報(bào)警系統(tǒng)可根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)上送的開關(guān)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可統(tǒng)計(jì)開關(guān)量信號指定周期內(nèi)的發(fā)生次數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果繪制曲線圖，同時(shí)為避免系統(tǒng)在勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn)過程中記錄下試驗(yàn)過程的數(shù)據(jù)和記錄，智能報(bào)警系統(tǒng)可以設(shè)置機(jī)組進(jìn)入試驗(yàn)態(tài)，此時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)存入試驗(yàn)區(qū)域，從而避免試驗(yàn)對整體數(shù)據(jù)記錄的影響，也保證了以后接入大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性。

表2 功率柜特征數(shù)據(jù)

表3 滅磁柜特征數(shù)據(jù)

表4 勵(lì)磁系統(tǒng)開關(guān)量信息統(tǒng)計(jì)表

表5 系統(tǒng)開關(guān)量信息統(tǒng)計(jì)表

3 數(shù)據(jù)信息處理與分析

電站智能報(bào)警系統(tǒng)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行開關(guān)量標(biāo)記，確定信號發(fā)生時(shí)刻，便于以后查詢，同時(shí)對模擬量進(jìn)行越限比較，與實(shí)際信號進(jìn)行對比分析，形成歷史數(shù)據(jù)記錄。也可實(shí)現(xiàn)事件順序記錄，及時(shí)處理生產(chǎn)過程中發(fā)生的每一個(gè)事件，記錄每個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和事件性質(zhì)。智能報(bào)警系統(tǒng)通過對勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，和規(guī)程規(guī)范、說明書相關(guān)要求進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能、運(yùn)行狀況的分析，如對勵(lì)磁系統(tǒng)起勵(lì)、逆變等各個(gè)PID調(diào)節(jié)過程進(jìn)行時(shí)間、超調(diào)、峰值、穩(wěn)態(tài)值等多個(gè)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算；對勵(lì)磁系統(tǒng)階躍試驗(yàn)中系統(tǒng)對暫態(tài)試驗(yàn)所需驗(yàn)證的時(shí)間、超調(diào)、峰值、穩(wěn)態(tài)值等多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算；對各勵(lì)磁限制器動作的情況進(jìn)行動作時(shí)長分析、動作合理性分析、復(fù)歸時(shí)長及復(fù)歸后穩(wěn)態(tài)值分析等，以便客戶確認(rèn)限制器的可靠性；對勵(lì)磁系統(tǒng)在負(fù)載階躍試驗(yàn)中的勵(lì)磁振蕩分析，對振蕩的幅值及阻尼比進(jìn)行分析計(jì)算，可用于比較確認(rèn)PSS對低頻振蕩的抑制效果；顯示勵(lì)磁各個(gè)功率柜的運(yùn)行工況，包括每個(gè)橋臂電流、總輸出電流、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、風(fēng)溫等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行橋臂電流的平衡度與均流系統(tǒng)的分析計(jì)算；顯示滅磁柜的運(yùn)行工況，包括滅磁開關(guān)狀態(tài)、接口溫度、轉(zhuǎn)子溫度、轉(zhuǎn)子過壓、滅磁時(shí)間、保護(hù)動作狀態(tài)等報(bào)警。

4 結(jié)語

隨著我國科技水平的不斷提升，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)的相繼成熟，建設(shè)智能電廠已成為電力企業(yè)新的發(fā)展目標(biāo)。勵(lì)磁系統(tǒng)的智能化是智能電廠不可或缺的一部分，電廠應(yīng)做好勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)字化與設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測方面的工作，為智能電廠做好準(zhǔn)備。對勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行過程中狀態(tài)量的提取、分析，為勵(lì)磁系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，評估勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，協(xié)助檢修維護(hù)人員了解發(fā)電機(jī)勵(lì)磁設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的安全隱患，進(jìn)行預(yù)警及專業(yè)的診斷分析，為生產(chǎn)管理決策和設(shè)備狀態(tài)檢修提供技術(shù)支撐。