APP下载

龙滩水电站“无人值班”运行模式可行性探讨

2017-04-08张继承

水力发电 2017年4期
关键词:龙滩水电厂水电站

张继承

(龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂,广西天峨547300)

龙滩水电站“无人值班”运行模式可行性探讨

张继承

(龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂,广西天峨547300)

结合龙滩水电站现状,从监控方式、设备状况、人员素质状况、管理制度建设情况等几个方面,初步分析了电站实行“集中控制、无人值班”的可行性,指出了目前电站实行“无人值班”存在的不足,并提出了相应的改进措施,对拟实行“集中控制、无人值班”的水电站具有一定的指导意义。

运行模式;集中控制;无人值班;龙滩水力发电厂

0 引 言

“无人值班”是水电厂值班方式改革和发展的更高阶段,对水电厂的设备状态、自动化水平、人员素质和管理水平都提出了更高要求,是水电厂一流设备、一流人才、一流管理的重要标志。

2016年底,随着大唐集团广西分公司水电厂群实行“集控运行”的日益临近,龙滩水电站运行值班方式也将迈向高级阶段,实行“无人值班”的运行管理模式也将提上议事日程。

1 国内外水电站“无人值班”的发展与现状

随着水电站设计理念日益更新,发电设备性能和可靠性的大幅提高,以及计算机控制技术和通讯技术的高速发展,“无人值班”方式的水电站规模由中小型向大中型、由单站向流域和水电站群快速推广,水电站“无人值班”的模式也逐步由初期的“夜间关门、远方控制、少人值守”向“无人值班、夜间关门、远方控制”和“集中控制、无人值班、少人值守”的模式快速发展。

20世纪60年代,日本的水电站开始探索“无人值班”模式;80年代,国外一些发达国家开始推广水电站“无人值班”方式,日本有106座水电站实现了93%的无人操作比重;到上世纪末,法国的杜朗斯-维尔登水电站群实现了集中控制,各水电站实行“关门运行、远方控制、定期巡检”的值班方式。

我国于20世纪90年代开始探索水电站“无人值班”模式。1996年,原电力工业部颁布了《水电厂“无人值班(少人值守)”的若干规定(试行)》,水电站运行管理体制改革得以快速推进。截至1998年底,广州抽水蓄能、辽宁太平湾、湖北葛洲坝和清江隔河岩等4座大中型水电站率先实行了“无人值班”(少人值守)运行方式。2002年9月28日,国家电力公司印发《关于水电厂无人值班的若干规定的通知》(国电发〔2002〕685号文);随后,国内水电企业掀起了探索“集中控制、无人值班”等各种管理模式的高潮。目前,南方电网调峰调频公司旗下的广州抽水蓄能电站、惠州抽水蓄能电站、清远抽水蓄能电站、鲁布革水电站等,均采取“关门运行、远方控制”的值班方式;华能澜沧江公司旗下的糯扎渡、小湾、漫湾、景洪等水电站,华电乌江公司旗下的构皮滩、洪家渡、东风、乌江渡等水电站,国电大渡河公司旗下的瀑布沟、龚嘴、铜街子等水电站、湖北清江公司旗下的水布垭、隔河岩及高坝洲等水电站,均实现流域水电站“无人值班、集中控制”的值班方式。其中,火溪河流域的涪江公司4个梯级水电站在设计上就取消了厂房内中控室,实行远方集中控制。

2 龙滩水电站现状与“无人值班”条件

龙滩水电站是红水河梯级开发龙头骨干控制性工程,是我国目前已建成投产发电的第5大水电工程。无论是电站的设计、施工,还是设备的安装、技术改造、运行管理等均秉承科学严谨、实事求是的态度,本着循序渐进的原则,采取“全面规划、先行试点、确保安全、因地制宜、讲究实效”的方针,围绕“无人值班(少人值守)”的运行模式,积极稳妥地推进,以达到安全文明、优质高效的目标。

