水电厂自动化发展趋势研究

水电厂自动化发展趋势研究

1. 旦增通美 2. 益珠升给

1. 国网西藏电力有限公司拉萨发电公司 西藏自治区拉萨市 850000 2. 国网西藏电力有限公司拉萨发电公司 西藏自治区拉萨市 850000

摘要：计算机技术、信息技术、网络技术的飞速发展，充分利用信息资源，促进水电厂自动化系统在结构和功能上不断优化，不断提高管理水平，为水电厂发展提供了一个广阔的发展舞台。本文对水电厂的自动化进行了初步总结，在其结构功能应用方面进行了分析，并提出了当前存在的问题，并对水电厂自动化发展趋势进行了概括----数字化、智能化、专业化、安全化。
关键词：自动化发展；存在问题；发展趋势研究

前言：水电厂自动化作为电网自动化发展的电源端，应当具有以下特征。全厂信息数字化，信息的数字化可以使得水电控制处理更加精确可靠。通信平台网络化，使得数字信息便于安全传输。信息集成标准化，可以方便统一管理，多个业务均可使用。运行管理一体化，一体化的管理平台，可以支持水电厂各项业务。经济运行最优化，水电厂自动化解决了员工值班问题，同时需要保证设计合理，运行经济化。资源利用最大化，充分利用水电资源，提高效率。业务运用互动化，提高信息互动，数据共享。决策支持智能化，专业的数据库让决策有更多的选择，可以提高决策水平。
1、水电厂自动化的主要应用

我国水电厂自动化技术的应用有效的提高了设备运行的效率,增强了输电网与电网调度的可行性、科学性和稳定性。然而技术的发展是永无止境的，随着智能化开关、光电技术、互感器技术和以此设备运行的开展,水电厂自动化技术的研究越来越深入,深受业界的重视和关注。

1.1智能化一次设备

一次设备在运行过程中,被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路均采用了微机控制处理器和光电技术进行设计,这种设计方法在应用中同原来的技术方法相比差异很大,其数字控制器的应用取代了传统的网络和导线连接方式,使得逻辑回路被可编程控制器代替,常规的强电模拟信号也成为以控制电缆和光纤技术为主的现代化工作标准。

1.2网络化二次设备

水电厂内常规的二次设备包含了继电保护器、开关装置、测量装置和运动装置等,这些设备在运行的过程中对于在线监测要求十分严格,一旦在线监测不力,必然会给设备运行状况和效果造成威胁,甚至影响到设备的工作标准。因此在网络化设备运行中,对于二次设备的在线监测要求十分严格,需要采用科学、合理的技术标准进行控制。在此所选择的控制策略主要是以现场接口和电波方式进行信息传输,从而实现了数据的共享。

1.3自动化运行管理系统

水电厂运行管理的自动化系统包含了生产运行数据的管理、状态记录数据的统计、数据信息分层、分流交换自动化系统等。同时在管理过程中，还需要根据管理标准和设备运行情况，综合统计出故障的管理策略,指出故障发生的原因,并提出相应的预防和处理意见。系统在运行过程中,还需充分发挥系统自我管理和完善机制，从根本上发挥出系统的自我修复和处理性能。
2、水电厂自动化的主要功能分析

电式互感器、智能开关等设备的出现，使得水电厂自动化向着数字化方向发展。数字化的系统结构可以分成网络化的二次设备和智能化的一次设备两种，其逻辑结构依据IEC6185A通信协议草案可以分成“站控层”、“间隔层”、“过程层”等三个层次。

2.1过程层及其功能

过程层是智能化设备的一个重要组成部分，主要是指一次设备和二次设备的结合面。过程层的主要作用是对电气设备运行过程中的电气量进行实时监测，并执行设备的操作指令。

2.2间隔层及其功能

间隔层主要有以下功能：对本间隔过程层的数据信息进行总结，并保持信息的时效性；保护和控制水电厂自动化系统结构中的一次设备；对同期操作及与其相关的信息进行控制；本间隔操作闭锁控制的功能；对上下层之间实施的通信功能等。

