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      流域梯級(jí)水電站“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”的新模式和新內(nèi)容——火溪河流域電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

      2010-08-15 00:47:59
      四川水力發(fā)電 2010年6期
      關(guān)鍵詞:溪河梯級(jí)關(guān)門(mén)

      曹 偉

      (四川華能涪江水電有限責(zé)任公司,四川成都 610041)

      1 概 述

      20世紀(jì) 90年代初期,基于我國(guó)水電站裝備制造能力的水平,流域梯級(jí)水電站實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”的主要瓶頸還是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備,綜合自動(dòng)化涉及的范圍有限,其時(shí)要實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的途徑復(fù)雜、代價(jià)大、周期長(zhǎng)。進(jìn)入新世紀(jì),隨著水電站裝備制造水平的全面提升,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展,為流域梯級(jí)水電站“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”的實(shí)現(xiàn)提供了新的思路和手段。2002年開(kāi)工建設(shè)的華能火溪河流域梯級(jí)電站利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、通訊、自動(dòng)化監(jiān)控等科技產(chǎn)品的進(jìn)步,通過(guò)合理確定技術(shù)路線、整體規(guī)劃、分步實(shí)施,在短短 5年時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了流域四個(gè)電站的“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”和全流域的綜合自動(dòng)化,創(chuàng)建了新的實(shí)現(xiàn)模式,賦予了新的實(shí)現(xiàn)內(nèi)容。

      流域梯級(jí)電站實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”除了必須具有穩(wěn)定可靠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備外,綜合自動(dòng)化其他各子系統(tǒng)也不可或缺,如工業(yè)電視系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)消防報(bào)警系統(tǒng)、周界安全防范系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”不可缺少的輔助手段,水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)對(duì)于電站防洪和梯級(jí)優(yōu)化運(yùn)行意義重大,電能量采集系統(tǒng)、保護(hù)管理信息系統(tǒng)為技術(shù)管理的集中和高效提供了有力幫助。綜合自動(dòng)化各子系統(tǒng)還需有機(jī)聯(lián)系、共享數(shù)據(jù)、相互聯(lián)動(dòng),才能實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的高度自動(dòng)化和高度可靠性。

      2 傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模式的缺點(diǎn)分析

      要實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的高度自動(dòng)化和高度可靠性,必須仔細(xì)分析按傳統(tǒng)模式實(shí)現(xiàn)流域梯級(jí)水電站 “無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”的不足之處,并在此基礎(chǔ)上提出新的實(shí)現(xiàn)模式。傳統(tǒng)模式重點(diǎn)著眼于提高計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的可靠性,對(duì)于實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”必不可少的其他子系統(tǒng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和有效實(shí)現(xiàn)手段,如系統(tǒng)建設(shè)初期只考慮計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè),系統(tǒng)間的通訊和數(shù)據(jù)共享最多也僅考慮到監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)速器、勵(lì)磁等自動(dòng)裝置的接口,對(duì)綜合自動(dòng)化其他子系統(tǒng)雖然也有建設(shè)計(jì)劃和通訊接口、數(shù)據(jù)共享的設(shè)想,但由于沒(méi)有有效的技術(shù)手段,致使其實(shí)現(xiàn)途徑復(fù)雜;又如梯級(jí)電站建設(shè)初期,由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,僅為監(jiān)控系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置了通訊通道,雖然實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)在流域內(nèi)的局域網(wǎng)互聯(lián),但隨后建設(shè)的工業(yè)電視系統(tǒng)則不得不重建光纖通道,并在實(shí)際使用中獨(dú)占光纖通道,隨后建設(shè)的其他子系統(tǒng)也面臨類(lèi)似問(wèn)題。通訊通道的重復(fù)建設(shè)造成投資大、決策審批時(shí)間長(zhǎng)、建設(shè)周期長(zhǎng),導(dǎo)致綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體開(kāi)發(fā)完成時(shí)間大大延長(zhǎng)。傳統(tǒng)模式在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)方面沒(méi)有很好的解決辦法,最終運(yùn)行的各子系統(tǒng)是一個(gè)個(gè)孤立的系統(tǒng),從而使綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化水平大打折扣。因此其建設(shè)成本高、周期長(zhǎng)、子系統(tǒng)之間技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享難、聯(lián)動(dòng)性差、自動(dòng)化水平不高,這些均是傳統(tǒng)模式實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”的缺點(diǎn),也使流域梯級(jí)電站“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的實(shí)現(xiàn)周期變長(zhǎng),運(yùn)轉(zhuǎn)效率不高。

