集控模式下的水电厂区域化设备远程集中运维研究

集控模式下的水电厂区域化设备远程集中运维研究

黄闽祥

国网湖南省电力公司柘溪水力发电厂 湖南 益阳413500

摘要：随着水电自动化技术和信息技术的发展，集中控制运行模式已在中国水电行业得到广泛应用。国内主要流域的水电公司都建立了水电集中控制中心，负责对辖区内的水电站进行远程集中控制。在集中控制模式下，电站设备的日常运行和控制调整由集中控制中心完成，电站侧运行仅作为应急和事故备用。一些电站探索实施“运维一体化”模式，原电站运行部门和维护部门合并为运维部门，负责电站设备的巡检维护和应急运行。水电站集中控制和运维一体化模式，提高了水电企业的集约化管理水平和生产效率，降低了运营成本，提高了整体经济效益。但由于运维人员仍属于各自电站，无法形成合力，因此有必要研究集中控制模式下的设备远程运维模式，建设远程集中运维中心，集中使用原分散在各电站的运维人员，对各电站实施远程集中运维，进一步提高人员使用效率和工作效率。

关键词：集控模式下；水电厂区域化设备；远程集中运维

1集控模式下水电厂区域化设备远程集中运维必要性分析

目前，水电企业在下属电站设立了检修部门或运维部门，负责电站日常设备的维护和维修。该模式满足了水电设备运行维护的时效性要求，保证了水电厂生产的顺利开展。近年来，水电站一、二次设备质量和运行可靠性不断提高。不再需要进行频繁的维护，维护工作量也大大减少。维修人员存在工作量不足和人力资源使用不足的问题。同时，各电站检修维护人员单独配备，不便于整体使用。采用水电站设备远程集中运维模式，可以整合和加强各电站原有分散的运维力量，实现运维人力资源和技术资源的集中，充分发挥维护资源的规模效应和集中效应，实施流域电站多机组、多工况设备的维护和运行，积累丰富的维护经验，促进维护人员技能的提高和维护队伍的快速成长。由于其生产特点，水电站通常位于相对偏远的地区，远离大城市。集中控制模式实现了水电站运行的集约化，将电站操作员从电站转移到生活条件更好的城市工作。但维修人员仍需留在电站，这不利于电站工作人员的稳定。在设备远程运维模式下，在集控中心建设统一的远程集中运维中心，对电站进行统一的设备运维管理。通常，运维人员可以在工作和生活条件良好的城市工作，远程维护电站二次设备，分析设备健康状况，进行设备故障预警和诊断，制定设备维护计划和维护计划，必要时到电站进行现场维护。采用设备远程运维模式，可以在保证电站设备正常运行的前提下，解放一部分维护和维修力量，用于设备维护和维修相关的科学研究，如水电企业设备正常运行样本库的统计建立，状态评估健康样本库和设备故障诊断样本库，为后续实现设备状态维护提供支持，也有利于人才的引进、培养和专业创新发展，提高流域发电企业设备运维管理水平。

2集控模式下水电厂区域化设备远程集中运维的技术要求

2.1多样化数据规约

在局域网络（LAN）的框架下，数据信息传输是保证系统软件成功运作的前提，TCP/IP通讯协议已经成为网络信息传输的前提，TCP是高层，是一种接口方式，它保证了数据包和正常传输次序，确定了数据信息包头和数据包里的数据的真实性，及其TCP在传输环节中是不是承担数据包的传输不正确，进而保证了TCP/IP协议在会话里的稳定性，充足运用和培养了运送。在信息传输层面采用级联生产调度协议IEC104，采用该协议能够很好地保证电厂与上级调度机构间协议的标准化和稳定性。

2.2设备运行状态远程监视

基于设备状态全面感知建设，实现电厂设备运行状态的远程监视，使运维人员在远程集中运维中心能够查看电厂设备的全面实时的运行状态。充分运用水轮机发电机状态监测技术，利用气隙磁通监测装置、局部放电监测装置、定子光纤测温装置和转子集电环碳刷温度及电流监测装置等各类发电机在线监测装置及其配套传感器，全面感知各电站发电机运行和健康状态，将监测数据上送至远程集中运维中心，为运维人员提供电厂实时的运行数据。各种监测传感器和装置均作为设备远程运维的数据源，数据源通过通信协议转换后形成可供平台应用的数据序列，数据序列通过清洗、整理和编码后成为标准化的数据，存入数据库，通过同步、路由及调用服务实现共享。算法处理可将共享的测量数据抽取、加工形成特征数据，特征数据有明确的功能意义，为设备远程运维提供分析来源。

2.3监控系统的应用

因为各种功能限制，工业控制计算机PLC将承担集中控制系统条件下的现况，计算机接口通讯缺乏足够的简约的系统软件。在此影响条件下，通信软件工作中的稳定和灵活性是依据通信软件来融洽。由于互联网技术的迅猛发展，工业控制生产商和系统集成公司已经全力开发网络信息主打产品。现阶段，世界知名厂家的商品可以直接通过互联网联机。LCU往往需要一定量的智能仪器设备通讯，在具备工控电脑结构的LCU结构中，通讯较容易和灵便。处理LCU智能仪表盘连接的方法有二种，一种是直接接入LCU以太网，或者通过协议转换器接进到LCU以太网。由于出自于不一样的企业，因此特性也不尽相同，所以需要根据特性中找到更好的方式进行健全。智能设备的信息内容主要通过RS-232、RS-485串口通讯推送，LCU的特点就是结构简易、调节便捷，发电厂视频监控系统、智能交通出行信号检测模块和SOE编码序列的事件记录机器设备通讯选用RS-485通讯方式。因为PLC通讯模块选用10-100Mbps高传输速度，选用TCP/IP转Modbus多串口协议转换器，做为PLC与设备的通讯桥梁。其核心关键是抗干扰性差，传输速率慢，通讯完全依赖于软件，不太可能注意到不同系统的通讯情况。针对监控系统的稳定性而言，这是一个非常不益于发展趋势的影响因素。

2.4设备远程智能巡检

在电站和远程集中运维中心建设远程无人巡检系统，通过物联网、移动互联网、机器人、人工智能等技术手段实现电站设备的无人远程智能巡检。使用安装在电站内的各种轮式机器人和轨道机器人，根据预设的任务时间或根据运维人员的临时要求，自动执行巡检任务，收集并记录发电机层、水轮机层、发电机层、发电机和发电机层的泄漏、声音、图像等信号，自动识别各种异常信号，同时通过无线通信网络将收集到的信息自动传输到综合控制平台。一些机器人难以到达、经常发生漏油的地方，需要安装固定的高清摄像头，利用图像识别等技术自动识别设备运行异常和漏油故障，有效监测水电站的“泄漏”现象。此外，基于智能传感设备，构建了主设备状态在线监测系统，全面采集机组等各类主设备的温度、振动、摆度、压力脉动、气隙、磁通量等信号；基于集控中心一体化管控平台，汇集状态检测信息和在线监测信息，实现生产设备现场检测的模拟，实现运维人员对多个厂房和单元的集中统一管理。

3结论

在电力改革创新、电网构造转变、绿色能源提高、流域梯阶开发等多种因素发展下,水电工程辅控运行值勤从单一厂站运行方式发展到集中控制系统方式变化。在产生发展机会的前提下,也会带来考验,对运行人员的业务知识、综合能力给出了更高的需求。运行工作人员应当积极变化发展意识,由单一“精运行”向“精运行、熟系统软件、懂销售市场、会营销推广”各个方面全方位发展,从而达到领域发展、企业安全生产运行的需要。

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