葉細(xì)紅

（紅河廣源馬堵山水電開(kāi)發(fā)有限公司，云南 個(gè)舊 661199）

0 前言

水電站運(yùn)維的關(guān)鍵體現(xiàn)在控制技術(shù)的選擇，目前常見(jiàn)的控制技術(shù)分別是電磁、PLC、遠(yuǎn)程集控三種控制技術(shù)，通過(guò)常見(jiàn)遠(yuǎn)程集控技術(shù)諸如遠(yuǎn)程集控平臺(tái)，設(shè)備兼容技術(shù)，通訊模塊化技術(shù)，機(jī)電設(shè)備參數(shù)檢測(cè)趨勢(shì)分析技術(shù)，機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，電站梯級(jí)調(diào)度及運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，水工建筑物安全監(jiān)測(cè)、預(yù)警技術(shù)，生產(chǎn)管理技術(shù)，結(jié)合有關(guān)技術(shù)重點(diǎn)事項(xiàng)能夠最大化遠(yuǎn)程控制效果。

1 水電站運(yùn)維技術(shù)及管理發(fā)展

控制技術(shù)是水電站運(yùn)維的重要方面，可以說(shuō)控制技術(shù)的不同決定了水電站運(yùn)維方式的差異，控制技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)了3 個(gè)階段[1]。

1）電磁控制的運(yùn)維技術(shù)，電磁控制技術(shù)是比較低效落后的一種控制技術(shù)，由于開(kāi)發(fā)較早機(jī)器迭代快，目前的設(shè)備缺乏維護(hù)，老化現(xiàn)象嚴(yán)重，并且由于技術(shù)人員相應(yīng)培訓(xùn)工作不到位，導(dǎo)致整體管理不善，比如水電站中一套完整設(shè)備輸出可達(dá)一萬(wàn)千瓦，但水電站內(nèi)部工作的人員只有最多幾百人，落后的控制能力導(dǎo)致電磁控制運(yùn)維極有可能造成運(yùn)維效率低，拖累水電站整體運(yùn)行效果。

2）PLC 控制的運(yùn)維技術(shù)，PLC 是一種更加先進(jìn)的運(yùn)維技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)人值班的情況下自動(dòng)運(yùn)維，由于其自動(dòng)運(yùn)行能力能為水電站運(yùn)行降低很多的成本，其技術(shù)的先進(jìn)可靠性也能避免許多電磁控制下的故障問(wèn)題。但是這類設(shè)備升級(jí)換代比較快，不同機(jī)型的操作特點(diǎn)存在較大差距，導(dǎo)致電站維護(hù)管理人員難以跟上最新機(jī)型的操作要求，導(dǎo)致維護(hù)常常存在多方面的困難，嚴(yán)重拖累了效率。這類設(shè)備還存在兩類突出問(wèn)題，一是缺乏對(duì)設(shè)備的故障檢測(cè)能力，即在故障即將發(fā)生前對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)參數(shù)查證不符后進(jìn)行有關(guān)預(yù)報(bào)的能力差導(dǎo)致設(shè)備使用中常常突然停止，拖累運(yùn)維效力。

3）遠(yuǎn)程集控的運(yùn)維技術(shù)，遠(yuǎn)程集控技術(shù)是借助互聯(lián)網(wǎng)的控制能力在較遠(yuǎn)的距離內(nèi)控制電站內(nèi)各類設(shè)備的正常運(yùn)行，保證相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)在正常的范圍內(nèi)。遠(yuǎn)程集控技術(shù)需要專門(mén)的遠(yuǎn)程集控控制中心配備相關(guān)的控制系統(tǒng)操作系統(tǒng)，通過(guò)信號(hào)傳輸方式將有關(guān)的控制信號(hào)傳達(dá)給各電站，再有各電站內(nèi)部的分控裝置進(jìn)行分管控制，這樣能在最大效率運(yùn)作的前提下保證各個(gè)機(jī)組設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。是一項(xiàng)更加安全、操作更加只能可以由專人負(fù)責(zé)的控制系統(tǒng)。

2 水電站遠(yuǎn)程集控必備技術(shù)

