水電站智能化改造的技術(shù)探究

王鑫　高鑫杰

摘? ?要：隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展水平的不斷提高，電力系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展實(shí)現(xiàn)了智能化，并在水力發(fā)電廠(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用，為其實(shí)際供電的安全性和穩(wěn)定性提供了根本保障。

關(guān)鍵詞：水力發(fā)電站;智能化改造;技術(shù)改造

近年來(lái)，隨著水電站智能化改造需求的日益提升，水電智能化改造技術(shù)存在的弊端不斷凸顯，甚至已經(jīng)威脅到了電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，不僅直接影響水電站的經(jīng)濟(jì)效益，還影響電力供應(yīng)過(guò)程的安全性和可靠性。因此，企業(yè)在對(duì)水電站進(jìn)行智能化改造時(shí)，要加大運(yùn)行的自動(dòng)化程度，減少相關(guān)發(fā)電設(shè)備存在的安全隱患，及時(shí)排除其中存在的故障問(wèn)題，維持水電站的持續(xù)性供電，保證電力用戶(hù)的正常使用。

1? ? 傳統(tǒng)水電站中存在的問(wèn)題

1.1? 系統(tǒng)缺少標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性

傳統(tǒng)水電站二次系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換的通信接口和通信協(xié)議，缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，大部分二次系統(tǒng)采用大量的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的通信，這不僅降低了數(shù)據(jù)信息交換的效率，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在水電站范圍內(nèi)的共享。此外，這種數(shù)據(jù)通信方式也會(huì)導(dǎo)致二次系統(tǒng)之間無(wú)法進(jìn)行互動(dòng)，造成了“信息孤島”問(wèn)題，阻礙了水電站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)向高層次的傳遞，不利于共享不同層次之間的數(shù)據(jù)信息。

1.2? 基礎(chǔ)信息采集方式的問(wèn)題

傳統(tǒng)水電站運(yùn)行中自動(dòng)化系統(tǒng)獲取基礎(chǔ)信息，主要是通過(guò)敷設(shè)大量的電纜進(jìn)行信息采集。這種基礎(chǔ)信息采集方式需要在水電站內(nèi)部敷設(shè)大量的電纜，不僅使得內(nèi)部線(xiàn)路連接復(fù)雜，還嚴(yán)重影響了水電站運(yùn)行的可靠性和安全性。同時(shí)，這種在水電站內(nèi)部敷設(shè)大量電纜的方式，其采集信息過(guò)程會(huì)受到嚴(yán)重的電磁干擾影響，導(dǎo)致水電站內(nèi)部的設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)二次運(yùn)行異常的問(wèn)題。

1.3? 監(jiān)控系統(tǒng)具有明顯局限性

在傳統(tǒng)的水電站設(shè)計(jì)工作中，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)占有重要地位，其具有諸多高級(jí)層次的應(yīng)用功能，如事故分析、設(shè)備在線(xiàn)診斷、自動(dòng)發(fā)電控制、安全運(yùn)行管理、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化等功能。再加上計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有明顯的局限性，不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的信息共享，還導(dǎo)致上述高級(jí)應(yīng)用功能的綜合分析無(wú)法體現(xiàn)出全面性特點(diǎn)，嚴(yán)重降低了水力發(fā)電站運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

2? ? 水電站智能化改造的基本原則

2.1? 基礎(chǔ)環(huán)節(jié)

在對(duì)水電站進(jìn)行智能化改造時(shí)，所采用的信息收集方式需要向全面化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的新方向進(jìn)行改造，促使其能夠?yàn)樗娬旧蠈拥姆治?、控制以及管理功能提供具有全面化特點(diǎn)的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。

2.2? 重要條件

為了能夠保證智能化水電站中高級(jí)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)，如智能化決策功能、綜合化分析功能等，需要再對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，針對(duì)水電站內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)通信，保證內(nèi)部數(shù)據(jù)信息完全共享。

2.3? 核心內(nèi)容

對(duì)水電站智能化技術(shù)改造工作而言，其改造的主要結(jié)構(gòu)內(nèi)容是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，將傳統(tǒng)系統(tǒng)中的中控室集控模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂屑苫鸵惑w化特點(diǎn)的全廠(chǎng)智能化控制中心，構(gòu)建成綜合的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)和智能管理系統(tǒng)。

3? ? 水電站智能化改造的技術(shù)方案

3.1? 控制系統(tǒng)智能化技術(shù)改造方案

在水電站智能化改造過(guò)程中，具有智能化特點(diǎn)的控制系統(tǒng)是水電站結(jié)構(gòu)中的中樞控制結(jié)構(gòu)。具體而言，是在數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)和綜合化的智能決策管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立智能化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)樗娬镜倪\(yùn)行管理提供具有科學(xué)化和智能化特點(diǎn)的管理模式，保證水電站運(yùn)行過(guò)程的安全節(jié)能。其中，根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)所建立的水電站智能化數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，具有規(guī)范的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口，能夠?qū)﹃P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和文件數(shù)據(jù)庫(kù)提供統(tǒng)一的管理。水電站內(nèi)部的功能組件之間是彼此獨(dú)立的，并通過(guò)少量的光纜連接形式，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的采集和傳輸，不僅可以有效節(jié)約能源和資源，還能夠降低水電站運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)成本投入，保證水電站的正常發(fā)電。

3.2? 監(jiān)控系統(tǒng)智能化技術(shù)改造方案

構(gòu)建具有智能化特點(diǎn)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其建設(shè)水平直接決定了水電站智能化改造能否實(shí)現(xiàn)。水電站在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)容涵蓋了諸多方面，如設(shè)備能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化的報(bào)警、設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)安全性和可靠性的評(píng)估等。智能化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)作為水電站智能化改造中的重要結(jié)構(gòu)，對(duì)水電站內(nèi)部的各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施是否能夠正常運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。將水電站智能化在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)、水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)等進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，形成智能化的控制中心系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)信息的來(lái)源進(jìn)行全面分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控，也直接影響到水電站的智能化技術(shù)改造。此外，水電站在建設(shè)成智能化監(jiān)控系統(tǒng)之后，不僅對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了根本保障，還起到防洪減災(zāi)的基本作用。

3.3? 通信系統(tǒng)智能化技術(shù)改造方案

水電站智能化改造的實(shí)現(xiàn)需要依靠高速的通信網(wǎng)絡(luò)，并且要保證通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信接口和通信協(xié)議具有標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的特點(diǎn)。因此，為了滿(mǎn)足數(shù)據(jù)信息的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化以及全面化的相關(guān)要求，要保證相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的統(tǒng)一。同時(shí)，水電站通信網(wǎng)絡(luò)是否具有安全性和高效性，是水電站進(jìn)行智能化技術(shù)改造的關(guān)鍵性問(wèn)題。所以，在對(duì)水電站通信系統(tǒng)進(jìn)行智能化技術(shù)改造時(shí)，要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的適用性和可靠性，保證其滿(mǎn)足水電站智能化技術(shù)改造的相關(guān)要求。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了保證水電站能夠連續(xù)且安全地發(fā)電，對(duì)水電站進(jìn)行智能化的技術(shù)改造成為影響電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。因此，在水電站智能化技術(shù)改造中，要嚴(yán)格遵循相關(guān)改造原則，采取有效的技術(shù)管理方案，提高水電站智能化運(yùn)行的整體水平，推動(dòng)水電站高效且安全地發(fā)電，為電力用戶(hù)的正常用電提供根本保證，有利于經(jīng)濟(jì)效益最大化。隨著技術(shù)的創(chuàng)新完善，仍舊需要在運(yùn)行中不斷完善。

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