流域梯級(jí)電站集控中心建設(shè)的探討與應(yīng)用

吳偉

摘要：本文主要介紹新疆某流域梯級(jí)電站建設(shè)運(yùn)行管理情況，以及在逐步實(shí)現(xiàn)“無人值班、少人值守”的運(yùn)行管理模式下，對(duì)集控中心的建設(shè)運(yùn)用的探討。

關(guān)鍵詞：梯級(jí)電站;集控中心;建設(shè);

1? 概述

隨著發(fā)電設(shè)備性能、可靠性的提高，以及自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性日益增強(qiáng)，為梯級(jí)水電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制創(chuàng)造了良好外部條件，流域電站集控控制與調(diào)度模式應(yīng)運(yùn)而生。

為科學(xué)合理利用流域水能資源，充分發(fā)揮梯級(jí)電站規(guī)模效益，達(dá)到“無人值班、少人值守”運(yùn)行管理模式，降低生產(chǎn)管理成本，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站集中控制、優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，我公司投資建設(shè)集控中心，對(duì)所轄五座電站進(jìn)行集中監(jiān)視、控制、運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度。

2? 集控中心建設(shè)的必要性

隨著計(jì)算機(jī)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益成熟，在技術(shù)上完全能夠可靠、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)水電站遠(yuǎn)程集中控制，近年來國內(nèi)外許多成功案例值得借鑒。國內(nèi)流域梯級(jí)電站大多采用聯(lián)合集中控制運(yùn)行模式，運(yùn)行效果良好。從國外發(fā)達(dá)國家的運(yùn)行管理模式看，聯(lián)合集中控制的模式非常普遍，無人化程度相當(dāng)高。我公司集控中心建設(shè)的必要性主要有以下幾點(diǎn)。

2.1? 電站分散布置，集中控制有利于統(tǒng)一調(diào)度管理

我公司所轄五座水電站，分散在阿勒泰地區(qū)福?？h、布爾津縣境內(nèi)，總裝機(jī)450MW，相距最長(zhǎng)距離200多公里，地處偏遠(yuǎn)、多點(diǎn)分散，管理難度大;電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，不利于公司層面對(duì)電站監(jiān)控系統(tǒng)信息的整合和數(shù)據(jù)的綜合利用，維護(hù)成本高;而且梯級(jí)電站存在密切水力聯(lián)系，對(duì)流域梯級(jí)電站統(tǒng)一管理與調(diào)度有利于提高梯級(jí)電站的發(fā)電效益。

2.2? 集控中心建設(shè)，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效率

目前，新疆電力市場(chǎng)形式嚴(yán)峻，尤其作為新疆電網(wǎng)末端的阿勒泰電網(wǎng)，本地消納能力不足和外送受限問題依然存在。2021年開始，水電已納入電力直接交易，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的電力市場(chǎng)機(jī)制逐步完善。建設(shè)集控中心可以根據(jù)流域水情、雨情信息，實(shí)現(xiàn)上下游總體優(yōu)化調(diào)度，最大限度提高水能利用效率。水庫及電站優(yōu)化配置方案的實(shí)施具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

（1）根據(jù)國內(nèi)外梯級(jí)調(diào)度相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，長(zhǎng)期實(shí)施梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度可增加發(fā)電量1.5%-2%，甚至更多。按照目前我公司所轄電站設(shè)計(jì)年發(fā)電量合計(jì)14.33億千瓦時(shí)，按照年增2%的預(yù)測(cè)，可年增加2866萬千瓦時(shí)發(fā)電量。

（2）集控中心建成后，可縮減電站運(yùn)行管理人員。目前我司生產(chǎn)人員80余人，負(fù)責(zé)五座電站安全生產(chǎn)、運(yùn)行管理、檢修預(yù)試、運(yùn)行維護(hù)等工作，人員緊張問題日益突出;集控中心建成后，可從根本上解決人員不足問題，同時(shí)較大程度降低人員費(fèi)用支出，提高經(jīng)濟(jì)效益，降低發(fā)電成本，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3? 集控中心建設(shè)，將增強(qiáng)流域調(diào)節(jié)能力

發(fā)揮集控中心協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)，充分利用區(qū)域水情信息和流域水庫調(diào)節(jié)能力，優(yōu)化上下游電站及水庫運(yùn)行方式，增加流域防洪調(diào)節(jié)能力，降低防洪度汛風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害損失。集控中心建成后，電站采用“無人值班，少人值守”運(yùn)行方式，極大減少現(xiàn)場(chǎng)員工數(shù)量，降低了自然災(zāi)害導(dǎo)致人員安全風(fēng)險(xiǎn)和交通安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4? 集控中心的建立，將極大提升經(jīng)濟(jì)效益和管理效益