1）遠(yuǎn)程集控平臺(tái)，遠(yuǎn)程集控平臺(tái)是借助互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)技術(shù)，在集控中心與水電站之間相互協(xié)作的信息化系統(tǒng)控制下，對(duì)水電站內(nèi)部的機(jī)電實(shí)行遠(yuǎn)程控制，機(jī)電內(nèi)部的智能化系統(tǒng)與信息化系統(tǒng)間有良好接入，可以響應(yīng)集中中心的操作命令，達(dá)到遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)、遙視的五遙操作。

2）設(shè)備兼容技術(shù)，集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備能夠保證與PLC、儀表、保護(hù)裝置兼容，即能完全滿足智能監(jiān)控設(shè)備與水電站間交流監(jiān)控能力。

3）通訊模塊化技術(shù)，水電站的互聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)技術(shù)需要有一定的網(wǎng)絡(luò)，包確保能在多種網(wǎng)絡(luò)條件下實(shí)現(xiàn)信息傳輸，集控中心與水電站內(nèi)部要能互通4G 網(wǎng)、光纖公網(wǎng)、光纖局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)的需求。

4）機(jī)電設(shè)備參數(shù)檢測(cè)趨勢(shì)分析設(shè)備，設(shè)備參數(shù)的變化的原因明確反映設(shè)備相關(guān)問(wèn)題，為了提高水電站機(jī)組的運(yùn)維能力要在對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行收集的前提下進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測(cè)，找出參數(shù)變化原因，提前發(fā)現(xiàn)智能機(jī)組存在的問(wèn)題，避免故障的發(fā)生

5）機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，由集控中心安排制定各電站發(fā)電計(jì)劃，調(diào)節(jié)控制各機(jī)組的水位，綜合計(jì)算出電站機(jī)電的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)，對(duì)相應(yīng)機(jī)電的工作負(fù)荷進(jìn)行定量設(shè)置，保證機(jī)電在最低耗能前提下達(dá)到發(fā)電瓦數(shù)，避免多發(fā)電，盡量控制能耗。

6）電站梯級(jí)調(diào)度及運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，通過(guò)設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)上流水域，降雨導(dǎo)致的水庫(kù)水位上漲及水庫(kù)水源流出情況綜合分析，針對(duì)數(shù)據(jù)走勢(shì)判斷一定時(shí)段內(nèi)水庫(kù)水位變化，提前預(yù)測(cè)及時(shí)調(diào)動(dòng)機(jī)組，在最低能耗下綜合利用水資源發(fā)電。

7）水工建筑物安全監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)，水工建筑安全檢測(cè)系統(tǒng)不只是針對(duì)電站內(nèi)部建筑物情況如應(yīng)力、變形、滲流等進(jìn)行監(jiān)視，還要能夠涵蓋電站附近環(huán)境變化的數(shù)據(jù)，比如滑坡、泥石流，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑自然災(zāi)害的快速監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)保證在最低時(shí)間內(nèi)完成安全補(bǔ)救，疏散舉措。

8）數(shù)據(jù)反饋技術(shù)一些無(wú)人值班電站加固安全網(wǎng)需要研制專門(mén)的監(jiān)控平臺(tái)提供給電站機(jī)組人員，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、相關(guān)預(yù)警預(yù)報(bào)，防止站內(nèi)監(jiān)測(cè)防護(hù)設(shè)備失效導(dǎo)致的發(fā)電、安全事故。

9）生產(chǎn)管理系統(tǒng)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)將電站內(nèi)部各項(xiàng)參數(shù)，技術(shù)維護(hù)納入管理，通過(guò)將發(fā)電生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、生產(chǎn)有關(guān)技術(shù)、物質(zhì)保障納入平臺(tái)管理，收集核心設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)分析給電站人員決策提供參考依據(jù)，維護(hù)電站高效運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)作。

3 遠(yuǎn)程集控重點(diǎn)技術(shù)管理

考慮到集控中心對(duì)各電站內(nèi)部管理的主要工作我們可以認(rèn)為集控中心的調(diào)度工作主要包括調(diào)整負(fù)荷、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、處理異常三個(gè)方面[2]。

