水电站远程集控及运维模式探讨

叶细红

（红河广源马堵山水电开发有限公司，云南 个旧 661199）

0 前言

水电站运维的关键体现在控制技术的选择，目前常见的控制技术分别是电磁、PLC、远程集控三种控制技术，通过常见远程集控技术诸如远程集控平台，设备兼容技术，通讯模块化技术，机电设备参数检测趋势分析技术，机组运行优化技术，电站梯级调度及运行优化技术，水工建筑物安全监测、预警技术，生产管理技术，结合有关技术重点事项能够最大化远程控制效果。

1 水电站运维技术及管理发展

控制技术是水电站运维的重要方面，可以说控制技术的不同决定了水电站运维方式的差异，控制技术的发展历经了3 个阶段[1]。

1）电磁控制的运维技术，电磁控制技术是比较低效落后的一种控制技术，由于开发较早机器迭代快，目前的设备缺乏维护，老化现象严重，并且由于技术人员相应培训工作不到位，导致整体管理不善，比如水电站中一套完整设备输出可达一万千瓦，但水电站内部工作的人员只有最多几百人，落后的控制能力导致电磁控制运维极有可能造成运维效率低，拖累水电站整体运行效果。

2）PLC 控制的运维技术，PLC 是一种更加先进的运维技术，可以实现在无人值班的情况下自动运维，由于其自动运行能力能为水电站运行降低很多的成本，其技术的先进可靠性也能避免许多电磁控制下的故障问题。但是这类设备升级换代比较快，不同机型的操作特点存在较大差距，导致电站维护管理人员难以跟上最新机型的操作要求，导致维护常常存在多方面的困难，严重拖累了效率。这类设备还存在两类突出问题，一是缺乏对设备的故障检测能力，即在故障即将发生前对于系统内相关参数查证不符后进行有关预报的能力差导致设备使用中常常突然停止，拖累运维效力。

3）远程集控的运维技术，远程集控技术是借助互联网的控制能力在较远的距离内控制电站内各类设备的正常运行，保证相关运转在正常的范围内。远程集控技术需要专门的远程集控控制中心配备相关的控制系统操作系统，通过信号传输方式将有关的控制信号传达给各电站，再有各电站内部的分控装置进行分管控制，这样能在最大效率运作的前提下保证各个机组设备的正常运转。是一项更加安全、操作更加只能可以由专人负责的控制系统。

2 水电站远程集控必备技术

1）远程集控平台，远程集控平台是借助互联网或者专网技术，在集控中心与水电站之间相互协作的信息化系统控制下，对水电站内部的机电实行远程控制，机电内部的智能化系统与信息化系统间有良好接入，可以响应集中中心的操作命令，达到遥测、遥控、遥信、遥调、遥视的五遥操作。

2）设备兼容技术，集控中心计算机监控设备能够保证与PLC、仪表、保护装置兼容，即能完全满足智能监控设备与水电站间交流监控能力。

3）通讯模块化技术，水电站的互联网专网技术需要有一定的网络，包确保能在多种网络条件下实现信息传输，集控中心与水电站内部要能互通4G 网、光纤公网、光纤局域网，实现系统对多种网络的需求。

4）机电设备参数检测趋势分析设备，设备参数的变化的原因明确反映设备相关问题，为了提高水电站机组的运维能力要在对相关参数进行收集的前提下进行相应的预测，找出参数变化原因，提前发现智能机组存在的问题，避免故障的发生

5）机组运行优化技术，由集控中心安排制定各电站发电计划，调节控制各机组的水位，综合计算出电站机电的开机台数，对相应机电的工作负荷进行定量设置，保证机电在最低耗能前提下达到发电瓦数，避免多发电，尽量控制能耗。

6）电站梯级调度及运行优化技术，通过设备的自动检测上流水域，降雨导致的水库水位上涨及水库水源流出情况综合分析，针对数据走势判断一定时段内水库水位变化，提前预测及时调动机组，在最低能耗下综合利用水资源发电。

7）水工建筑物安全监测、预警系统，水工建筑安全检测系统不只是针对电站内部建筑物情况如应力、变形、渗流等进行监视，还要能够涵盖电站附近环境变化的数据，比如滑坡、泥石流，实现对建筑自然灾害的快速监测预报保证在最低时间内完成安全补救，疏散举措。

8）数据反馈技术一些无人值班电站加固安全网需要研制专门的监控平台提供给电站机组人员，包括实时数据监测、相关预警预报，防止站内监测防护设备失效导致的发电、安全事故。

9）生产管理系统，生产管理系统将电站内部各项参数，技术维护纳入管理，通过将发电生产、设备运行维护、生产有关技术、物质保障纳入平台管理，收集核心设备的数据参数，通过系统分析给电站人员决策提供参考依据，维护电站高效运转运作。

3 远程集控重点技术管理

考虑到集控中心对各电站内部管理的主要工作我们可以认为集控中心的调度工作主要包括调整负荷、监控设备运行监控、处理异常三个方面[2]。

1）设备操作监控全面覆盖，通过人机交互界面实现人机双控，最大化避免操作错误，相关监控画面质量要求高，确保画面无损流畅，高清能够还原现场操作步骤，为后续监修检测提供依据。

2）信息上传要经过严格控制，呈现最有用的信息，确保给检测人员提供最核心数据，筛选数据时候根据优先性原则将最能反映事故，故障，运行情况的参数数据发送给中心，尽量削减信息量。或者可以设定发电机的定子线圈温度，将温度控制在一定值内根据排序的高低选择最高的三点进行上传，最直观反映信息。为了过滤垃圾信息保证最大化有效信息量，可以设置相关信息数据挑选原则，在最有效率下选择有效信息[3]。降低集控中心信息筛选量以确保对电组调节效率提高，争取时间减少生产安全损失影响。

3）分类监控，可以根据操作级别及监控时间的差别分为安全监控、过程监控、经常性监控3 种，每种监控都要对监控管理到的故障等级进行划分，安全监控主要针对电站机电的运作能力进行监测，监测的内容划分为两类，一类是故障监测即对机电内部相应故障发生进行监测预警，二是非故障监测，非故障监测主要针对机组性能在常规范围内的监测，确保各项性能稳定。过程监控主要涵盖调节过程、操作过程、设备操作规范过程，这类监控主要将设备运行中给予的相关操作进行记录，包括进行设备调节，维护、相关操作细则、操作规范设备的过程，将整个调节过程纳入记录，除了设备运行过程监控还要将开关机纳入监控范围，并对一个周期内所有操作过程实现全纪录，在一个周期结束后才能停止，监控设备除了记录也要与相关的预警处理系统接通，在发现问题情况时上报系统，进行相应解决。经常性管理要确保在计算机系统操作下实现对设备特定数值的全周期监控，通常系统包括计算机操作系统、含电设备，通道，是指在每一项机电设备上通过接口与计算机相连，保证数据传输将相关运行情况反馈操作系统，实现设备与系统的常连接。

4 结束语

水电站远程集控运行能够确保在最大化满足发电需求的同时，对资源进行调度优化，并针对常见电厂建筑、环境的威胁进行灾害预警。常用的集控技术是远程集控平台，设备兼容技术，通讯模块化技术，机电设备参数检测趋势分析技术，机组运行优化技术，电站梯级调度及运行优化技术，水工建筑物安全监测、预警系统，生产管理系统，对集控技术实现重点管理要确保下面：注意监控全面覆盖、信息上传严格控制、分类监控。