梯級(jí)水電站系統(tǒng)中，調(diào)度中心是核心，肩負(fù)著監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的重任，本文提出一種基于梯級(jí)水電站調(diào)度中心的集中監(jiān)控方案。

　　《廣西電業(yè)》是廣西電力有限公司主辦的，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的技術(shù)類期刊。該刊涵蓋了電力工程設(shè)計(jì)與施工、電力系統(tǒng)(電網(wǎng))自動(dòng)化技術(shù)、高電壓技術(shù)、輸變電工程、電力通信、供配用電和電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)、電力基建、電力鷦管理等方面的專業(yè)。

　　梯級(jí)水電站一般由一個(gè)業(yè)主獲取一個(gè)流域開發(fā)權(quán)，其開發(fā)具有連續(xù)滾動(dòng)特點(diǎn)，往往是先

　　發(fā)中上游1~2個(gè)電站，待其發(fā)電后，利用回收資金再持續(xù)開發(fā)水庫(kù)資源和后續(xù)水電站項(xiàng)目，形成一種良性循環(huán)。這種開發(fā)模式具有充分利用水資源，統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)流域內(nèi)輸電、變電、通訊設(shè)施等優(yōu)點(diǎn)。隨著電力體制改革不斷深入，如何對(duì)梯級(jí)電站進(jìn)行高效監(jiān)控和管理，如何有效利用好人力資源，成為首要解決問(wèn)題。

　　系統(tǒng)組成

　　各級(jí)梯級(jí)水電站監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布技術(shù)，每個(gè)機(jī)組設(shè)有一套現(xiàn)地控制單元(控制LCU)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)開停機(jī)，事故停機(jī)處理，以及各種故障處理;設(shè)有一套保護(hù)單元(保護(hù)LCU)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)、勵(lì)磁保護(hù)等，直接作用于出口斷路器，實(shí)現(xiàn)對(duì)主設(shè)備保護(hù);設(shè)有一套同期單元(同期LCU)具有自動(dòng)準(zhǔn)同期功能，并備有手動(dòng)同期，具有手動(dòng)同期時(shí)電壓和相位顯示。

　　每個(gè)機(jī)組對(duì)象設(shè)置一套現(xiàn)地SCADA系統(tǒng)，安裝于現(xiàn)地控制單元上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組對(duì)象集中監(jiān)控，通過(guò)串行總線與PLC、勵(lì)磁、電量表、繼電保護(hù)、溫度儀等設(shè)備的通訊，并具有100M以太網(wǎng)，采用IEC-60870-5-104規(guī)約，接入光纖網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)地機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)組成如下圖(1)：

　　調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)流域內(nèi)梯級(jí)水電站集中監(jiān)控，包括遙信、遙測(cè)、遙脈、遙控、遙視。設(shè)置2臺(tái)熱備工作站，設(shè)置1臺(tái)通訊服務(wù)器，接入GPS時(shí)鐘，接入報(bào)表打印機(jī)，設(shè)置一臺(tái)工程師工作站。調(diào)度中心監(jiān)控系統(tǒng)組成如下圖(2)：

　　通訊組網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心實(shí)時(shí)監(jiān)控的最重要環(huán)節(jié)，隨著通訊技術(shù)不斷進(jìn)步，采用專用光纖環(huán)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，為確保通訊的安全性，采用雙光纖環(huán)網(wǎng)熱備運(yùn)行，同時(shí)，設(shè)置一路備用通訊線路，備用通訊線路采用載波通訊，載波通訊技術(shù)很早運(yùn)用于電力系統(tǒng)，具有投資少，通訊線路專用，技術(shù)成熟等特點(diǎn)，在光纖環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下可以快速投入運(yùn)行，在光纖環(huán)網(wǎng)恢復(fù)后可以退出備用。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖(3)所示：

　　0　梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)功能

　　0.1　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視及自動(dòng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表

　　梯調(diào)中心監(jiān)視各級(jí)水電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括機(jī)組運(yùn)行功率，系統(tǒng)頻率，功率因素，電量，機(jī)組溫度，勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓，開關(guān)位置、刀閘位置，保護(hù)信息等。安裝歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，將重要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存盤處理，根據(jù)設(shè)置，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)制表，自動(dòng)打印運(yùn)行記錄。并能夠確保報(bào)表記錄完整性和實(shí)時(shí)性。

　　0.2　機(jī)組自動(dòng)開停機(jī)及閉環(huán)功率調(diào)節(jié)

　　梯調(diào)中心還必須接入地區(qū)或者省級(jí)調(diào)度中心，接受調(diào)度中心調(diào)度。因此，梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)機(jī)組自動(dòng)開停機(jī)及功率調(diào)節(jié)尤為重要。通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)，梯調(diào)中心和各級(jí)梯級(jí)水電站的LCU層同在光纖環(huán)網(wǎng)內(nèi)，都是作為環(huán)網(wǎng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并具有100Mbps的高速連接速度，因此，梯調(diào)中心按機(jī)組對(duì)象直接進(jìn)行開停機(jī)控制完全能夠滿足實(shí)時(shí)性要求。功率反饋速度非常快速，能夠滿足實(shí)時(shí)功率調(diào)節(jié)。