1）設(shè)備操作監(jiān)控全面覆蓋，通過(guò)人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)雙控，最大化避免操作錯(cuò)誤，相關(guān)監(jiān)控畫(huà)面質(zhì)量要求高，確保畫(huà)面無(wú)損流暢，高清能夠還原現(xiàn)場(chǎng)操作步驟，為后續(xù)監(jiān)修檢測(cè)提供依據(jù)。

2）信息上傳要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制，呈現(xiàn)最有用的信息，確保給檢測(cè)人員提供最核心數(shù)據(jù)，篩選數(shù)據(jù)時(shí)候根據(jù)優(yōu)先性原則將最能反映事故，故障，運(yùn)行情況的參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送給中心，盡量削減信息量?；蛘呖梢栽O(shè)定發(fā)電機(jī)的定子線圈溫度，將溫度控制在一定值內(nèi)根據(jù)排序的高低選擇最高的三點(diǎn)進(jìn)行上傳，最直觀反映信息。為了過(guò)濾垃圾信息保證最大化有效信息量，可以設(shè)置相關(guān)信息數(shù)據(jù)挑選原則，在最有效率下選擇有效信息[3]。降低集控中心信息篩選量以確保對(duì)電組調(diào)節(jié)效率提高，爭(zhēng)取時(shí)間減少生產(chǎn)安全損失影響。

3）分類監(jiān)控，可以根據(jù)操作級(jí)別及監(jiān)控時(shí)間的差別分為安全監(jiān)控、過(guò)程監(jiān)控、經(jīng)常性監(jiān)控3 種，每種監(jiān)控都要對(duì)監(jiān)控管理到的故障等級(jí)進(jìn)行劃分，安全監(jiān)控主要針對(duì)電站機(jī)電的運(yùn)作能力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容劃分為兩類，一類是故障監(jiān)測(cè)即對(duì)機(jī)電內(nèi)部相應(yīng)故障發(fā)生進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，二是非故障監(jiān)測(cè)，非故障監(jiān)測(cè)主要針對(duì)機(jī)組性能在常規(guī)范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)，確保各項(xiàng)性能穩(wěn)定。過(guò)程監(jiān)控主要涵蓋調(diào)節(jié)過(guò)程、操作過(guò)程、設(shè)備操作規(guī)范過(guò)程，這類監(jiān)控主要將設(shè)備運(yùn)行中給予的相關(guān)操作進(jìn)行記錄，包括進(jìn)行設(shè)備調(diào)節(jié)，維護(hù)、相關(guān)操作細(xì)則、操作規(guī)范設(shè)備的過(guò)程，將整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程納入記錄，除了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控還要將開(kāi)關(guān)機(jī)納入監(jiān)控范圍，并對(duì)一個(gè)周期內(nèi)所有操作過(guò)程實(shí)現(xiàn)全紀(jì)錄，在一個(gè)周期結(jié)束后才能停止，監(jiān)控設(shè)備除了記錄也要與相關(guān)的預(yù)警處理系統(tǒng)接通，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題情況時(shí)上報(bào)系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)解決。經(jīng)常性管理要確保在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作下實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備特定數(shù)值的全周期監(jiān)控，通常系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、含電設(shè)備，通道，是指在每一項(xiàng)機(jī)電設(shè)備上通過(guò)接口與計(jì)算機(jī)相連，保證數(shù)據(jù)傳輸將相關(guān)運(yùn)行情況反饋操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與系統(tǒng)的常連接。

4 結(jié)束語(yǔ)

水電站遠(yuǎn)程集控運(yùn)行能夠確保在最大化滿足發(fā)電需求的同時(shí)，對(duì)資源進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化，并針對(duì)常見(jiàn)電廠建筑、環(huán)境的威脅進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警。常用的集控技術(shù)是遠(yuǎn)程集控平臺(tái)，設(shè)備兼容技術(shù)，通訊模塊化技術(shù)，機(jī)電設(shè)備參數(shù)檢測(cè)趨勢(shì)分析技術(shù)，機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，電站梯級(jí)調(diào)度及運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，水工建筑物安全監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)，對(duì)集控技術(shù)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)管理要確保下面：注意監(jiān)控全面覆蓋、信息上傳嚴(yán)格控制、分類監(jiān)控。