集控模式下水电厂设备远程集中控制运维的探究

集控模式下水电厂设备远程集中控制运维的探究

李沛德

大唐四川川北电力开发有限公司通江分公司

摘要：最近几年，随着水电厂的兴建，水电厂的遥控技术日趋成熟。对集控电站的经济运行工作而言，无论是从经济运行的方式还是从管理思想上，都发生了新的变化，要做好它，就必须了解并掌握其流域特点，电网结构变化，负荷剖面特点，电力市场交易，两个细则的考核规定等。本文首先对水电厂辅助设备的基本状况进行了剖析，其次对集控模式下水电站区域化设备远程集中运维的技术需求进行了讨论，期望能为同行业的水电经济运行工作，带来一些借鉴。

关键词：水电厂；远程集中控制；区域化；

引言

随着我国水电行业的快速发展，机组规模不断扩大，信息化和自动化程度不断提高，使得常规调度监控调度工作的工作强度越来越大，所有信号处理完全依赖于人的经验和技能等问题日益凸显。水电站集控和运维合一的模式，对水电企业的集约化管理水平和生产效率有了一定程度的提高，从而还能减少运维成本，从而提高总体经济效益。但是，因为运维人员仍然是分别隶属于不同的电厂，无法实现协同工作，因此，有必要对远程集中控制下的设备远程运行方式进行深入地探索，建立一个远程的集中运维中心，把原来分布在各个电厂的运维人员聚集起来，实现对各个电厂的远程运行，从而更好地提升员工的利用率和工作效率。

一、水电厂的辅助设备概况

水电厂的辅机一般有：油泵、排水泵、中低压空气压缩机和冷却系统等。不同厂站、不同厂家、不同型号的辅机启动时间不同，运行时间也不同，在目前“一厂多站”、流域集中控制的情况下，操作人员对辅机的操作进行了大量的工作。

二、水电厂远程集中控制的技术需求

（一）远距离监控装置的工作状况

以设备状态的完全感知为基础，可以对电厂设备的操作状况进行远程监控，让运维人员可以在远程集中检修中心看到电厂设备的整体、实时的操作状况。对水轮机发电机的状态监测技术进行充分地应用，通过使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以及它们的配合传感器，对各电站发电机的运行和健康状况进行全方位的感受，并将监测数据上传到远程集中运维中心，为运维人员提供电厂实时的运行数据。各类监控传感器和装置都可以充当设备远程运维的数据源，在经过通信协议的转化之后，这些数据源就会变成可以被平台使用的数据序列。这些数据序列在经过清洗、整理和编码之后，变成了规范化的数据，并将其存储到数据库中，再通过同步、路由及呼叫服务来实现这些数据的共享。通过对数据的处理，可以对已有数据进行提取和加工，得到具有清晰函数含义的特征数据，为装备的远程运行提供了数据源。

（二）资料的统计和分析

该系统以微机监测为基础，利用监测系统中的附属装置的启动和停止时间，将操作员每天手工记录的工作记录转换为电子记录，从而使“手动抄录”向“自动抄录”过渡。在此基础上，构建了辅机工作时间与起动时间之间的数学模型，从而达到了对辅机故障进行智能分析与报警的目的；操作员只需要在第二区域的资料服务器上对资料进行核实，并对资料报告进行查询，就可以实现资料的即时处理。通过对两个有泄漏的抽水机泵的实例介绍了该系统的工作记录。1.工作时长：指抽油机起动和停机之间的差异。2.工作状态：将抽水机的工作状态和运行时长进行比较，在抽水机工作结束后，系统会进行一次工作状态的分析，工作状态正常为“√”，工作状态的异常为“×”。3.间歇时数：此一次启动与前一次停机之差。4.间隔是否正常：在每一次停机时间内，将会有一段时间的停机时间与正常停机时间进行比较，当停机时间为“√”时，一旦停机时间发生变化，将会出现“×”时，会发出警报声，提示操作员。5.操作次数：自动累加水泵的启动次数，为维修工作提供了资料支持。6.运行时间：实现了对自动累加水泵的工作周期的自动累积，为视情维修工作提供了依据。当水电厂的泄漏排水泵在启动或停止之后，运行智能化的分析系统会对水泵的启动或停止时间进行复制，然后按照软件的要求，自动地对水泵的单次运转时间以及启动间隔时间进行统计，如果出现了不正常的情况，就会发出警报，向操作员发出警报，并累计运转的次数和持续的时间。

（三）进行多能互补的探索

对经济效益进行全面的考量，风光水多能互补指的是能够充分地利用水电的灵活性来对光伏电力的波动和间歇性进行补偿，但是，这样的做法会对水电系统的长远的运行效益产生一定的影响。互补的核心是水库具备调蓄能力，而互补的本质则主要依赖于对水电站的长期水位的调控。与多能互补的组合相比，单一的水电运行，其总体效益作出了一些牺牲和妥协，比如，机组运行时会脱离高效率区，汛期风光电会挤占水电的发电空间等。当风力光伏得到了一定的发电面积后，其经济效益得到了较大的提升，并对水力发电进行了合理的补偿。因此，对多能互补工程进行经济效益分析时，应该以单个利益为优先，以总体利益为目标。在确定电站调度方案（以水定电）与实现实时经济调度（以电定水）中，需在确保电站安全性与稳定性的前提下，综合考虑风电与风电的协同输出特征，实现风电与风电并网。并且尽量使用数值天气预报、集合预报、概率预报、人工智能技术等进行预测，以增加预报精度。在光-水多能互补工程中，太阳能发电装置的安装容量是决定该工程能否实现安全、高效、稳定的主要因素之一。在光伏发电量少的情况下，太阳能电池板不能得到充分、高效地开发和使用，而在太阳能上安装大量太阳能电池板后，由于太阳能电池板的安装，使得太阳能电池板在使用过程中面临着巨大的投资费用和多余太阳能电池板难以被电力系统消纳等问题。

（四）人才队伍的培养

运行人员的安全知识和操作能力，将会影响到每一座电站的安全和生产，在集中控制方式下，特别是对已经达到“无人值班”的电站集中控制系统来说，集中控制运行人员是否能够完成相应的操作任务，提高运行管理水平，是非常关键的。在集控方式下，对操作人员的训练，除了要进行基础的法规和基础的操作技术及安全训练之外，还应该重点强化对集控与被控制水电站的工作职责、业务流程、应急处置以及操作智能化等方面的训练。

结语

目前，我国水电设备运行与维护的研究还处于起步阶段，但提升电站设备运维工作效率，降低运维成本，是水电设备运维管理的主要发展趋势。根据电厂远程运维的需要，介绍了建立远距离运维的集中运维模式，并讨论了远程运维的必要性、必要条件及技术条件。在新技术、新装备发展的背景下，为了推动水电厂的远程运维，必须对其进行进一步的探讨。

参考文献

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• [3]谭丕成,吴东磊.远程集控下水电厂监控自动化功能完善的思考[J].水电站机电技术,2020,43(02):36-38.