水电站现代化现场无人值班技术应用

水电站现代化现场无人值班技术应用

王丁

南京南瑞水利水电科技有限公司 江苏 南京 210000

摘要：人们的工作和生活离不开电力的参与，尤其是近几年各行业的生产能力提升，对电力稳定供应的需求也大大提升。目前水电站仍是供电的重要设施，电气自动化技术为水电站的发展提供了新的动力，加强自动化技术研究，构建无人值班系统，对水电站的稳定高效运行十分重要。本文将围绕着水电站现代化现场无人值班技术应用展开论述，对自动化值守对小型水电站的重要性进行分析，重点对小型水电站无人值守系统功能做出探索，促进水电站运行效率和稳定性提升，提供更加优质可靠的供电服务。

关键词：水电站；现代化现场无人值班；技术应用

引言

经济腾飞需要电力的支撑，提高水电站工作质量和效率是建设的要求，稳定且高质量的供电能够为企业生产提供帮助，同时也是可持续发展的要求，利用水资源发电有利于优化能源结构，获得环保效果。目前部分水电站仍存在效率低的问题，其原因在于技术水平不够，应当加强对现代化现场无人值班技术的研究，完善自动化管理系统，避免人为失误，提升供电效率和质量，同时节约人力成本，推动管理现代化、信息化。

1自动化无人值守在水电站的应用价值

1.1提升经济性

为小型水电站配备的自动化无人值守系统，能够根据所需的电荷进行功率的分配以及输出，并可以自动调整开机运行机组的台数，避免其祖造成不必要的磨损，从而控制设备维护的费用。此外，还要进行梯级水电站的合理优化调度，更合理的进行水资源的分配和利用，避免造成水资源的浪费。最重要的是采用自动化无人值守系统，能够帮助水电厂实现经济运行的任务，增强水电站的调节能力。此系统能够帮助水电站进行预测和计算水库的涌水量，也可以综合流量以及复杂等参数进行更合理参数调整并进行控制，保证水电站能够经济的运行。最后，使用自动化无人值守系统，大大降低了水电站人工操作的工作量，能够更加方便的对水电站进行维护，可以进一步缩减维护人员的数量，有利于节约水电站投入的成本。

1.2优化设备控制效果

水电站的维护人员绝大多数都没有经过系统化的专业培训，导致维护人员在对水电站进行维护时的可靠性较低，不能提前处理设备存在的隐患。另外，在进行维护时很容易出现操作的失误，导致水电站的运营效率大幅度下降。水电站在配备了自动化无人值守系统后，能够降低人工出现问题的概率，使用自动化控制设备来对水电站的水电系统进行检测，能够及时发现运行过程中的问题并进行报警，并对水电站进行控制。这样就能够避免水电站在运营行时出现异常的工况，从而避免事故的发生，这样一来，又能够避免水电站的设备受到损坏，使水电站能够安全高效的运行。此外，还要为小型水电站配备自动控制设备发挥控制和运行的作用，大大降低了出现人为失误的可能性，从而避免造成人为的事故。此外，还降低了人工工作的工作量，缩短了控制的时间，尤其是当水电站的设备遇到紧急故障时，自动化系统能够及时的发现并进行处理，避免造成更严重的事故。

1.3保障发电的效率和质量

随着我国电网对发展品质要求的提高，要求水电站的电网电压保持平稳，不能出现大幅度的偏移，偏移的范围保持在额定电压的5%左右，上网频率的偏差不能超过0.5Hz，这些都要提高对水电站控制的精准度。那这些情况以外，小型水电站的水头并没有保持稳定，使水机的利用效率进一步提高，配备因素运行的策略，这就需要系统能够达到实时性的需求，这些采用人工的方式进行控制，不仅满足不了响应速度的要求，而且无法达到控制的精度，所以必须采用具有更高的控制精度以及响应速度的自动化无人值机系统实现水电站设备的调节。只有这样才能够保证水电站运行的需求，能够保证发电效率的同时，提升用电的质量。