2.1 监控方式

2.1.1 基本监控方式

龙滩水电站投产运行已11年。随着计算机监控技术飞速发展,设备技术改造工作的深入推进,自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)功能先后投入运行,电站机组能够准确、可靠地依据电网调度指令,自动进行机组的启停控制和负荷调节;500 kV 系统断路器、隔离开关、接地开关,10 kV厂用电断路器、400 V厂用电进线和母联断路器等一次设备已全部实现远方操作功能;站内主要附属设备均实现独立自动运行和远方启停控制。

2017年,随着集控中心正式投入运行,龙滩水电站全部实时信息上送集控中心,并设置专席监控。同时,自动经济调度(EDC)功能也将实现。至此,龙滩水电站从监控方式上已完全满足“无人值班”的要求。

2.1.2 调度信息传递

龙滩水电站属南网电网直调厂站,电站与电网调度间的信息传递方式和内容已非常可靠、完善;电站与远在南宁的集控中心之间的生产调度信息借助南方电网调度数据网A、B和通信运营商的光纤网络进行传递。

电站设有站内生产调度电话、电网调度电话各1套,并配备了2套卫星应急电话(南方电网和大唐集团各1套);厂区内移动、电信、联通信号全覆盖,电站行政电话正常时采用电信通讯,同时运行值班室配备了2台移动公司的电话,作为临时应急备用通讯工具。从调度信息传递方面看,电站基本满足“无人值班”对通讯调度高效性和可靠性的要求。

2.2 设备状况

龙滩水电站一期7台水轮机及其辅助设备由东方电机股份有限公司(DFEM)、伏伊特西门子水电公司(VSH)、上海希科水电设备有限公司(SHEC)联合提供;1~4号、7号发电机组为哈尔滨电机厂制造,5、6号发电机组为东方电机股份有限公司制造;7台500 kV组合式主变压器由特变电工沈阳变压器集团有限公司制造;7台发电机出口开关为瑞士ABB整套进口;1~5号机组励磁调节器由广州电气科学研究所联合瑞士ABB研制,6、7号机组励磁调节器已改造为广州擎天电气控制实业有限公司的EXC9000型励磁调节器;调速器微机数字式控制器、系统软件、主配压阀由法国ALSTOM公司提供;电液转换器采用德国BOSCH公司的伺服比例阀;4、6号机组调速器电气控制柜改造为东方电机有限公司HGS-X20型调速器;500 kV GIS设备为河南平高东芝高压开关有限公司制造;监控系统为国电南瑞南京控制系统有限公司生产;继电保护装置主要为南京南瑞继保电气有限公司生产。经过10年的更新改造和完善,全厂设备运行状况良好。

全厂主设备完好率均为100%,主辅设备一类率自2012年起已连续4年达到100%。水轮发电机组、主变压器、发电机出口断路器、GIS、调速系统、励磁系统、监控系统、继电保护装置运行稳定,主设备缺陷率逐年下降,近2年均控制在每年每台2项以内。机组自动化装置和元件配置齐全,运行稳定可靠,近2年开机成功率均达到100%。机组现地LCU为双CCU配置,每个CCU分别由交、直流双路供电。主设备继电保护均采用双重化配置,运行稳定,正确动作率100%。机组设有多重事故停机保护,过速时可通过监控系统自动或远方硬接线回路手动落进水口闸门。调速器采用“双冗余微机数字控制器+双冗余伺服比例阀电液随动系统+纯机械液压手动”的结构。机组励磁调节器采用“双CCU冗余控制+手动”控制方式。

机组保护装置均采用双路直流供电方式;控制电源均采用直流、逆变电源和厂用电交流多重供电方式;励磁控制回路采用直流、厂用电交流和励磁变自用电三重供电方式。500 kV断路器、机组出口断路器保护跳闸均采用双重配置,动作可靠性100%。10 kV厂用电6段母线电源分别取自6台主变低压侧,且采用环形接线,相邻段可互为备用,1路外来10 kV电源可分别向其中的3段母线直接供电;10 kV和400 V系统已全部实现备用电源自动投入功能(BZT),动作成功率100%。电气设备具有可靠的防误操作闭锁系统,除400 V负荷断路器,所有交流断路器、隔离开关、接地开关和临时接地线均具有完善的闭锁装置和逻辑,并实现了监控上位机操作须微机五防闭锁装置授权的功能。