      3 火溪河流域電站“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”實(shí)現(xiàn)的新模式

      2002年開(kāi)始建設(shè)的火溪河流域梯級(jí)電站以全新的思路和模式建設(shè)了流域梯級(jí)電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),通過(guò)該系統(tǒng)的高效構(gòu)建、輔以可靠的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行和先進(jìn)的生產(chǎn)管理模式,最終實(shí)現(xiàn)了全流域電站的“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”和成都遠(yuǎn)控。

      系統(tǒng)的建設(shè)首先根據(jù)該流域四個(gè)電站地理位置相對(duì)集中(40km范圍內(nèi)、各個(gè)梯級(jí)電站彼此之間的距離均在 10~15km內(nèi))、裝機(jī)規(guī)模不大(總裝機(jī)容量 400MW)、電站之間交通方便(九環(huán)線公路經(jīng)過(guò)全部四個(gè)電站)的特點(diǎn),提出了“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”的建設(shè)目標(biāo),并確立了全新的“擴(kuò)大廠站”模式,即將流域四個(gè)梯級(jí)電站視為一個(gè)物理距離擴(kuò)大的廠站,梯級(jí)內(nèi)的各個(gè)電站取消了常規(guī)模式中設(shè)置在電站內(nèi)的中控室和各自獨(dú)立的電站辦公、現(xiàn)場(chǎng)生活設(shè)施、庫(kù)房、機(jī)修車(chē)間等,各種保護(hù)、控制等二次設(shè)備均布置在一次設(shè)備和現(xiàn)地附近,取消了副廠房,集中設(shè)置了流域維護(hù)管理中心并將其作為流域總控室,負(fù)責(zé)流域電站的集中監(jiān)控和流域電站集中管理、維護(hù)、辦公和生活基地,對(duì)流域內(nèi)的四個(gè)梯級(jí)電站進(jìn)行日常的運(yùn)行、管理工作。四個(gè)梯級(jí)電站按照“無(wú)人值班”的運(yùn)行管理模式,值班人員統(tǒng)一在白馬寨梯級(jí)集控中心待命、休息,定期去電站進(jìn)行巡視檢查、日常維護(hù)以及檢修管理等工作。

      其次,根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展水平和流域規(guī)劃特點(diǎn),制定了合理的技術(shù)路線和實(shí)現(xiàn)途徑。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和光通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和日益融合,為我們提供了制定“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施”的技術(shù)基礎(chǔ),以 IP為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和以 SDH為代表的光通訊傳輸技術(shù)一直以來(lái)是不相融合的兩個(gè)專(zhuān)業(yè),其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用亦有嚴(yán)格的區(qū)分,IP技術(shù)用于組建以太網(wǎng)絡(luò),支持所有基于 TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用,對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)具有很好的兼容性和很廣泛的適用性,但其在長(zhǎng)距離組網(wǎng)方面必須依賴(lài)光端機(jī)和獨(dú)立的光纖及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)就要占用一對(duì)獨(dú)立光纖和一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,資源消耗很大,對(duì)于光纖資源有限的流域電站靠這種方式難以建完所有的子系統(tǒng);另外,以太網(wǎng)的不確定性和無(wú)保護(hù)功能不能保證實(shí)時(shí)性要求很高的語(yǔ)音、視頻應(yīng)用的使用效果和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。SDH技術(shù)可為每個(gè)應(yīng)用提供獨(dú)立的、以 2M電路為基礎(chǔ)的傳輸通道,并且所有電路均可以復(fù)用,具備了建立統(tǒng)一傳輸平臺(tái)、提供確定性傳送品質(zhì)和保護(hù)功能的能力,卻不支持 TCP/IP協(xié)議,限制了其很多應(yīng)用?;鹣恿饔螂娬窘ㄔO(shè)初期,出現(xiàn)了一種被稱(chēng)為 MSTP、能承載 IP應(yīng)用的 SDH傳輸技術(shù),該技術(shù)既能全面支持基于 TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用,還具備 SDH可提供統(tǒng)一傳輸平臺(tái)、具有確定性和保護(hù)功能的優(yōu)勢(shì),能滿(mǎn)足流域電站所有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的傳輸要求。我們認(rèn)識(shí)到這是實(shí)現(xiàn)流域梯級(jí)綜合自動(dòng)化的有力手段,通過(guò)與設(shè)計(jì)院、相關(guān)廠家進(jìn)行充分論證,確定了建設(shè)構(gòu)建于流域光纖環(huán)網(wǎng)之上的 MSTP傳輸網(wǎng)絡(luò),并以此網(wǎng)絡(luò)作為綜合自動(dòng)化各子系統(tǒng)的統(tǒng)一傳輸平臺(tái),“建設(shè)以MSTP技術(shù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)一傳輸平臺(tái),各應(yīng)用子系統(tǒng)基于 TCP/IP協(xié)議開(kāi)發(fā)”成為火溪河綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的主要技術(shù)路線。