1.4促进信息化管理发展

目前，许多企业都在进行信息化的管理，，对于发电企业，也要提高水电站设备的信息化管理水平。需要逐步对自动化无人值守系统进行完善，通过将水电站的具体运行情况转换成电子数据信息进行传输和储存，将信息上传至上级管理单位进行统一的管理，从而实现多层次全方位的信息化管理，从而使水电站的经营管理效率提升，也有利于提高企业的经济效益。

2自动化无人值守系统功能需求

2.1信号采集和处理功能

为小型水电站配备的自动化无人值守系统，需要具有采集信号状态以及输入信号的功能，需要关注水电站的环境温度、调速器信号、湿度信号、发电站的转速信号、输出功率反馈信号、电网频率、发电机温度信号、发电机功率因数以及发电机输出的三相电流。将检测这些信号，并通过信号采集卡录入到自动化系统控制器当中，使用控制器将信号进行进一步的处理，有利于实现水电站的自动化控制。

2.2自动调节功能

水电站自动化无人值守系统还要实现一键启动以及停机的功能，在这个过程中，能够对并网和离网开关进行自动的控制，此外，还能够自动调节水轮机的转速、有功负荷以及发电机励磁等参数进行调节，能够根据电机具体的状况来进行功率等的调节。

2.3报警故障保护功能

为自动化系统配备报警和故障保护的功能模块，并能够对出现的故障信息进行录入，此外，还要配备故障录波功能，这样一来，维护人员就能够非常方便的进行查询。

2.4人机交互功能

为小型水电站配备的自动化无人值守系统能够实现控制设备的运行，还为小型水电站配备了完善的人机交互接口，使运行人员在人机界面上就能够实现水电站机组的监控，并录入保存运行的数据。另外，在小型水电站运行过程中还可能遇到一些特殊的工况，还需要手动控制的形式对水电站设备进行调整。

3小型水电站自动化无人值守系统关键技术

3.1现场总线通信技术

对于实现标准通讯协议的遗弃或智能设备，可以采用控制器进行通信，能够实现仪器的数据采集工作。通过自由端口可以实现通信功能，而对于非标准的设备，可以通过控制器的数据采集功能进行收集设备数据的传输功能。控制器完成数据的采集工作后，采用控制器的程序以及监控系统进行通信。例如，巴合曼等控制器可以通过TCP/IP协议完成数据的交互工作。此外，利用星型或环形网络进行上机数据的传输工作，如果是进行长距离的数据传输可以使用光纤网络进行。

3.2远端监控设备

利用远端计算机监控技术是无人机自动化系统的核心技术，能够对水电站的设备进行控制，并在遇到故障时进行保护，还能够实现负荷的监控功能。通过利用计算机监控系统实现机组和设备的运行控制，通过以太网进行上位与下位通知设备之间的控制。

3.3数据挖掘技术

大数据技术在各方面的领域有着越来越广泛的应用，为了提升水电站的数据挖掘水平，也应该通过利用大数据进行数据的挖掘。能够监控水电站当中的异常运行数据，能对数据进行分析，使水电站能够安全稳定的运行。

结束语

综上所述，技术的发展促进了生产效率的提升，在水电站运行中，相关单位相当重视现代化现场无人值班技术的应用，这不仅能提升水电站工作效率，同时能有效提升生产的稳定性和安全性。构建无人值守系统，应充分利用远端监控技术、大数据技术、现场总线通信技术等，实现对设备信号的采集处理，对电网设备进行自动调节，对故障进行预警和故障信息记录，加强人机交互功能，借助现代化先进技术，促进水电站的自动化运行。

参考文献

[1]莫倩.浅析水电站无人值班自动化遥视监控系统的应用[J].中国科技博览,2015.

[2]曹伟,王子铭.火溪河流域梯级水电站实现"无人值班,关门运行"的新模式[C]//梯级调度控制研究论丛——2011年学术交流论文集.2011.