浅析未来水电站运营管理的方向

2016-08-11张利

大科技 2016年13期

关键词：无人水电站电站

张利

（华自科技股份有限公司湖南长沙 410000）

浅析未来水电站运营管理的方向

张利

（华自科技股份有限公司湖南长沙 410000）

在20年前，我记得有位老师曾对我们讲过，未来我们将进入网络信息时代，我们买东西都可以不出门，做很多事情都可以直接用计算机来操作。在那个落后的年代，大部门人们之间的联系还是靠写信，电脑对于我们来说见都没见过的年代。老师对我们讲的这些，我还觉得这只是个概念，是个遥远的梦。但就是这些当时我们还觉得很遥远，想着不太可能的梦想，随着科技的发展，淘宝、京东、亚马逊等电子商务的兴起，实现了不出门就可以买东西的梦想；自动化的兴起，很多工作我们可以通过计算机去控制机器操作了。也就是20年的时间这些构想还真的都实现了，并且在现在已经普遍得不能再普遍了。这就真的验证了一句话，“没有做不到的，只有想不到的。”并且之前想的一些超前的想法，往往到最后成为了社会发展的一种必然趋势。

水电站运营；远程监控；无人值守

1 工业界控制的发展

我们纵观整个工业控制领域的发展，从最开始纯手工操作开始，那时候工业非常落后，做一件简单的事情，需要大量的人力投入，劳动强度大，危险性大，而且效率低下。举个我们生活中最常见的例子，就说我们建房子吧，不说很远，就从80年代说起，那时候人们建一栋楼，从打地基开始完全靠人工去挖，砌墙什么的，材料都是靠人工挑上去。那个时候建的楼一般都不高，大部分都是七层以下。人力投入巨大，而且工期非常久，出安全事故的机率也比较大。在那种落后的年代，想建一栋30多层的楼，还真的不是那么容易。我们看看现在，随便建栋楼都是几十层，并且速度之快，人们是可以看得见的，投入的人力也不是很多。一些繁重的工作都有机器代替了。和水泥有搅拌机，运输有搅拌车载重车以及工程电梯，输送有输送泵。吊装有吊车。挖地基有挖倔机与打桩机。大部分耗时，且繁重的工作都让机器去做，不仅效率高，而且也安全。并且要建个什么摩天大厦也不再是什么难事了。

2 中小型水电站以前运行管理状态

我们不谈很远，就谈谈在90年代之前修建的电站，那时候的电站还谈不上很落后，至少也进入了电气控制时代。电站的控制及保护全部由继电器接触器还实现控制，自动化程度低下。出现故障后查找故障非常困难。所以那时候的电站工作人员都是特别多的。自动化程度低，那么就自然要多一些人力来补充他的不足。随着社会经济的发展，以前很多国有电站人力成本的负担慢慢开始凸显出来了。甚至有些电站连职工工资都发不出，谈什么盈利。这就是之前自动化程度低下留下的后遗症。

3 中小型水电站自动化目前运行模式

进入90年代，慢慢的电站开始实现了少人值守模式，这也得益于自动化的发展。就简单的介绍华自科技在江西安福岩头陂电站做的少人值守电站自动化的配置，调速装置采用数字化可编程调速器，采用三菱PLC为控制核心部件，通过数字阀块来给接力器的油腔供油回油从而驱动接力器伸缩动作，来控制导叶的开度。在通过PLC的处理，能控制水轮发电机组自动开机、停机、转速调节、负荷调整、机组各种运行工况的转换、机组或电力系统故障时紧急停机。必要时还可以通过调速器的手动方式操作机组运行。控制原理结构图如图1。

图1 调速器控制原理结构图

继电保护系统采用了微机保护，比起传统的继电器式的保护，有了很多优点，集成度高，设备美观占用空间小。保护精度高，动作可靠性强。还可以通过保护装置观察到实时数据，以及查询故障记录便于工作人员分析查找问题。励磁系统，采用PWL-2B励磁调节系统，采用双通道允余，为安全可靠发电多了一层保障。每台机配有独立的闸门控制系统，可实现远方与就地操作快速闸门。各轴瓦与定子温度的检测，每台机组还配有测温制动系统，可以监测到每台机组的温度数据，以及转速。还综合了刹车制动的功能，在停机转速下降到一定程度让机组尽快停下来，减少低转速烧轴瓦的可能性。然后再通过机组LCU屏，将这些独立的系统综合起来，形成一个整体的控制链，能使这些独立的单元连贯起来工作，这样就实现了一键开机到并网，一键停机到待机的状态。出现任何事故也可以可靠动作报警。公用部分的辅机控制，采用公用LCU集成控制。然后再通过MTC5.0在线监测控制系统，将各分部的数据、信号、通过485以及以太网传输方式采集到上位机，实时监控。能够有效监测所有要观察的电气、计量、温度、转速、油水汽等数据信号，有故障能通过语音报警告诉值班人员，还能将数据，故障记录下来。方便工程工程师分析处理问题。另外还有遥控的功能，所有操作，都可以通过上位机，操作鼠标即可。让发电管理成了一件非常轻松的事情，大大减轻了工作人员的劳动强度，提高了电站运行的安全可靠度。另外再配备一套视频监控系统，作为一个双层保障。有什么不正常的情况，还可以通过视频采集图像观察。配置结构图如图2。

图2 配置结构图

4 中小型水电站运行管理模式实现无人值守将是社会发展的必然

华自科技在无人值守水电站技术开发方面，早已下足了功夫，2010年湖南省慈利赵家垭水电站实现了我国第一坐小型完全无人值守水电站。目前无人值守电站的推广，还面临一些问题。①国有企业里面有很多固定的在编工作人员，无法分配，加上维护人员的素质普遍不高。导致即使作为无人值守的设计电站，往往也无法被真正利用起来。还是会有少量人员值班，另外维护跟不上。②无人值守电站设备投入大，在目前相对人力成本还算比较低，人力资源比较充足的环境下，私有电站考虑到经济利益也不暂时不会考虑电站运行使用完全无人值守，所以短期内看到的效果还不是很理想。但是随着经济的不断发展，GDP不断的上涨，企业会越来越多，现在世界的人口数量日趋稳定，按现在的这种生产模式，人力资源将远远满足不了市场的需求。到那时候，高科技代替现有的生产模式已不再是一种时髦了，而是一种被迫，一种必然的趋势。人力资源极度紧缺的情况，人力成本将会水涨船高。只有依靠机器，依靠计算机，依靠科技来代替一种新的生产力，你的企业才不至于被淘汰。

谈到此，然而问题又来了。对于将来电站实现无人值守这已是勿因质疑了，但是这无人值守要考虑几点问题啊。①经济问题。②人员素质问题。考虑到这两点问题，我们以后的这种无人值守到底要采用一种怎样的模式是比较合理的呢。

对于一些拥有众多电站，经济实力比较雄厚，技术力量比较强大的发电企业。可以建立自己的远程监控中心，建立自己的技术队伍，自己来运维管理。但是有绝大部分企业，电站并不多，面临着经济与技术缺乏的问题。这个时候就可以由一些专业的远程监控代运维管理公司，把这些分散的电站集中管理起来。在每个区域分布一些专业的技术人员。电站只需要每年支付代管运维费用，其它事情一概不用担心。集中管理费用低，还有专业的技术人员为设备的安全运行保驾护航，让客户无后顾之忧。