浅谈小浪底电站智能化建设

浅谈小浪底电站智能化建设

崔培磊

小浪底水力发电厂 河南省济源市 459017

摘要：根据国家能源局发布水电发展“十三五”规划，建设“互联网+”智能水电站。重点发展与信息技术的融合，推动水电工程设计、建造和管理数字化、网络化、智能化，充分利用物联网、云计算和大数据等技术，研发和建立数字流域和数字水电，促进智能水电站、智能电网、智能能源网友好互动。围绕能源互联网开展技术创新，探索“互联网+”智能水电站和智能流域，开展建设试点。

关键词：小浪底电站；智能化；建设

一、小浪底电站智能化建设的必要性

随着电力市场竞争的日益白热化，发电厂通过节能增效、技术创新，提升安全管理水平，实现经济效益最大化势在必行。通过智能化改造和建设，小浪底电站可实现促进管理方式变革，提高管理效率，提高网厂协调能力，降低成本，提高收益等管理目标。

1. 进行智能化改造和建设，可以提高水能利用率，增加发电量，提高经济效益；

2. 进行智能化改造和建设，实现状态检修，提高设备利用效率，延长设备的使用寿命；

3. 进行智能化改造和建设，可以提高管理效率，减少业务处理和流转损耗，实现减员增效，降低运行和维护成本；

4. 进行智能化改造和建设，提高枢纽安全性和可靠性，降低事故发率生，保证枢纽综合效益充分发挥；

5. 进行智能化改造和建设，实现网厂协调控制，提高水电站对电网调频、调峰、事故备用的支撑能力，为智能电网一体化建设提供坚强支撑。

二、小浪底电站智能化建设的思路

1. 采用先进、可靠的应用技术，对全厂发供电设备进行数字化、集成化、智能化改造。

2. 采用国际标准，实现设备统一数据对象建模和接口标准化，进而实现厂站级各系统之间的信息通信和共享。

3. 建立一体化信息化管控平台，实现系统内部各子系统之间信息、资源的交流与共享，构建智能水电厂架构。

4. 利用专家知识库与分析模型算法，建设智能化生产运行决策系统，实时监测设备运行状态，尽早发现事故隐患，提高枢纽安全性和可靠性。

5. 根据电力市场综合信息，快速响应电网调度，决定电厂最优经济运行方式，促进水能资源高效利用。

三、小浪底电站设备现状和存在问题

1. 小浪底电站目前自动化程度很高，已经实现远程一键开机。基本上主机设备，电气一次、二次，辅助自动化设备数字量，模拟量都能通过现地控制单元，上送至中央控制室的计算机监控系统中。计算机监控系统由于安全性需要，服务器不能长时间保存数据。

2. 针对发电机定子的局部放电检测装置，主变油色谱装置，机组功角测量装置，继保室内的故障录波器，火灾报警装置，这些都是单独一个系统。这些系统数据各自存储，甚至丢失。在做设备分析时，需要到每个系统上人工抄录，工作量大、效率低、错误率高，且不能进行更深层次全面数据分析和对比。

3. 由于工业电视系统设备老化，目前的设备巡视基本依赖运行人员厂房人工巡视，没有其他辅助巡视手段，在满负荷发电需要加密频次巡视设备，人员一旦离开厂房，在中央控制室就不能清晰了解现场情况。

4. 由于小浪底电站是地下式厂房，这就需要大量的照明设备，现有照明设备均为全天候工作模式，在一定程度上造成了资源浪费。

5. 根据以水定电原则，小浪底水库水头和下泄流量变化较大。目前依靠人工测算方式进行电量计算，工作量大，精度差，无法实现水能利用最大化。

6. 目前使用的办公自动化系统和生产管理系统为相互独立的两个系统，生产数据和报表基本依靠人工录入，工作量大，错误率高。设备检修时需要在生产管理系统编写工作票和操作票，耗时耗力，无法做到统一规范，且不便于保存和查询。