      在技術(shù)路線確定后,我們利用 220kV送電線路的 OPGW光纜、并沿已有的 35kV施工線路桿塔新建了 ADSS光纜,構(gòu)建了連接流域各電站、電站大壩和梯級(jí)控制中心的流域光纖環(huán)網(wǎng),依托該光纖環(huán)網(wǎng),建設(shè)了流域計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和 2.5GMSTP多業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(節(jié)點(diǎn)遍布各電站廠房、大壩、集控中心),除計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)占一對(duì)光芯組成環(huán)網(wǎng)外,將火溪河流域的四個(gè)梯級(jí)電站和白馬寨梯級(jí)集控中心各綜合業(yè)務(wù)作為一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、實(shí)施完整的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的流域梯級(jí)電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中各子系統(tǒng)獨(dú)占光纖通道建設(shè)成本高、建設(shè)周期長(zhǎng)所不同,該系統(tǒng)首先建設(shè)了全流域公用傳輸平臺(tái),該平臺(tái)構(gòu)建于兩對(duì)光纖環(huán)之上,形成了具備 1+1保護(hù)的流域光通訊環(huán)網(wǎng),各子系統(tǒng)建設(shè)不需獨(dú)占光纖,只需利用傳輸設(shè)備提供的標(biāo)準(zhǔn)接口及通過(guò)網(wǎng)管劃分的帶寬,新應(yīng)用即可立即實(shí)現(xiàn)全流域組網(wǎng);另外,該系統(tǒng)除具有 SDH技術(shù)支持 TDM業(yè)務(wù)、具備完整保護(hù)功能外,還能有效承載諸如IP、VPN等各種新業(yè)務(wù),支持 TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用能很容易地組網(wǎng)傳輸,而 TCP/IP協(xié)議是國(guó)際公開(kāi)開(kāi)放協(xié)議,幾乎綜合自動(dòng)化系統(tǒng)涉及到的所有應(yīng)用都支持該協(xié)議,在子系統(tǒng)的建設(shè)中不用特別考慮應(yīng)用的組網(wǎng)、傳輸需求。因此,利用 MSTP技術(shù)作為綜合自動(dòng)化各子系統(tǒng)的傳輸平臺(tái),具有接口公開(kāi)透明、接入成本低、接入周期短的優(yōu)勢(shì)。正是由于采用了該項(xiàng)技術(shù),使火溪河流域電站在短短 5年內(nèi)全面實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化。

      4 火溪河流域電站“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化”的新內(nèi)容

      火溪河流域電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)除了成功建成計(jì)算機(jī)監(jiān)控、工業(yè)電視、水情測(cè)報(bào)、火災(zāi)報(bào)警、電話通訊等子系統(tǒng)外,還賦予了流域綜合自動(dòng)化系統(tǒng)新的內(nèi)容:為適應(yīng)無(wú)人值班的需要,建設(shè)了周界安防及門(mén)禁系統(tǒng);為響應(yīng)節(jié)能減排、切實(shí)降低廠用電,建設(shè)了智能照明系統(tǒng);利用在全流域無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò),建設(shè)了涵蓋水電站生產(chǎn)管理各個(gè)環(huán)節(jié)的辦公自動(dòng)化和生產(chǎn)管理信息系統(tǒng);依托發(fā)達(dá)的信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)公開(kāi)共享的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮流域梯級(jí)總負(fù)荷調(diào)度的優(yōu)勢(shì),建設(shè)了流域梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)以及電量采集、繼電保護(hù)信息管理、網(wǎng)絡(luò)電話、巡檢系統(tǒng)等。