地下厂房除设置有充足的常规检修排水泵、渗漏排水泵和临时应急排水泵外,在地下厂房入口段还设置了截水沟。同时,在地下厂房各机组段、各层均设置了水位告警装置,告警信息可实时上送监控系统,具备较完善的防水淹厂房的设施。全厂所有设备间隔均采用甲级钢制防火门,并配备门禁系统;电缆桥架、电缆廊道、电缆孔洞均采用严密的防火封堵;厂内各设备区按设备特性设置了完善的喷淋、喷雾和气体消防装置,以及火灾自动检测报警系统;全厂各区域均装设工业电视监视系统和应急广播系统,并实现了远控功能。

2.3 人员素质状况

自设计阶段开始,龙滩水电站设计、施工、运行、技改、培训等所有工作均围绕着“无人值班(少人值守)”的生产运行模式开展。2007年5月,首台机组投产发电;2008年12月,一期7台机组全部投产发电;2009年5月,值班人员全部撤出地下厂房,初步实现“夜间关门”的运行值班方式。随着设备技术改造的不断推进,设备运行可靠性逐步提高,以及运行值班人员综合素质的提升,运行值班人数逐渐减少。2014年7月开始实行大倒班,每值2人,从而实现了“夜间关门、少人值班”的运行模式,为电站投入集控运行后实行“无人值班”奠定了坚实的基础。

2.4 管理制度建设情况

龙滩水电站在推进设备技术更新改造和提升人员综合素质的同时,在管理制度建设方面也紧紧围绕着“无人值班”持续优化、完善,并于2015年9月以高分通过中国电力企业联合会组织的标准化良好行为企业AAAA现场确认。

龙滩水电站制定了一系列的管理标准。其中,《运行管理标准》主要明确了运行管理工作的基本要求,以及运行方式、经济运行、设备维护与验收、设备投运试验、设备停服役、调度等方面的要求;《运行值班管理标准》主要明确了运行值班方式、值班人员配置要求、值班人员分工、值班工作内容、值班纪律等方面的要求;《重要操作、重要作业管理标准》主要明确了重要操作和重要作业的分类、各级管理人员的到位分级及职责等方面的要求;《防止误操作管理标准》主要明确了防止误操作的总体要求,以及操作各系统、设备时具体防误措施等方面的要求;《巡回检查管理标准》和《运行巡检标准》主要明确了巡回检查的周期、路线、启动特巡的条件以及巡回检查的具体项目和内容等方面的要求;《设备定期轮换与试验管理标准》主要明确了设备定期工作的项目、内容、周期和责任人等方面的要求;《在线寻呼系统管理标准》主要明确了ON-CALL人员的值班要求、ON-CALL信息分级和发布、ON-CALL响应等方面的具体要求。

3 实行“无人值班”存在的不足与改进措施

当前集控中心还处于筹备阶段,集控中心与各水电厂之间的设备监控界面还未明确。因此,龙滩水电站下一步应根据集控中心建设进度,及时与集控中心进行沟通、交流,尽快明确设备监控界面,分清职责、明晰责任,按照“无人值班”的要求做好集控前的各项准备工作[1]。

现各项运行管理制度均未涉及“集控运行”和“无人值班”方面的内容。故在实行“集控运行”和“无人值班”方式前,应对现行的《运行管理标准》、《运行值班管理标准》、《重要操作、重要作业管理标准》、《防止误操作管理标准》、《在线寻呼系统管理标准》等规章制度进行补充、完善[2]。

当前,龙滩水电站的ON-CALL系统仅实现了发电机组、主变GIS故障和事故信息自动发送短信的功能,辅助系统故障信息还未纳入ON-CALL系统,且没有音响提示,信息接收可靠性较低。为此,在实行“无人值班”前,应借助多组态数据分析平台,进一步完善ON-CALL系统,将主辅设备所有异常信息均纳入ON-CALL系统,借助现厂内短信平台分层分级发送异常事件信息[3];同时,借助应急广播系统在主要生产区域增加异常报警音响,在ON-CALL值班室增加故障、事故分类告警音响,确保ON-CALL人员第一时间接收到异常信息。因拉重值班区离中控楼距离较远,遇到突发系统事故或通讯中断,监控权切回电厂侧时,ON-CALL人员不可能在 3 min 内赶赴中控室。为此,应在中控楼设置至少2间ON-CALL待令室,室内应配备必要的日常起居、洗浴设施及通讯、警报器和办公设备,以便值守人员24h值守待令;同时,中控楼应至少配备2名具有调令资格的值守人员(1人应具有值长资格)。

