温州珊溪水利枢纽远程集中监控系统的技术规划

2017-07-31柳瑞海孙智莉

水电站机电技术 2017年6期

关键词：厂站电站电厂

柳瑞海，孙智莉

（温州公用事业投资集团有限公司，浙江温州 325000）

温州珊溪水利枢纽远程集中监控系统的技术规划

柳瑞海，孙智莉

（温州公用事业投资集团有限公司，浙江温州 325000）

以互联网、物联网为代表的信息化为传统的水利工程管理模式带来变革，智能水利枢纽实现了对传统管理模式的创新。水利行业的"枢纽智能化"还处于起步阶段。如何实现所属各生产单位"无人值班、少人值守"，最终达到远程集约化运行的现代化管理目标，是工程运行管理急需解决的一个重大问题。本文重点阐述温州珊溪水利枢纽远程集中监控系统技术规划，为类似水利工程提供借鉴。

计算机；集中监控；水利枢纽；规划

1 集控系统整体规划

1.1 现状

珊溪水力发电厂为省调直调电厂；赵山渡水力发电厂为温州市调直调电厂；引水渠系直接与水厂联系，按各水厂需求调度。目前，各单位的计算机监控系统均独立运行。引水渠系已实现远控功能，两电厂现地控制。

目前，引水渠系的温州远控中心建设层次比较低，属于远程值班模式，而且仅能远程控制渠系的各闸门，距智能化程度有很大差距。

1.2 监控系统的智能化

智能水利枢纽的建设并不需要把现有的自动化设施全盘否定或推倒重来，而是在现有设备和运行模式的基础上，创建全面完善和优化水利枢纽的智能化控制平台。为此，集控中心智能化规划如下：

（1）信息采集方式进行数字化、全面化、网络化的转变，以此支撑电站上层分析和功能控制管理系统。

（2）在保证电厂各自动化系统先进性的前提下，构建全厂高速标准的网络，以统一的标准实现各系统之间信息数据实时共享，为实现智能决策管理、电厂综合分析等功能创造良好的基础条件。

（3）构建以综合数据信息共享平台和综合智能决策管理系统为核心的集成一体化的全枢纽“智能控制中心”，取代传统中控室集控的管理模式，实现电厂智能化运行管理模式，保障电站优化运行、经济高效、安全科学的管理运行模式。

（4）远程集中监控系统位于生产控制区的安全I区，接受电网调度机构的调度命令和要求，向下级各厂站计算机监控系统发送远程监视和控制指令，直接作用到各现地控制单元，实现实时远程控制功能，以及对各厂站所有被控对象的安全监管，同时与安全II区的经济安全运行系统实现数据共享，形成“调控一体化”系统（图1）。

图1 智能远程集中监控系统结构示意图

1.3 集中控制系统

计算机监控系统控制调节方式有如下4种：电网调控方式、集控调控方式、厂站调控方式和现地调控方式。

（1）控制权分配

控制权限按现地、厂站、集控中心、电网调度进行由高到低分配，并操作开关或计算机进行权限的切换和闭锁。遵循唯一性和设备分级控制的原则，将控制权落实到每一个电厂。由于电网调度一般只是通过下发全厂负荷或电压设定值的方式，间接控制厂站设备。因此，控制权的切换开关不在集控中心设置，只在厂站层设置全厂控制权为“电站控制或集控中心控制”的软切换开关。只有将全厂控制模式切换开关切到“集控中心控制”时，集控中心才具备对电厂的控制权。

（2）控制权切换

一般电网调度的调控权限最高，其方式也相对灵活，往往在厂站层、集控层设置与电网调度控制、调节的权限切换开关进行切换，实际可以根据电网调度部门的具体需求对电站进行具体调控。

（3）控制权闭锁

正常情况下，集控中心设置全厂控制权和运行或备用设备的操作权，具体由集控中心进行操作，当检修设备操作权转移到电站时，就由电站进行控制。

紧急情况下，在保证操作措施安全可靠的前提下，电站可以不经过集控中心直接进行紧急停机和其他事故应急处理操作。

（4）控制方式

集控中心主要通过发送控制命令到电站厂站层计算机监控系统进行控制调节，并利用机组监控自动化技术调控机组、闸门等设备。

当电站与集控中心出现故障导致联系中断时，可以直接由电站控制室的操作员站或现地LCU采取措施，对相应电站机组进行控制管理。

2 各厂站（渠系）计算机监控系统

珊溪电厂目前运行的计算机监控系统为南瑞水利水电技术分公司的SSJ-3000水电厂计算机监控系统，并于2013年完成了技术改造。改造时，已按“无人值班”（无人值守）的原则设计（图2）。

图2 珊溪水电站监控系统结构图

赵山渡电厂、引水渠系计算机监控系统同样采用南瑞SSJ-3000监控系统，按“无人值班”（少人值守）的原则设计。赵山渡电厂于2014年完成技术改造。系统采用分层分布式网络结构，由电站控制层和现地控制层组成（图3）。

图3 赵山渡闸门监控系统结构图

引水渠系计算机监控系统于2014年开始技术改造，2016年完成。目前，渠系已经建成集控中心一个，负责整个渠系调度管理。渠系由14个闸站构成，包括11个闸门的自动化监控系统以及14个闸站工业视频监控系统（图4）。

图4 引水渠系网络结构图

3 智能化规划

计算机监控系统智能化水利枢纽专业系统建设以IEC61850为标准、将统一现地数据总线作为基础，通过智能组件集成，实现智能自动化的应用，达到设备智能化、高速网络通信的应用目标。

厂站（渠系）自动化专业众多，包括监控、调速器、励磁、温控、保护、自动装置等一系列系统。建设实现现地数据总线可以将各个系统的关联数据在一体化平台上共享，避免各个系统均有采集回路、各个采集回路误差各不相同而导致“同源不同值”的问题；统一现地数据总线要求各个子系统上传同一的标准共享数据，以至于各个子系统可以方便快捷的在共享平台上选择以及交换所需要的数据，这样可以避免交互复杂、接口方式众多、维护难度大的问题。

按照珊溪水利枢纽智能化的要求，厂站级计算机监控系统网络结构可以分为3层，按照“过程层”、“间隔层”、“站控层”的结构层次布置。逻辑上有3层设备、两层网络（站控层网为MMS网、过程层网为GOOSE网和SV网）组成。站控层网、过程网网络物理上相互独立，减少相互之间的影响。典型结构配置如图5所示。

升压站、开关站采用智能变电站模式，“互感器+合并单元”实现源头数字化采样，按照IEC61850标准建立二次网络架构，接入电站监控应用系统。同时使设备间相互独立，便于检修维护。