浅谈株树桥水电站信息化建设

陈艳 曾文

摘要：株树桥水电站通过遥信遥测系统、视频系统建设、综合自动化系统升级改造，实现电力调度自动化。采用综合自动化控制，达到无人值班，少人值守，以利于生产安全、管理规范和经营效益提高。

关键词：株树桥水电站 电力调度自动化 改造升级

中图分类号： TV736文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（c）-0000-00

1 概况

株树桥水电站位于浏阳河源头小溪河上游，地处浏阳市境内，下距市区33公里，是长沙地区最大水电站，也是浏阳市调节性能好、效益大的水电骨干电站。水库总库容2.78亿立方米，属多年调节水库，水库规模属大（Ⅱ）级型。工程于1986年破土兴建，总投资为1.17亿元。

电站为厂房坝后式，紧靠大坝下游布置，分主厂房、安装场、上游副厂房及端副厂房几个部分。设计水头58米，三台8000千瓦水轮发电机组，总装机容量2.4万千瓦，多年平均设计发电量7260KWh，具有发电、灌溉、防洪、城市供水等多方面的综合效用。

2 信息化改造分析

2.1改造实施的必要性：

株树桥水电站通过一条15.39Km长110KV线路并入大电网，接于永和中心变电站。承担永和变检修时备用电源和系统故障时单供东区电源和快速恢复黑启动电源等不可替代的重要任务，其电压和频率的质量直接影响浏阳东区用电质量，影响东区人民的生产和生活，在浏阳电网中具有重要地位。

根据《湖南电网110kv及以下电压等级并网中小型公用电厂运行考核监管办法》文件精神，要求株树桥水电站需实现电力调度自动化，实时准确传送必要的远动信息，自动化程度达到电力部门的要求，否则将进行严厉处罚。因株树桥水电站建设时间早，建设时未考虑遥测遥信功能，自动化程度也落后，急需进行数字化改造和升级。

国内相同规模新建水电站，电力系统要求其并网的必要条件是具备能与电力系统设备兼容的遥信遥测系统，且采用综合自动化控制，达到无人值班，少人值守，以利于生产安全、管理规范和经营效益提高。

2.2 改造实施目标和主要内容

改造主要内容为株树桥水电站遥信遥测系统、视频系统建设、综合自动化系统升级改造。其中遥信遥测系统达到电网的入网条件，综合自动化和视频系统达到“无人值班，少人值守”目标。

2.3 设备选型及系统

遥测遥信系统：沿株树桥至永和110KV线路1回12芯ADSS光缆，长约17.5km（含两端进站光纤）、与电网设备兼容的光纤通信设备、PCM设备、电源设备等。

2.3.1 建设规模

株树桥水电站地区网层1个光纤通信站，扩建永和变、长沙地调2个站；沿永和变～株树桥水电站110kV线路架设OPGW光缆约17.5km（以线路长度为准，含进站普通光缆）。

2.3.2 网络组织和容量配置

株树桥水电站接入长沙地区光纤通信网的永和变，光口按1+1配置，电路容量155Mb/s。

2.3.3 主要设备选型及要求

工程SDH和多业务接入设备采用长沙电业局现有光纤通信网络组网产品，实现由长沙地调现有网管系统统一管理。

2.3.4 光纤通信站设备

2.4 计算机监控系统改造

2.4.1计算机监控系统

计算机监控系统改造拟采用全分布开放式结构，计算机监控系统采用Windows操作系统，双总线以太网，系统分为两层，即电站控制级现地控制单元级，分别采用双绞线和光纤线接至100/1OM快速以太网。

电站级负责全站电气设备的实时控制及其运行状态监视，其主要功能包括数据实时采集处理、报警事件显示记录、通信控制、生产管理和指导、系统诊断、应用软件开发和培训等。电站控制级包括两套操作员工作站、一台通讯工作站、一台工程师工作站、厂长终端兼调试工作站、二台网络打印机、一套GPS卫星时钟系统、一台3kVA/60min在线式UPS等组成。