现推力轴承高压油顶起装置仅采用交流注油泵,未设置备用直流注油泵。应参考DL/T 1174—2012《抽水蓄能电站无人值班技术规范》的要求,设置备用直流注油泵[4]。现水淹厂房保护仅设有报警功能。应参考DL/T 1174—2012和《水电厂无人值班的若干规定》的要求,水淹厂房保护设两级,第一级报警,第二级为动作出口,启动所有机组紧急停机流程[5]。现水轮机顶盖水位过高报警未动作停机。应参考《水电厂无人值班的若干规定》的要求,对水机保护进行优化、完善,增加水轮机顶盖水位过高停机功能。

当前,龙滩水电站发电机保护、现地LCU、调速器均未设置失电动作停机保护。应参考DL/T 1174—2012和《水电厂无人值班的若干规定》的相关要求,当上述系统直流电源完全消失时,立即启动机组停机流程。现计算机监控系统在开机不成功时,仅推出开机失败简报信息,未设置自动返回停机状态流程。应参考《水电厂无人值班的若干规定》,增加开机不成功则启动停机流程,使机组自动返回到停机状态,并报警。

4 结 语

大型水电站“无人值班”在我国已处于推广阶段,有较多的经验可借鉴。同时,现代的监控技术和设备已非常成熟。经综合分析,龙滩水电站已初步具备“集控运行”条件,若实现“无人值班”还需进一步完善一些技术问题。只要结合电站实际情况,转变观念,进一步优化控制流程和管理规范,龙滩水电站实现“无人值班”指日可待。

[1]郑威. 梯级水电厂集中控制运行模式探索[J]. 湖北水力发电, 2007, 71(4): 49- 51.

[2]王劲夫, 林峰. 中型梯级水电站实现“无人值班”集中监控的技术探讨[J]. 水电厂自动化, 2005, 101(1): 49- 52.

[3]杨金栋, 周志清, 方辉钦. 我国水电厂“无人值班”(少人值守)工作评述[J]. 水电自动化与大坝, 2002, 26(5): 1- 3.

[4]DL/T 1174—2012 抽水蓄能电站无人值班技术规范[S].

[5]刘晓波. 水电厂计算机监控系统发展趋势探讨[J]. 水电厂自动化, 2007, 114(4): 25- 30.

(责任编辑 杨 健)

Discussion on the Feasibility of Unattended Operation of Longtan Hydropower Station

ZHANG Jicheng

(Longtan Hydropower Plant, Longtan Hydropower Development Co., Ltd., Tian’e 547300, Guangxi, China)

Based on current situation of Longtan Hydropower Station, the feasibility of “Centralized Control and Unattended Operation” of station is analyzed from the aspects of monitoring mode, equipment condition, personnel ability and management system. Some problems which cannot meet the requirements of unattended operation are pointed out and corresponding improvements are also put forward. The experiences have certain guiding significance to hydropower stations which plan to implement centralized control and unattended operation.

operation mode; centralized control; unattended; Longtan Hydropower Plant

2017- 02- 14

张继承(1972—),男,湖北保康人,工程师,主要从事水电厂运行管理工作.

TV736(267)

B

0559- 9342(2017)04- 0011- 03

猜你喜欢

龙滩水电厂水电站
里底水电站工程
天峨县龙滩珍珠李产业发展现状及对策
白鹤滩水电站有多“牛”?
黑龙滩歌
七律·龙滩库湖景写
GMH550测振测摆系统在株溪口水电厂的实践与应用
溪洛渡水电站
iP9000水电厂智能平台
南水电厂扩容后过渡过程分析
北斗通信在小型水电厂电量采集中的应用