　　0.3　全流域?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

　　在梯調(diào)中心接受地調(diào)或省調(diào)出力一定的情況下，通過(guò)梯調(diào)中心科學(xué)調(diào)度，能夠?qū)崿F(xiàn)全流域梯級(jí)電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。梯調(diào)中心得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為各個(gè)梯級(jí)電站各個(gè)機(jī)組全部數(shù)據(jù)，可利用數(shù)據(jù)非常充分，而且反饋信息十分快速，這些數(shù)據(jù)為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行打下基礎(chǔ)，相比于分散控制，這種集控方案為全流域經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可能。

　　0.4故障自動(dòng)處理

　　水電站每臺(tái)機(jī)組裝設(shè)3套LCU，分別實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地控制，機(jī)組保護(hù)，同期等功能，機(jī)組SCADA安裝于控制LCU上，配有相應(yīng)輔機(jī)控制單元。實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組電、氣、油、水、溫度、機(jī)械等進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障保護(hù)，無(wú)需人為干涉。若現(xiàn)地發(fā)生機(jī)械故障，現(xiàn)地控制單元自動(dòng)切除故障，機(jī)組事故停機(jī)，并將故障信息快速反應(yīng)到梯調(diào)中心。梯調(diào)中心根據(jù)故障信息迅速做出處理，安排現(xiàn)場(chǎng)檢修。若現(xiàn)地發(fā)生電氣事故，繼電保護(hù)裝置自動(dòng)跳開斷路器，并作用于機(jī)組事故停機(jī)，同時(shí)，將事故信息快速傳送到梯調(diào)中心，梯調(diào)中心不僅接收到本機(jī)組電氣事故信息，同時(shí)可以監(jiān)測(cè)整個(gè)梯級(jí)電站功率、頻率、繼電保護(hù)反應(yīng)情況等信息，如果本次電氣事故對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成一定威脅，如系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷等，則可以通過(guò)安全穩(wěn)定裝置做切機(jī)等處理。

　　0. 5遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視

　　梯調(diào)中心安裝實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視服務(wù)器，各個(gè)機(jī)組現(xiàn)地裝設(shè)視頻終端，通過(guò)高速光纖網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)信息傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，梯調(diào)中心能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視，達(dá)到“無(wú)人值班”效果。

　　0.6納入閘門及儲(chǔ)能站監(jiān)控

　　對(duì)于中小型水電站，將原有的閘門監(jiān)控、大壩備用電源監(jiān)控納入到梯調(diào)中心監(jiān)控范圍，使之作為梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。閘門控制單元，大壩備用電源現(xiàn)地配置現(xiàn)地控制單元(LCU),現(xiàn)地控制單元接入到光纖環(huán)網(wǎng)，梯調(diào)中心即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視，遠(yuǎn)程控制等功能。

　　1　梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

　　1)采用雙光纖環(huán)網(wǎng)，可以極大確保系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

　　2)安裝備用載波網(wǎng)絡(luò)，載波是電力系統(tǒng)中最常用，最成熟技術(shù)之一，在光纖網(wǎng)絡(luò)故障的情況下快速切換到載波網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)的正常傳輸。

　　3)機(jī)組現(xiàn)地SCADA直接接入光纖環(huán)網(wǎng)，取消傳統(tǒng)水電站系統(tǒng)中后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班”運(yùn)行，節(jié)約建設(shè)后臺(tái)SCADA的部分投資，不僅傳輸速度更加實(shí)時(shí)，更是減少系統(tǒng)故障點(diǎn)。

　　4)機(jī)組現(xiàn)地設(shè)備采用雙網(wǎng)雙備模式，極大的增加了系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。

　　5)更有效安排人員檢修和故障處理。

　　6)數(shù)字式視頻信號(hào)的接入，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視，為減員增效提供可能。

　　7)梯調(diào)中心掌握各個(gè)梯級(jí)電站的數(shù)據(jù)更加完整全面，信息反饋速度更加快速，能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)閉環(huán)控制和調(diào)度策略，如全流域AGC控制等。

　　2　結(jié)束語(yǔ)

　　隨著通訊技術(shù)的高速發(fā)展，光纖網(wǎng)絡(luò)的成本越來(lái)越低，技術(shù)也越來(lái)越成熟。建設(shè)基礎(chǔ)性的專用高速光纖網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)擺在和建設(shè)電力輸電線路具有同樣重要的地位。在高速網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，建設(shè)梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)，將各個(gè)梯級(jí)電站信息納入到梯調(diào)監(jiān)控范圍中，實(shí)現(xiàn)高級(jí)別優(yōu)化和控制策略，將極大的提升發(fā)電企業(yè)的管理和資源利用水平，極大的提升工作效率。

　　參考文獻(xiàn):

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