梯級水電站系統(tǒng)中，調(diào)度中心是核心，肩負著監(jiān)控整個系統(tǒng)的重任，本文提出一種基于梯級水電站調(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)計與施工、電力系統(tǒng)(電網(wǎng))自動化技術(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、電力基建、電力鷦管理等方面的專業(yè)。

　　梯級水電站一般由一個業(yè)主獲取一個流域開發(fā)權(quán)，其開發(fā)具有連續(xù)滾動特點，往往是先

　　發(fā)中上游1~2個電站，待其發(fā)電后，利用回收資金再持續(xù)開發(fā)水庫資源和后續(xù)水電站項目，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。隨著電力體制改革不斷深入，如何對梯級電站進行高效監(jiān)控和管理，如何有效利用好人力資源，成為首要解決問題。

　　系統(tǒng)組成

　　各級梯級水電站監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布技術(shù)，每個機組設(shè)有一套現(xiàn)地控制單元(控制LCU)，實現(xiàn)機組自動開停機，事故停機處理，以及各種故障處理;設(shè)有一套保護單元(保護LCU)，實現(xiàn)發(fā)電機的差動保護、后備保護、勵磁保護等，直接作用于出口斷路器，實現(xiàn)對主設(shè)備保護;設(shè)有一套同期單元(同期LCU)具有自動準同期功能，并備有手動同期，具有手動同期時電壓和相位顯示。

　　每個機組對象設(shè)置一套現(xiàn)地SCADA系統(tǒng)，安裝于現(xiàn)地控制單元上，實現(xiàn)對機組對象集中監(jiān)控，通過串行總線與PLC、勵磁、電量表、繼電保護、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)地機組監(jiān)控系統(tǒng)組成如下圖(1)：

　　調(diào)度中心實現(xiàn)對流域內(nèi)梯級水電站集中監(jiān)控，包括遙信、遙測、遙脈、遙控、遙視。設(shè)置2臺熱備工作站，設(shè)置1臺通訊服務(wù)器，接入GPS時鐘，接入報表打印機，設(shè)置一臺工程師工作站。調(diào)度中心監(jiān)控系統(tǒng)組成如下圖(2)：

　　通訊組網(wǎng)是實現(xiàn)調(diào)度中心實時監(jiān)控的最重要環(huán)節(jié)，隨著通訊技術(shù)不斷進步，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)熱備運行，同時，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，在光纖環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下可以快速投入運行，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　實時數(shù)據(jù)監(jiān)視及自動統(tǒng)計報表

　　梯調(diào)中心監(jiān)視各級水電站實時數(shù)據(jù)，包括機組運行功率，系統(tǒng)頻率，功率因素，電量，機組溫度，勵磁電流，勵磁電壓，開關(guān)位置、刀閘位置，保護信息等。安裝歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將重要的實時數(shù)據(jù)存盤處理，根據(jù)設(shè)置，自動統(tǒng)計制表，自動打印運行記錄。并能夠確保報表記錄完整性和實時性。

　　0.2　機組自動開停機及閉環(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)具備對機組自動開停機及功率調(diào)節(jié)尤為重要。通過光纖環(huán)網(wǎng)，梯調(diào)中心和各級梯級水電站的LCU層同在光纖環(huán)網(wǎng)內(nèi)，都是作為環(huán)網(wǎng)一個節(jié)點，并具有100Mbps的高速連接速度，因此，梯調(diào)中心按機組對象直接進行開停機控制完全能夠滿足實時性要求。功率反饋速度非常快速，能夠滿足實時功率調(diào)節(jié)。

　　0.3　全流域?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟運行

　　在梯調(diào)中心接受地調(diào)或省調(diào)出力一定的情況下，通過梯調(diào)中心科學調(diào)度，能夠?qū)崿F(xiàn)全流域梯級電站經(jīng)濟運行。梯調(diào)中心得到實時數(shù)據(jù)為各個梯級電站各個機組全部數(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)為實現(xiàn)經(jīng)濟運行打下基礎(chǔ)，相比于分散控制，這種集控方案為全流域經(jīng)濟運行提供可能。

　　0.4故障自動處理

　　水電站每臺機組裝設(shè)3套LCU，分別實現(xiàn)現(xiàn)地控制，機組保護，同期等功能，機組SCADA安裝于控制LCU上，配有相應(yīng)輔機控制單元。實現(xiàn)對機組電、氣、油、水、溫度、機械等進行監(jiān)控，實現(xiàn)自動故障保護，無需人為干涉。若現(xiàn)地發(fā)生機械故障，現(xiàn)地控制單元自動切除故障，機組事故停機，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)場檢修。若現(xiàn)地發(fā)生電氣事故，繼電保護裝置自動跳開斷路器，并作用于機組事故停機，同時，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組電氣事故信息，同時可以監(jiān)測整個梯級電站功率、頻率、繼電保護反應(yīng)情況等信息，如果本次電氣事故對系統(tǒng)構(gòu)成一定威脅，如系統(tǒng)過負荷等，則可以通過安全穩(wěn)定裝置做切機等處理。

　　0. 5遠程視頻監(jiān)視

　　梯調(diào)中心安裝實時視頻監(jiān)視服務(wù)器，各個機組現(xiàn)地裝設(shè)視頻終端，通過高速光纖網(wǎng)絡(luò)將實時信息傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，梯調(diào)中心能夠?qū)崿F(xiàn)遠程視頻監(jiān)視，達到“無人值班”效果。

　　0.6納入閘門及儲能站監(jiān)控

　　對于中小型水電站，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)一個部分，實現(xiàn)遠程監(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)中心即可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)視，遠程控制等功能。

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

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

　　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)中后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)“無人值班”運行，節(jié)約建設(shè)后臺SCADA的部分投資，不僅傳輸速度更加實時，更是減少系統(tǒng)故障點。

　　4)機組現(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)字式視頻信號的接入，實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)視，為減員增效提供可能。

　　7)梯調(diào)中心掌握各個梯級電站的數(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)高級閉環(huán)控制和調(diào)度策略，如全流域AGC控制等。

　　2　結(jié)束語

　　隨著通訊技術(shù)的高速發(fā)展，光纖網(wǎng)絡(luò)的成本越來越低，技術(shù)也越來越成熟。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)，將各個梯級電站信息納入到梯調(diào)監(jiān)控范圍中，實現(xiàn)高級別優(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:

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　　[2]　方輝欽·現(xiàn)代水電廠計算機監(jiān)控技術(shù)與試驗[M]·北京:中國電力出版社,2004