综合自动化系统在小型水电站中的应用分析

张明

摘要：随着水电站科学技术的发展和现代生产生活的要求，小水电站逐步实施综合自动化技术，具有监测和监测水电站运行系统的功能。并通过对于运行数据的采集、处理和计算实现远距离遥控和就地控制，并通过其多媒体功能对相应的信息进行显示以及语音告警等。文章分析目前我国小型水电站综合自动化技术的发展现状和此类技术系统所具有的功能。以某水电站中所用的计算机保护监控系统为例，对其结构、功能、特点进行介绍。从实际案例分析小型水电站对此技术的应用原则和效果，证明此系统的实用价值。

关键词：综合自动化系统;小型水电站

1引言

目前随着我国经济的快速发展，城镇化进程不断加快，在全球资源危机和环境恶化的大背景下，我国也加快了对水能、风能和太阳能等清洁型能源的开发和利用。在我国目前的水电站建设中，小型水电站在电网中的作用越来越重要，但是其自动化程度较大中型水电站相比还较为落后，为了提高小型水电站的运行效率、确保其供电可靠性和供电质量，在小型水电站中推行综合自动化建设，还可以节省大量的人力资源和成本，其可扩展性也确保水电站本身可以不断更新和升级，减少其二次投资。

2小水电自动化的发展现状分析

目前我国的小型水电站中所采用的综合自动化设计通常为分层、分布式结构，其监控模式主要以计算机监控为主，并采用常规控制进行辅助，软件设计通常为模块化设计，且整个综合自动化系统主要由监控、模块控制、通讯和就地控制等共同组成。该系统的主要功能是水电站的保护，检测和设备控制功能，具体表现在以下几个方面：一是为了实现水电站运行系统的监测和监测，首先需要对系统运行数据进行采集、处理和计算，并生成相应的报表;二是根据对采集数据的计算和分析，对水电站发电系统进行远距离遥控和就地控制，其控制的内容主要有对机组启停的控制以及对隔离开关进行分合闸的控制，此外还可以对机组的有功和无功、发电和电压等进行自动调节和控制;三是系统具有多媒体功能，可以对报警信息进行语音播报或者以图像的形式进行显示。四是注重人机友好，方便用户操作。此外，集成自动化技术在小水电站的应用，具有“遥测，远程信号，遥控和远程调节”功能，可实现水电站的运动服务控制和数据通信。

3小型水电站综合自动化系统的配置

3.1计算机监控系统结构和功能

本水电站保护监控系统采用了的网络+双机热备份+双前置方式，在系统中，所有数据均保存在两台服务器中（FWQ1和FWQ2），两台服务器的操作系统采用的WINDOWS2003 Server ，数据库MS SQL2000Server，报表软件MS Excel2000，监控软件Sunpac.net，硬件部分机组监控保护屏和分布式微机保护组成。

此系统主要由以下几部分组成：一是系统服务器，主要功能为储存系统参数配置文件、历史数据、实时数据、历史报表。二是系统前置机。主要功能为实时采集数据，与保护、LCU通讯并接受服务器和操作站发出的各种操作命令。三是系统操作站。主要功能为负责向前置机发送各项操作命令和监视作用。四是机组LCU。主要功能为负责采集发电机各项数据和监控开停机流程。五是机组保护。主要功能为由DPT-2W3和DPG-AUT，其中DPT-2W3在系统中只作发电机的差动保护，而其他所以的保护均由DPG-AUT来实现。其中转子一点接地的设定是由主板上的跳线来实现，机组的自动准同期功能也由AUT来实现。

3.2计算机监控系统的特点

本水电站所用保护监控系统具有高可靠、灵活配置、可移植性等特点。保护部分原理先进，配置合理，完善，既能满足大型网络的运行要求，又能适应小型网络，特别是小型水电，32位系统的要求。替代了以往的2～3个CPU才能实现的功能，大大提高了装置的可靠性，对于交流信号处理电路，转换精度为16位，最高的采样速度可达到250KHZ/S，大大提高了系统数据的采集精度和加速了数据采集，同时也特别适合于需要快速动作的继电保护。

4实例应用及效果分析

4.1应用概况

以某小型水电站为例，其采用两套混流式水轮发电机组，装机容量为2×2000kW，主要接线方式为两机一变扩大单元接线方式，水电站建成投运后，用35kV电力线连接电网，起到调峰作业的作用。在此水電站的运行过程中，按照以下综合自动化系统设计原则对其自动化系统进行设计，一是按照无人值班、少人值守的原则;二是采用微机自动保护的监控模式;三是计算机监控系统采用分层、分布开放式系统结构;四是网络通讯采用现场总线结构，且采用开放系统软件;第五是利用微机保护功能相对独立地保护每个保护单元，并通过通信接口将保护信息发送到主控层。

4.2应用效果

自本水电站建成并采用综合自动化系统以来，从以下几个方面体现出此系统应用后的效果：一是水电站系统运行具有较高的自动化程度，减少各班组人员数量，大大降低劳动强度，降低发电成本，提高发电效率;二是大大提高了系统响应速度，比常规的同期装置提高了响应时间，大大提高了水能的利用效率;三是由于采用分层式和分布式结构设计，各层能够单独运行互不影响，提高了系统运行的可靠性，且降低了维修难度;四是所用的微机保护装置具有更高的精准度和灵敏度，且具有维修方便的特点;五是此系统的电气二次线设计工作量较小，微机设备占用空间小，施工和调试较为便捷。

5结语

目前随着水电站科技的发展以及现代化生产和生活的要求，在小型水电站中逐渐进行综合自动化技术的应用，其具有对水电站的运行系统起到监视和监控点作用，并通过对于运行数据的采集、处理和计算实现远距离遥控和就地控制，并通过其多媒体功能对相应的信息进行显示以及语音告警等。在某小型水电站的实际应用案例中，按照一定的原则进行综合自动化设计，通过实际运行表明此系统具有数据采集准确和保护装置安全可靠等特点。

参考文献：

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[2] 董海. 小型水电站综合自动化系统设计[D]. 河北科技大学， 2017.

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