陳言樑

【摘要】 近年來(lái)，隨著中國(guó)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的覆蓋范圍更為寬廣。因此，電力工程對(duì)電力自動(dòng)化需求越來(lái)越迫切，并且，事實(shí)證明，電力自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，也充分地發(fā)揮了自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，給電力工程帶來(lái)了巨大的革新。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的范圍涵蓋幾個(gè)部分，分別是生產(chǎn)階段自動(dòng)化檢測(cè)、自動(dòng)化的調(diào)節(jié)和控制，元件和系統(tǒng)自動(dòng)化的安全性能保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中信息自動(dòng)化的傳輸、統(tǒng)一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)調(diào)配，和各個(gè)企業(yè)的自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)管理。本文就水電站工程中綜合監(jiān)控系統(tǒng)下電力通信方面的自動(dòng)化進(jìn)行相關(guān)探討和研究，希望能起到一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】 水電站工程 自動(dòng)化 電力通信方面

一、引言

隨著改革開(kāi)放帶來(lái)的巨大發(fā)展和人民生活水平的日益提升，現(xiàn)階段，社會(huì)和居民對(duì)電力自動(dòng)化的需求越來(lái)越高，電力行業(yè)的興衰與否，也直接影響著人們的生活。我國(guó)幅員遼闊，人口眾多，資源的消耗十分龐大，隨著社會(huì)變革的不斷深入，電力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步提升也將起到舉足輕重的作用，影響深遠(yuǎn)。

隨著電力建設(shè)的不斷推進(jìn)，電力的自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到較為全面的推廣運(yùn)用，并且不斷推動(dòng)著電力系統(tǒng)向更高水平發(fā)展。因此，本文就水電站工程中綜合監(jiān)控系統(tǒng)下電力通信方面的自動(dòng)化進(jìn)行相關(guān)探討，并且對(duì)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用也加以分析。

二、現(xiàn)狀地層設(shè)備互聯(lián)通信方式

2.1串行通信接口

串行通信接口RS232/485/422，是現(xiàn)今一種主要的通信接口形式，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分進(jìn)行通信連接，即現(xiàn)地控制的單元、外部的系統(tǒng)及設(shè)備的連接這三部分。

現(xiàn)階段，因?yàn)樗娚a(chǎn)各廠家間的規(guī)定和協(xié)議不一樣，所以水電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)并未和現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備在通信上達(dá)成相關(guān)一致的通信協(xié)議。在實(shí)際通信中很難做到標(biāo)準(zhǔn)化，造成工作量也比較龐大。

2.2工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以太網(wǎng)，主要用于監(jiān)控工廠的應(yīng)用站互連層和現(xiàn)場(chǎng)層。而在互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，則以采用現(xiàn)場(chǎng)的總線技術(shù)為主。隨著技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)正以其開(kāi)放性以及性能和成本優(yōu)勢(shì)，迅速地進(jìn)入到工業(yè)控制系統(tǒng)中的各級(jí)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。工業(yè)以太網(wǎng)的基本構(gòu)架，如下圖1所示。

三、通信自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)容

3.1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)的智能化，嚴(yán)格規(guī)范化地把控水電站工程中電能的生產(chǎn)，特別是重要環(huán)節(jié)的操作。計(jì)算機(jī)的智能化控制，比之前單一的自動(dòng)化控制更為先進(jìn)，技術(shù)上也更為創(chuàng)新。其次，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的智能化發(fā)展，性能得到不斷的優(yōu)化和改良，成本把控較為合理，因此計(jì)算機(jī)在水電站工程中的智能即自動(dòng)化的控制應(yīng)用也被大范圍普及。計(jì)算機(jī)在水電站工程中的智能即自動(dòng)化的控制應(yīng)用對(duì)水電站的生產(chǎn)影響巨大，在取得經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的同時(shí)，也預(yù)示著水電站綜合自動(dòng)化的技術(shù)向更高的層次邁進(jìn)。

3.2水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，主要針對(duì)水文相關(guān)方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的傳遞和數(shù)據(jù)的處理，作用于各通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)和各傳感器等。分為遙測(cè)站、信息傳輸通道和中心控制站三部分，主要用于防汛和水利調(diào)度工作。遙測(cè)、通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在相關(guān)方面得到應(yīng)用，對(duì)相關(guān)水文和氣象要素、閘門(mén)的開(kāi)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、傳遞、處理及運(yùn)用，相關(guān)水文和氣象等要素包括測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)或固定的站點(diǎn)的水位、降水量、含沙量、風(fēng)向、蒸發(fā)量、水質(zhì)及流量等。