2.3站控层及其功能

站控层主要有以下功能：通过２级高速网络汇总更新原有的数据库，对全站的数据信息进行汇总；实现人机联系以及站内控制的功能；实现过程层、间隔层的设备进行在线维护以及修改参数的功能；全站操作闭锁控制功能；能够按照预先约定，对控制中心进行数据信息的输送；自动分析水电厂故障的功能。
3、水电厂自动化发展中存在的主要问题及发展趋势

3.1水电厂数字化发展中的问题

3.1.1不同专业协作的问题。水电厂数字化发展过程中问题主要是，开发与研究过程中不同专业之间的配合不够。如在进行智能化电器研究时，缺乏光、电、机等专业相互配合研究；目前关于水电厂数字化控制系统的研究开发过程中，目前着重于光电互感器、智能化开关等过程层的技术研究，而在自动化发展的相关研究中，专业协作能力较差。未能对自动化设备、器件以及材料等方面存在的问题和缺陷进行修整，存在实验方式、检测标准等环节比较薄弱的问题。

3.1.2在计算机监控系统安全防护方面的问题

过去电网与电厂的计算机监控系统和外界联系不多,同时软硬件都是专门设计的,所用协议和卡件都不是按标准规范制作的,因此安全系数较高。随着计算机技术的发展和普及,生产厂商为提高产品性能、增加界面友好性和降低成本,往往采用通用软硬件技术,并将大量配件外包,使计算机监控系统及调度数据网络产生安全问题。

3.2水电厂自动化系统发展趋势

总的来讲，水电厂自动化系统呈智能化、数字化、专业化、安全化的发展趋势。

3.2.1向数字化智能化方向发展

水电厂自动化系统自动化设备，需要高性能的网络硬件作为支撑。计算机作为自动化系统中的控制设备，会采用高性能的微机如64位PC机，并且会涉及千兆网络、光纤、蓝牙、GPRS、无线网络等网络设备的应用。水电厂自动化系统结构设备会形成统一标准、统一模型、互联开放新格局，并且提高自动化设备的可靠性、互联性、互换性、可操作性以及可管理性，从而进一步提高自动化系统的数字化、智能化水平。

3.2.2向专业化方向发展

水电厂自动化系统专业化分工越来越明确，主要是指水电厂用户要求自动化系统集成商提供专业化的产品，水电厂自动化系统将形成一个独立的简洁箱式的水电站模式，或者是以远程控制为主题的分级调度模式。水电厂的系统化发展还需要业务素质高的专业人才，来促进水电厂自动化系统的开发和研究。

3.2.3需要建立专业操作系统

目前国内水电厂自动化控制系统基本上实现了“无人值班”的管理模式，却不能为工作人员提供一套详细、科学、合理的操作指导。需要建立一个包含数据信息和安全推理机制的专业操作系统，来实现信息共享。

3.2.4向安全化方向发展。安全防护工程是一项系统工程,它是将工程实施流程、管理技术和当前能够得到的最好的技术方法相结合的过程,具有系统性和动态性的特点。电厂计算机监控系统安全防护的重点是抵御病毒、黑客等通过各种形式对系统发起的恶意破坏和攻击,重点保护实时闭环监控系统及调度数据网络的安全。
结语：信息技术以及互联网技术在电力企业的应用降低了生产运营成本，提高了工作效率，对我国电力企业的生产与发展起到了推动作用。水电厂自动化系统的未来发展，不但能够完成对单个电厂，还能实现对梯级、流域、甚至跨流域的水电厂群的经济运行和安全监控。
参考文献：

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[2]陈基培.水电厂自动化发展趋势的技术措施探讨新建设[J].现代物业上旬刊.

[3]容立辉.水电厂自动化发展趋势研究机电信息[J].现代制造.