      與傳統(tǒng)模式各子系統(tǒng)通訊接口、通訊規(guī)約不一致、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享難、系統(tǒng)之間聯(lián)動(dòng)性差所不同,新模式下由于各子系統(tǒng)均構(gòu)建于以太網(wǎng)上,均支持 TCP/IP協(xié)議,通訊接口、通訊規(guī)約一致,數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享容易,系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單。目前,除了完整地建設(shè)了綜合自動(dòng)化各子系統(tǒng)外,還通過(guò)建設(shè)綜合聯(lián)動(dòng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了工業(yè)電視、火災(zāi)報(bào)警、周界安防及門(mén)禁、智能照明等子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng),進(jìn)一步提高了“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的自動(dòng)化水平;實(shí)現(xiàn)了水情測(cè)報(bào)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享,完善了各子系統(tǒng)的功能,提高了系統(tǒng)的整體性能。通過(guò)建設(shè)完善的二次安全防范系統(tǒng),使各子系統(tǒng)按二次安防規(guī)范嚴(yán)格布置于相應(yīng)分區(qū),各分區(qū)間按要求通過(guò)安全裝置互聯(lián),確保了系統(tǒng)的安全性。

      除了在系統(tǒng)級(jí)構(gòu)建的模式上與傳統(tǒng)模式不同之外,新模式下子系統(tǒng)的建設(shè)也有所創(chuàng)新。作為系統(tǒng)核心的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),傳統(tǒng)模式是流域開(kāi)發(fā)的首批電站和流域梯調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)選用一個(gè)廠家的系統(tǒng),而其后續(xù)電站由于建設(shè)周期和招投標(biāo)等因素往往選用不同的系統(tǒng);輔機(jī)監(jiān)控鑒于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平所限并出于成本考慮,選用了不同于主機(jī)監(jiān)控的系統(tǒng),造成了同一個(gè)流域(電站)多套系統(tǒng)并存、不同系統(tǒng)的互聯(lián)接入成本高、維護(hù)難度、成本加大、備件儲(chǔ)備成本大、生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中度差、運(yùn)行人員監(jiān)視操作難度大等弊病。新模式下的計(jì)算機(jī)監(jiān)控主輔機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一采購(gòu)、選用同一廠家同一系列產(chǎn)品,整個(gè)流域所有電站和集控中心、遠(yuǎn)控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一招標(biāo)、分批采購(gòu),從而極大地確保了全流域只使用一套系統(tǒng),產(chǎn)品型號(hào)集中、備件儲(chǔ)備量大大減少,少量的維護(hù)人員只需掌握一個(gè)電站的維護(hù)技能就能開(kāi)展全流域所有電站的維護(hù)工作,降低了人員成本和維護(hù)難度,更不存在傳統(tǒng)模式下不同系統(tǒng)的互聯(lián)接入成本。傳統(tǒng)流域電站設(shè)立了單獨(dú)的消防值班室,消防報(bào)警信息僅送本站值班室,而在新模式下實(shí)現(xiàn)了消防監(jiān)控系統(tǒng)全流域組網(wǎng),消防報(bào)警信息除送本站消防值班室外,還上送集控中心和遠(yuǎn)控中心,運(yùn)行人員對(duì)全流域電站的消防報(bào)警進(jìn)行 24h不間斷監(jiān)視,輔以與工業(yè)電視、智能照明、門(mén)禁安防系統(tǒng)高度自動(dòng)化聯(lián)動(dòng),確保了流域電站“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