3.3輔助設(shè)備的監(jiān)控

水電站關(guān)鍵的輔助設(shè)備，有水系統(tǒng)和調(diào)速控制系統(tǒng)。水系統(tǒng)叉分為技術(shù)供水系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)等。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)立即啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)并執(zhí)行保護(hù)裝置，方便工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的檢修和維護(hù)。

3.4電氣設(shè)備的監(jiān)控

水電站的基本電氣設(shè)備包括母線、變壓器及輸變電線路等。通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)電氣設(shè)備的參數(shù)，判斷電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。一旦出現(xiàn)異常，如變壓器的電壓出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和保護(hù)裝置。這是一種通過(guò)分析相應(yīng)的數(shù)據(jù)找到出現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備及時(shí)進(jìn)行維修的方法，目前正被廣泛采用。

四、現(xiàn)狀運(yùn)行情況分析

4.1監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)速器的接口方式

監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)速器的接口方式，主要分為兩種，即常規(guī)接口的方式和通訊接口的方式。通訊接口的方式，監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)裝置實(shí)施控制和完成功率調(diào)節(jié)。常規(guī)接口的方式，即通過(guò)I/0與現(xiàn)地控制單元LCU連接，基于模出信號(hào)和開(kāi)關(guān)的接口進(jìn)行，有效地控制和調(diào)試相關(guān)的設(shè)備，并由此對(duì)設(shè)備及其裝置的運(yùn)行實(shí)施信號(hào)的監(jiān)視。

4.2監(jiān)控系統(tǒng)與交流采樣和電能量采集裝置的接口和通訊

監(jiān)控系統(tǒng)與交流采樣和電能量采集裝置的接口和通訊，一般有兩種方式，一種稱(chēng)為接點(diǎn)脈沖的方式，通過(guò)相關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在電量的電訊信息成功地接入到現(xiàn)地控制單元的前提下，作有關(guān)的脈沖及合計(jì)；另一種是通過(guò)通信方式上傳狀態(tài)的信息、電力的數(shù)據(jù)到達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)。相對(duì)比之下，采樣交流的配置能夠與現(xiàn)場(chǎng)的總線通信契合，因其通信的速度和效率較高，在水電站工程中水電廠機(jī)組的控制中起到較好的效用，符合相關(guān)的要求。

4.3監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)、故障錄波裝置的接口和通訊

通信監(jiān)控系統(tǒng)與繼電保護(hù)與故障錄波接口目前有兩種方式，一種是I / 0開(kāi)關(guān)接觸方式的重要信息接入監(jiān)控系統(tǒng)的本地控制單元，另一種則要借助通訊的形式反饋給監(jiān)控系統(tǒng)更多的信號(hào)信息。有效地保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行和電站間的相關(guān)工作。此外，除了運(yùn)行發(fā)生的故障和信號(hào)問(wèn)題之外，其他配置內(nèi)部的相關(guān)信息并不會(huì)對(duì)電站的正常運(yùn)行造成太大的影響。值班人員主要負(fù)責(zé)電站保護(hù)專(zhuān)責(zé)和事故處理。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐研究表明，在水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，大力引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，比如智能化、數(shù)字化等等，可以實(shí)現(xiàn)水電站安全運(yùn)行水平提高的目的。隨著時(shí)代的發(fā)展，水電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度將會(huì)越來(lái)越高。

因此，水電站工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)中電力通信方面的自動(dòng)化，對(duì)水電站的高效運(yùn)行和相關(guān)管理水平的提升有著十分關(guān)鍵的作用。運(yùn)用良好的優(yōu)化措施避免水電站運(yùn)行過(guò)程中相關(guān)信號(hào)故障和問(wèn)題的產(chǎn)生，保障水電站的穩(wěn)定、高效和安全的運(yùn)行，對(duì)于我國(guó)水利水電建設(shè)工程事業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義，也能給民生帶來(lái)更多的便捷。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]段彥斌.電力通信工程項(xiàng)目管理組織優(yōu)化研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[2]張秀梅.中小型水電站完全無(wú)人值班自動(dòng)化系統(tǒng)的研究分析叨.硅谷，2014，10：190+188.

[3]李志沖.小型水電站遠(yuǎn)端集中控制運(yùn)行管理模式研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，11：34-35.

[4]張毅季建輝水電站通信運(yùn)行狀況及特性分析研究[J]電站機(jī)電技術(shù)2010，10.

[5]小型水電站應(yīng)用微機(jī)綜合自動(dòng)化存在的問(wèn)題[J].農(nóng)村電氣化，2000，11.

[6]肖賓.小型水電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的探討[J].貴州水力發(fā)電，2001：61.