东山水力发电厂梯级电站群集控系统的实现

□卢 兴 印小军 陈雨晴 陈敬松 姚丁勤

东山水力发电厂梯级电站群集控系统的实现

□卢 兴 印小军 陈雨晴 陈敬松 姚丁勤

电站群集控系统是地区型、流域型电站群减员增效、由粗放型向集约型转变的有效手段。集控系统改造和建设大大提高了电站自动化水平，简化了电站日常运行管理，提高了工作效率，节省了运行管理成本。

梯级电站；电站群集控；远程自动控制

重庆东山水力发电厂位于重庆市武隆县，有三座水电站，共装机5台，总装机容量1230kW。电站建于上世纪80年代，设备老旧，手动操作，存在不安全因素。该电站抓住2012年小水电增效扩容的机遇，进行了电站技术改造。按照“无人值班（少人值守）”的原则设计，实现了在集控中心对一、二、三级电站的集中监视控制、视频监控，实现了对梯级电站群的远程可视化自动化操作、远程管理。

1.集控系统

梯级电站群集控系统包括：现地机组自动控制系统、骨干通信网络、水电站计算机监控系统、视频监视系统等系统。

电站群集控系统的功能包括以下4个方面。一是远程集中监视功能。电站群集控系统实现对水轮发电机组、升压变电站、调速器及辅助设备的各种电气量、非电量的运行数据的采集和处理，实现对运行数据的监视、报警和记录等。电站群集控系统可以对于主厂房、升压变电站、前池、厂房大门等重要位置进行实时画面监视，实现对厂房内重要设备的可视化操作。二是远程控制与调节功能。电站群集控系统远程自动控制包括以下几个方面：远程开、停机自动控制；远程紧急停机；远程负荷自动调节。三是保护功能。电站群集控系统设计了完善的保护流程，保证在水轮机组发生故障或事故时，能够可靠动作，切除故障或事故设备，并且及时将故障、事故相关信号上报集控中心，保证设备安全。四是远程管理与统计功能。电站群集控系统设计了实时与历史数据库，完成相关数据记录储存，系统可以通过图形、曲线、趋势线、报表等方式显示、查询、打印历史数据库中的数据与信息。历史数据保存时间至少2年，重要数据可以转储，用于存档，便于管理人员的信息收集和统计分析。

2.系统设计

2.1 通信网络

东山水力发电厂梯级电站采用专用自建光纤局域网，架设专用光纤线路。一级站至二级站通过12芯光纤连接，二级站至三级站采用24芯光纤连接，三级站至集控中心采用24芯光纤连接。二级站、三级站光纤连接处采用耦合器耦合，这样就通过光纤将所有电站连成一个局域网。光纤通信网络优点是网络带宽高，可以传输电站监控信号和视频信号，通讯稳定，不受电磁干扰。

2.2 系统结构

梯级电站集控系统网络包含电站群集控计算机监控系统与电站群集控视频监控系统，两网设备完全独立，避免相互影响。

重庆东山水力发电厂梯级电站群集控计算机监控系统采用高速、星型光纤以太网结构，系统分主控级和现地控制级（LCU）两层。集控中心配置两台主机/兼操作员工作站（兼作主机），运行水电站监控系统软件，对全厂主要机电设备进行控制，对所有机电设备的运行情况进行全面监视。各电站分别设置一面通信柜，每台机组设置一面现地智能控制柜。通信柜内安装通信服务器，完成与现地智能控制器、调速器、电能表等其他智能仪表的通信，直接监控被控设备的生产过程。现地智能控制柜采用PAS661A水电机组自动发电智能控制器为核心控制器，完成发电机组开停机全自动控制、发电机励磁控制、水轮机调速控制、全自动准同期合闸、发电机微机继电保护、测温、计量、数字仪表、智能诊断、远方交互等功能。

电站群视频监控系统由前端设备、传输设备（光端机）、硬盘录像机、控制键盘、监视器等部分组成。前端设备配置有球形摄像机、枪型摄像机。在厂房内配置球形摄像机，云台支持360°连续旋转，无监视盲区。升压变电站、电站前池、厂房大门配置固定枪形摄像机，具有夜视红外功能，夜晚仍能继续监视设备运行情况。硬盘录像机负责完成前端设备和图像切换的控制、全方位云台的控制、视频图像存储等功能。硬盘录像机配置16TB硬盘，视频图像可以存储3个月。

电站群集控计算机监控系统采用以太网光纤收发器单独组网；电站群集控视频监控系统采用光端机单独组网。

3.应用效果

目前，全国正在进行新一轮小水电增效扩容改造，电站自动化的建设也面临着最好的机遇。电站群集控系统实现了“无人值班（少人值守）”，是地区型、流域型电站群减员增效、由粗放型向集约型转变的有效手段。东山水力发电厂梯级电站通过集控系统改造和建设大大提高了电站自动化水平、运行安全性、可靠性，简化了电站日常运行管理工作，提高工作效率，节省了运行管理成本，提高了电站经济效益，为后续电站的自动化系统改造建设奠定了坚实的技术基础。□

2016-08-01

卢 兴，男，汉族，钛能科技股份有限公司，工程师。

印小军，男，汉族，钛能科技股份有限公司，助理工程师。

陈雨晴，女，汉族，钛能科技股份有限公司，助理工程师。

陈敬松，男，汉族，钛能科技股份有限公司，助理工程师。

姚丁勤，女，汉族，钛能科技股份有限公司，助理工程师。