      優(yōu)化調(diào)度和生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)不屬于傳統(tǒng)模式下綜合自動(dòng)化的范疇。新模式下,由于流域范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在,數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換更容易實(shí)現(xiàn),這兩個(gè)系統(tǒng)成為了系統(tǒng)發(fā)展的自然延伸。隨著綜合自動(dòng)化的完整實(shí)施、“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的高效實(shí)現(xiàn),水電企業(yè)追求管理現(xiàn)代化以達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程的安全可控和水能資源的充分利用已成為更高的需求,憑借已實(shí)現(xiàn)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的有力支撐,流域梯級(jí)優(yōu)化運(yùn)行和生產(chǎn)管理信息化的實(shí)現(xiàn)也就水到渠成了?;鹣恿饔螂娬就哆\(yùn)之初,電站的調(diào)度方式是由四川省調(diào)分別對(duì)每一個(gè)電站下達(dá)單獨(dú)的負(fù)荷,但由于省調(diào)值班員難以對(duì)每個(gè)流域電站的水情、水庫(kù)水位、設(shè)備狀況情況做到及時(shí)、詳細(xì)的掌握,致使火溪河流域各電站下達(dá)的負(fù)荷經(jīng)常不太匹配,運(yùn)行中機(jī)組效率不高、水庫(kù)棄水壓力大,電站運(yùn)行人員要花費(fèi)大量精力、時(shí)間向調(diào)度申請(qǐng)負(fù)荷調(diào)整,但往往是申請(qǐng)調(diào)整比較困難,既使申請(qǐng)到也經(jīng)常錯(cuò)過(guò)最佳調(diào)整時(shí)機(jī)。面對(duì)這一難題,我們通過(guò)仔細(xì)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)火溪河流域四個(gè)電站由兩回 220kV線路送出,兩回線路接入電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)在同一個(gè)變電站——江油天明變電站,如果電網(wǎng)對(duì)流域四個(gè)電站下達(dá)總負(fù)荷,流域電站總出力只要滿(mǎn)足總負(fù)荷要求,將不影響電網(wǎng)潮流的分布,不影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí),流域集控中心對(duì)流域水情和設(shè)備運(yùn)行情況能夠及時(shí)詳細(xì)掌握,可以將總負(fù)荷及時(shí)、合理地分配到每個(gè)電站?;谶@一認(rèn)識(shí),通過(guò)我們積極促進(jìn)和各方的共同努力,2007年 8月,電網(wǎng)同意火溪河流域四個(gè)電站開(kāi)始實(shí)施流域總負(fù)荷調(diào)度,通過(guò)總負(fù)荷調(diào)度,電站的運(yùn)行效率得以提高,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全壓力和汛期棄水壓力降低,水能資源利用率得到了進(jìn)一步提高。而最初的總負(fù)荷調(diào)度采用運(yùn)行人員人工分配的方式,人工工作量較大,受人工經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算能力限制,負(fù)荷分配的及時(shí)性和機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)效率的提高相對(duì)有限,從 2008年開(kāi)始,我們著手開(kāi)發(fā)了年調(diào)節(jié)水庫(kù)和總負(fù)荷條件下的流域梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng),系統(tǒng)不僅對(duì)龍頭水庫(kù)全年的蓄水、消落按全流域電站發(fā)電收益最大化進(jìn)行中長(zhǎng)期規(guī)劃,更利用了總負(fù)荷調(diào)度的優(yōu)勢(shì),對(duì)調(diào)度下達(dá)的總負(fù)荷根據(jù)流域來(lái)水、水庫(kù)水位、電站設(shè)備狀況,按每日發(fā)電后梯級(jí)蓄能最大化的原則,由計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先制定的策略,迅速計(jì)算出分配到各電站的實(shí)時(shí)負(fù)荷,依托計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力和預(yù)置策略的全面性、科學(xué)性和穩(wěn)定性,較人工分配方式下機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的效率更高,負(fù)荷分配更及時(shí)、更合理,使水資源得到了更充分的利用(根據(jù)模擬運(yùn)行結(jié)果,優(yōu)化程度優(yōu)于人工分配 3%以上),也更能發(fā)揮總負(fù)荷調(diào)度和年調(diào)節(jié)水庫(kù)的優(yōu)勢(shì),從而確保了優(yōu)化調(diào)度中長(zhǎng)期規(guī)劃目標(biāo)的落實(shí)。

      管理的現(xiàn)代化離不開(kāi)管理的信息化,依托無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò),我們建設(shè)了一套生產(chǎn)管理信息系統(tǒng),可使相關(guān)人員共享生產(chǎn)管理信息,生產(chǎn)管理的各項(xiàng)制度和要求也通過(guò)系統(tǒng)預(yù)置的流程、權(quán)限得以落實(shí)和保證,大多數(shù)生產(chǎn)活動(dòng)留下的痕跡可以有效追述;建立了設(shè)備全壽命周期的動(dòng)態(tài)臺(tái)帳,設(shè)備的技術(shù)資料、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可動(dòng)態(tài)管理;通過(guò)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控等其他子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享,可有效開(kāi)展技術(shù)管理的自動(dòng)化和信息化。