四、小浪底电站智能化建设的建议

1.建立一体化信息共享平台

智能化程度的高低完全取决于建立的分析系统是否强大、分析数据是否全面、分析模型是否科学。利用大数据技术建立强大的分析模型，将影响设备的所有因素都加入分析模型中。将监控系统的数据、局部放电检测数据、主变油色谱数据、机组功角测量装置数据、故障录波数据以及人工录入数据采用符合标准的格式存储起来，通过建模，读取各系统数据经过软件分析、综合评判，得到全面性分析结果，为状态检修提供数据依据，为优化运行提供参考。

2.监控系统智能化

所有机组控制设备包括励磁、调速、保护、监控等系统的详细信息都应能通过上位机进行查询。建立设备智能分析系统，能对可能出现的常见故障进行智能分析并辅助决策。历史数据的自动备份，事故信息的自动整理，能生成详细的事故分析报告，非重要信息可根据运行人员的设定自动筛选。能自动生成运行人员所需的各种报表。要有短信提醒功能，能将生产信息以短信等方式自动发送到相应工作人员移动终端上。

3.辅助设备智能化

辅助设备的自动控制除实现基本的操作外，还需提供大量的分析信息，可直接提示运行人员设备级或元件级的故障信息，维护人员只需按相应的提示更换相应的元件即可完成检修任务。辅助设备的相关信息即可实现本地存储，也可自动上送至上位机，或通过上位机自动查询。

4.视频监控智能化

根据目前监控智能水平，进行视频监控系统智能化改造，实现视频图像自动跟踪计算机监控系统的自动操作，以便运行人员在操作设备的同时能通过视频图像直观地看到相应的设备现场情况，实现运行操作自动辅助监控。利用视频监控系统的移动侦测和自动识别功能，对设备的异常状态变化进行弹窗报警和相关视频探头自动调取，实现故障出现后自动报警、自动对焦、自动跟踪。

5.设备巡检智能化

运用先进科技手段辅助，从而实现对设备的远程巡视、故障自动判别和自动报警。利用视频监控分系统、分机组、分间隔进行设备远程巡视。可引入智能巡检机器人系统，可实现变电站全天候、全方位、全自主智能、不间断设备巡检和监控，既提高了设备检查的准确率，又大幅降低了劳动强度和运行维护成本。

6.照明系统智能化

照明系统智能化改造是将厂内所有的照明灯具通过低压电力载波控制技术实现自动控制的一种方法。在每个大型灯具或每组小型灯具的开关回路中加装一个载波控制器，通过低压电力线路将开关的开合状态及灯具的好坏情况上送到控制室，控制室可对该开关实现开合操作，或根据环境的光照度来确定是否需要打开部分灯具，以达到节能的目的。

7.水库调度智能化

建立水库智能调度系统，依据以水定电原则，根据水库来水情况、水头和流量，综合枢纽防洪、防凌、灌溉和下游用水需要，以及电网调峰调频规律，具备汛期对汛情的分析、诊断，智能决策开机方式和机组出力，优化机组运行，满足防汛调度和发电调度等要求。

8.设备检修智能化

根据主设备的历史运行数据、当前运行状态检测和故障诊断，评估设备未来的运行状况，实现设备运行及健康状况的分析、评估、推理及诊断，制定科学合理的检修维护策略。

9.生产管理智能化

融合生产管理系统和办公自动化系统，自动从监控系统采集数据，自动生成值班日志、生产报表和分析报告。常规设备检修工作实现一键调取标准检修流程和工艺，自动生成工作票、操作票，规范工作流程，提高工作效率，节约生产成本。

五、小结

为适应新时代水电站生产高效自动化生产，传统水电站智能化升级建设已经是必然趋势。我们应该立足公司现状，从大处着眼、小处着手，不断摸索、不断创新，充分运用先进技术手段，整体规划、分步实施，稳步推进小浪底水电站智能化建设工作，实现枢纽的安全运行和经济效益的最大化。

参考文献：

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