水电站集控运行安全评估及风险预防措施分析

水电站集控运行安全评估及风险预防措施分析

杜伟强 

新疆水利发展投资（集团）有限公司 835000

摘要：近年来，我国新建了大量自动化水电站，由自动控制方式取代传统的手动控制方式，对提高水电站发电效率、保障运行安全、延长项目使用寿命有重要作用。但在实际应用过程中，仍然存在安全隐患，需要及时分析和消除，使水电站集中管理系统的安全隐患不影响水电站的正常运行。不同于电站侧的系统建设，集控中心的计算机监控系统设计需要考虑：通信任务多、数据点多、冗余互备多等特性。水电站集控管理的目的是提高水电资源的使用效率，减少运营部门的人力成本，提高整体运营效率。

关键词：水电站；安全评估；风险预防

引言

随着经济的不断发展，信息技术也经历了一个全新的演变,信息技术可以用来集中管理水电站的运行。水电站运行效率明显提高。然而，在实际应用中仍然存在安全风险。需要对水电站集中管理系统的安全风险进行分析并及时消除，以免影响水电站的正常运行。

1水电站项目自动控制系统的应用意义

1.1提高控制精度

早期水电站项目主要采取手动控制方式，工作人员通过摄像头、传感器装置掌握水电站运行工况，定期巡查各台设备运行状况和周边水域环境，再根据已掌握信息开展控制操作。受人为因素影响，常发生延误控制、错误控制等问题，对水电站总体发电效率造成一定程度的影响，严重时还会引发设备故障，致使设备烧毁。以水位控制为例，在水位超出安全阀值后，如果工作人员没有在第一时间开闸放水，随着水位升高，水闸等水工建筑物容易出现开裂、渗漏、坍塌变形等质量通病。对自动控制系统的应用，系统可以实时感知现场环境状况，监测各台设备与构筑物使用状态，基于程序准则自动下达多项控制指令，从根源上杜绝错误操作问题。

1.2　实现无人值守目标

早期水电站项目推行有人值守模式，需配备多名工作人员长期驻留水电站现场，组织设备维护保养、故障维修、水位监测等工作，由此产生了高昂的运维管理成本。同时，水电站具有机组台数少、装机容量小的特征，远离城市区域，如果配备多名工作人员，还会压缩项目经济效益，少数水电站长期处于亏损状态，水力发电效益无法覆盖设备成本、建造成本和管理成本。相比之下，通过搭建自动控制系统，虽然会在前期产生额外建造成本，但可以推动无人值守模式取代有人值守模式，系统使用成本远低于水电站项目在全寿命周期内的运维管理成本，从而降低项目管理成本。

1.3　保障作业安全

在水电站运行期间，受到设备老化、外部环境侵蚀等因素影响，偶尔出现电气火灾、水闸坍塌等安全事故，有可能造成人员伤亡。而在自动控制模式下，无需在站内长期驻留人员，仅需定期委派专人前往现场开展设备维修等少量工作。如此，当水电站出现各类型安全事故后，基本不会发生人员事故，这对实现安全生产目标有重要意义。

2水电站集控运行系统存在的问题

2.1无“远程集控”功能

原计算机监控系统无“远程集控”功能，未配置相关的集控通讯设备，集控中心不能对电站设备进行远程监视和控制，无法发挥流域梯级调度的优势。

2.2网络可靠性不高

原计算机监控系统网络采用100Mb光纤单环工业以太网：（1）带宽容量小，随着测点增多会出现拥塞引起传输数据延时。（2）环路封闭不方便扩展、扩容。（3）由于环线公用，一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，穿越接口越多，传输效率越低，响应时间越长。（4）当环线出现2个节点故障时，2个故障节点以下网络全部脱网，影响对设备的监视和控制。