      5 火溪河流域電站綜合自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)新模式、新內(nèi)容的意義

      火溪河流域電站建設(shè)探索的“流域梯級(jí)電站無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行、綜合自動(dòng)化新模式和新內(nèi)容”具有其較為深遠(yuǎn)的影響和意義:首先,節(jié)約了工程造價(jià),降低了建設(shè)成本。通過(guò)采用“擴(kuò)大廠站”模式,電站取消了副廠房及各站單獨(dú)配置的生活設(shè)施、生產(chǎn)配套設(shè)施,取消了計(jì)算機(jī)監(jiān)控上位機(jī)系統(tǒng),利用已有的 OPGW光纖和 35kV線路桿塔構(gòu)建流域光纖環(huán)網(wǎng),綜合自動(dòng)化各子系統(tǒng)共用通訊平臺(tái)等創(chuàng)新手段達(dá)到該目的;其次,創(chuàng)新了建設(shè)模式,有別于傳統(tǒng)模式綜合自動(dòng)化各子系統(tǒng)孤立建設(shè),新模式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施”,跟蹤通訊、自動(dòng)化新技術(shù),選擇了合適的技術(shù)路線,建成了統(tǒng)一的傳輸平臺(tái),實(shí)施模塊化設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)化接口,方便各子系統(tǒng)的接入、組網(wǎng),大大加快了系統(tǒng)完建的速度;第三,兼顧了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。新模式下,綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)更容易,“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”的自動(dòng)化水平更高,實(shí)現(xiàn)更便捷。火溪河流域電站 2002年開(kāi)建,2008年就完全實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行和成都遠(yuǎn)控”,生產(chǎn)人員的生活基地建在大都市,運(yùn)行人員在成都遠(yuǎn)控中心運(yùn)行值班,電站現(xiàn)場(chǎng)僅保留少量必要的維護(hù)人員,且維護(hù)人員生產(chǎn)、生活采用大倒班,生產(chǎn)人員多數(shù)時(shí)間在都市工作、生活,實(shí)現(xiàn)了都市水電,改善了職工工作、生活條件,穩(wěn)定了職工隊(duì)伍;智能照明和總負(fù)荷模式下優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的投運(yùn),一方面降低了企業(yè)成本、增加了企業(yè)收入,更為重要的是響應(yīng)了“節(jié)能減排、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”的號(hào)召,節(jié)約了能源,充分利用了水能資源,履行了企業(yè)應(yīng)盡的社會(huì)責(zé)任;第四,拓展了流域梯級(jí)水電站綜合自動(dòng)化的內(nèi)涵。新模式下的“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)整體快捷完建,也變得易于實(shí)現(xiàn)。“無(wú)人值班、關(guān)門(mén)運(yùn)行”不再是水電企業(yè)通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)追求的終極目標(biāo),而是將系統(tǒng)拓展到更能提升企業(yè)價(jià)值的流域優(yōu)化調(diào)度、生產(chǎn)管理信息化、現(xiàn)代化、設(shè)備狀態(tài)檢修專(zhuān)家支持等的應(yīng)用上;第五,新模式在流域梯級(jí)電站建設(shè)中具有一定的推廣價(jià)值:流域電站在接入系統(tǒng)規(guī)劃中,應(yīng)盡量爭(zhēng)取全流域電站一點(diǎn)接入電網(wǎng),以便為今后爭(zhēng)取流域總負(fù)荷調(diào)度和真正實(shí)現(xiàn)流域?qū)崟r(shí)優(yōu)化調(diào)度創(chuàng)造條件;流域電站綜合自動(dòng)化宜統(tǒng)一規(guī)劃,有條件的流域可采用“擴(kuò)大廠站”的模式;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)日新月異、發(fā)展很快,跟蹤新技術(shù)的發(fā)展,選擇合適的技術(shù)路線,將使無(wú)人值班和流域綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)事半功倍;流域綜合自動(dòng)化傳輸平臺(tái)的建設(shè),形成無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò),方便形成了流域電站從建設(shè)到生產(chǎn)全過(guò)程的管理信息化。

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