现地控制单元级负责对水轮发电机组、配电装置等进行实时控制及监视，当电站级因故退出运行时，现地控制单元可以独立运行而不受影响。现地控制单元级由5套LCU单元组成，即3套机组LCU单元，1套开关站及公用设备LCU单元，1套开进水口闸门LCU单元。

2.4.2 现地控制单元运行方式

每个现地控制单元是1套完整的计算机控制系统，其具有与系统联网运行和与系统脱离独立运行两种方式。联网时，作为系统一部分，实现系统指定的功能。独立运行时，实现LCU的现地监控功能。

2.4.3 机组自动控制

机组自动控制以可编程控制器执行，可以实现下列各种控制：

（1）机组自动起动、并网、发电；停机；

（2）当发生以下情况时，进行事故停机；

（3）紧急停机

（4）故障报警

2.4.4 软件配置

综合自动化系统软件包括四部分。即系统软件、基本软件、应用软件和工具软件。

2.5工业电视监控系统

工业电视监控系统在防范火灾、泄露、失窃以及设备事故等，对安全生产构成极大威胁的情况加以监视。只有这样才能切实提高电站的安全水平。不仅降低了管理成本，而且提高了管理质量。

工业电视监控系统由系统工作站、监控中心设备、网络传输设备和监控前端设备组成。监控方案拟采用计算机多媒体控制技术的工业电视监控系统，利用PC机在操作系统平台上开发的图形界面和操作菜单，通过它们在输入设备输入命令完成对前端设备的控制功能，而且系统具备的硬盘录相功能不僅能实时录相还可方便的对各种信息进行存储和历史图像调用。通过PC的压缩卡和网络可以实现图像、声音等多媒体信息进行远程传输以及管理人员远端控制主机对系统实现特定的控制。采用多媒体控制技术的工业电视监控系统不仅操作界面更加方便、直观而且可集多种控制功能为一体，可根据生产管理需要增加系统报警响应和系统联动功能等。

摄像点设置：在主厂房发电层（3点）、水机层（3点）、开关站（2点）、水泵房（2点）、空压机房（2点）、大坝（5点）、进水口（1点）、尾水口（1点）、进站大门（1点）、其它（4点）等处装设摄像头，共 24点。

3 信息化改造效益

3.1 减少每年的无功罚款。

电网对株树桥水电站的无功是按功率因数进行考核，不足部分每少一度扣0.01元。信息化改造后，无功考核将按电压合格率进行考核，达标后不但不罚款，还能得到一定的奖励。

3.2 减少弃水增加发电收入。

实行综合自动化后，可进行水库和机组科学调度，且设备可利用小时数提高，可实现减少弃水。

3.3 提高效率增加发电量

实现微机控制后，机组各项调节性能变好，机组能在最优工况下运行，机组效率提高，能增加发电量。

3.4 减少维护维修费用

改造后，老化的继电器等元件退出运行，这部分费用将大大降低。

3.5 减少管理费用

实行信息化改造后，生产人员和管理人员可减少。可由现在的34人减少为26人，按人年平均4万元计算，可减少开支32万元。

3.6 减少电力系统自动化考核罚款

自动化不达标，按每月扣除1万kwh进行处罚。达标后，将免除考核费用3.96万元。

4 结论

对内可提高本站设备利用率、水资源利用率。机组运行效率和全站经济效益，加强安全管理，消除安全隐患和以及对单位生产管理等很大促进作用；

株树桥水电站是浏阳东区的重要电源点，是社会公益项目。改造完成后稳定东区电网电压，防止用户电压低，使用效果差和电压高，电气设备损坏等故障风险，提供电网设备检修时备用电源和承载单供负荷，减少用户停电时间，提高人民生活水平，促进地区社会经济发展。特别是当电网需要黑启动时，能迅速承担启动任务，恢复电网的正常，为电网安全作出重要贡献。

信息化改造后，有利于浏阳河流域防汛工作的开展，有利于当地社会治安管理，有利于水资源保护工作。

参考文献：

[1] GB/T 50700-2011，小型水電站技术改造规范[S]

[2] 王行言，俞盘祥等。计算机信息管理系统。高等教育出版社。2000：58-153