3水电站集控运行安全评估及风险预防措施

3.1供电电源消失

在水电站集控供电电源消失的情况下，为了确保水电站的正常运行和安全，采取一系列措施来应对这种情况。首先，设计一个可靠的备用电源系统。备用电源系统应采用单独线路对水电站集控进行供电，以确保在供电电源消失的情况下，备用电源可以及时补充工作所需，接替主电源进行工作。这样，确保水电站集控各项命令和业务数据不受供电中断的影响，从而保证水电站的正常运行。其次，对水电站集控的各项维修情况进行全面检查，包括对设备、线路、连接器等关键部件进行检查，以确定是否存在潜在的安全隐患。同时，要明确高危险区域，加强对这些区域的监控和管理，以防止在维修过程中发生意外事故。此外加强维修人员的培训工作。通过培训，确保维修人员具备足够的技能和知识，能够熟练地操作各种设备和工具。同时，加强对维修流程的管理，确保维修人员按照正确的步骤和方法进行维修、操作，避免出现维修流程问题或维修人员误操作问题。

3.2 AGC/AVC的安全风险和解决策略

需要在水电站中控室进行AGC/AVC监控，检查AGC/AVC是否有效，特别是对近期投运的设备。在工作过程中，对AGC/AVC有严格的标准，但在实际执行过程中，有些工作人员可能会在没有重启的情况下提前报告AGC/AVC，也可能在重启调试后出现主动波动，构成安全隐患的异常情况。对于此类问题，水电站中央控制中心在发现主动波动异常后，应立即对异常数据进行核实，调查并纠正AGC/AVC异常，进一步完善程序，同时派专家进行二次审核，审核评估后确认无异常，方可重新并网。并监测重新并网发电机组接入后的运行情况，确保无异常。

3.3远程操作安全问题

随着科技的发展，水电站的运行和管理越来越依赖于先进的信息技术，如远程集控模式，在这种模式下，集控运行的远程控制操作分为正常工况和突发事件工况。在正常工况下，可以通过监控系统对水电站进行实时监控，以确保其正常运行。然而，当遇到突发事件时，如设备故障、自然灾害等，就需要进行远程操作以解决问题。此时，如何确保远程操作的安全性成为了一个亟待解决的问题。为了解决这一问题，研究人员和工程师们提出了许多解决方案。首先，可以使用安全协议来保护远程操作的安全。安全协议规定了通信双方在交换数据时必须遵守的规则，它可以有效地防止未经授权的访问和篡改。通过使用安全协议，可以确保在远程操作过程中数据传输的安全性和完整性。其次，加密通信技术也是保护远程操作安全的重要手段。加密通信技术通过对数据进行加密处理，使得只有拥有解密密钥的接收方才能正确解析数据内容。这样，即使数据在传输过程中被截获，攻击者也无法获取到其中的信息。因此，采用加密通信技术可以有效提高远程操作的安全性。此外，身份验证和访问控制技术也是保护远程操作安全的关键措施。通过设置严格的身份验证机制，确保只有经过授权的用户才能进行远程操作。同时，通过实施访问控制策略，限制用户对系统资源的访问权限，防止潜在的安全风险。

3.4水电站集控水情监控安全风险

水电站集控水情监控是水电站安全监控系统的重要组成部分，它可以实现对水电站大坝、泄洪洞、引水渠道等部位的实时监测，以及对水位、流量、压力等参数的自动采集和处理。在水电站集控水情监控中，存在着一定的安全风险。例如，如果监控系统出现故障或者被人为破坏，就会导致数据丢失或者无法及时获取到相关信息，从而影响到水电站的正常运营。此外，如果监控系统没有及时发现异常情况并采取相应措施，也可能会导致事故发生。

结束语

水电站集控中心计算机监控系统的建设，是一项复杂的技术性工作，包括通信、网络安全、人机交互、数据分析等一系列领域内容。在水电站群的管理中，可以对水电站的运行状态进行实时监控，及时发现和处理潜在的安全隐患，从而提高水电站的安全管理水平，并有效地处理信息差距问题。

参考文献

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