梯級(jí)電站集中控制，可以充分協(xié)調(diào)電站水流與電量關(guān)系，確保經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行，提高流域整體發(fā)電能力，最大限度節(jié)約水能資源。通過系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化電站水頭、流量、效率、負(fù)荷分配及不同電價(jià)政策，使經(jīng)濟(jì)效益最大化。在集中控制管理模式下，可以合理地整合資源，通過科學(xué)調(diào)配提升管理效率、工作效率，實(shí)現(xiàn)人力、物力的資源成本共享，優(yōu)化節(jié)約管理成本。

2.6? 堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展，以人為本

公司所轄電站地處山區(qū)偏遠(yuǎn)地域，遠(yuǎn)離城市中心，交通、通訊、醫(yī)療、生活條件極其不便，集控中心建設(shè)可以改善員工工作生活環(huán)境，提高生活品質(zhì)，更好吸引高素質(zhì)管理和技術(shù)人員，保持員工隊(duì)伍穩(wěn)定，有利于公司長(zhǎng)遠(yuǎn)高質(zhì)量發(fā)展。

3? 集控模式探索與實(shí)踐

我司致力于梯級(jí)電站運(yùn)行管理模式探索與實(shí)踐。我司電站運(yùn)管模式經(jīng)歷了由“機(jī)電分離”至“機(jī)電合一”的過渡，到“無人值班、少人值守”再到“遠(yuǎn)程控制、無人值班，少人值守”的運(yùn)行模式。

3.1? 集控模式探索歷程

2009年，我司首座電站完成自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)電站自動(dòng)控制。2010年7月，第二座電站投入運(yùn)行，在自動(dòng)控制基礎(chǔ)上，探討聯(lián)合控制的關(guān)鍵技術(shù)問題，在不違背電力調(diào)度原則情況下順利實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方聯(lián)合控制運(yùn)行模式，即兩座電站均在首座電站中控室調(diào)度控制，新電站按“無人值班、少人值守”模式運(yùn)行。2013年啟動(dòng)集控中心建設(shè)，選址北屯市，為即將陸續(xù)投運(yùn)的3座電站接入做好準(zhǔn)備。2014年，集控中心開工建設(shè)，2016年初具備試運(yùn)行條件后前兩座電阻接入運(yùn)行。2016年下半年，連續(xù)3座電站投入運(yùn)行，機(jī)組試運(yùn)行結(jié)束后均順利接入北屯集控中心運(yùn)行，全部電站實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程控制、無人值班，少人值守”運(yùn)行管理模式。

3.2? 梯級(jí)水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的探索

為極大地優(yōu)化水能利用效率，對(duì)梯級(jí)水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行探索。為達(dá)到水庫優(yōu)化調(diào)度目的，在集控中心搭建水調(diào)平臺(tái)，將各水庫水文特性傳輸至集控中心。同時(shí)針對(duì)各水庫水文、氣象特性、梯級(jí)水庫電站和電網(wǎng)運(yùn)行特性，對(duì)水庫長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行研究，初步總結(jié)出符合流域梯級(jí)電站優(yōu)化運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。

3.3? 集控模式下的生產(chǎn)管理系統(tǒng)探索研究

研究部署適用于流域生產(chǎn)一體化管理的集中式生產(chǎn)管理機(jī)制與系統(tǒng)，研究探索梯級(jí)電站聯(lián)合調(diào)度一體化平臺(tái)，采用流域電站集中式管理和梯級(jí)電站聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)集控中心對(duì)流域梯級(jí)電站電力生產(chǎn)全范圍、全過程和全員管理，實(shí)現(xiàn)公司要素集約化管理，保障集控模式電站的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過依托OA辦公平臺(tái)或互聯(lián)網(wǎng)在線辦公平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線、多人協(xié)同辦公，極大解決了電站分散、距離較遠(yuǎn)的問題。

4? 流域梯級(jí)電站群遠(yuǎn)程集控中心建設(shè)的體會(huì)

（1）流域梯級(jí)電站集中控制可最大限度解決生產(chǎn)力，把盡可能多的人員熊偏遠(yuǎn)山區(qū)解放出來，有利于員工成長(zhǎng)，進(jìn)一步改善員工工作生活環(huán)境，提高生活品質(zhì)。

（2）集控中心建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持總體規(guī)劃、統(tǒng)籌安排。從設(shè)計(jì)到定位、費(fèi)用概算，再到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試、項(xiàng)目驗(yàn)收、投入運(yùn)行，小到機(jī)房裝修、辦公設(shè)備等均應(yīng)做到規(guī)劃合理、安排妥當(dāng)。

（3）合理優(yōu)化集控中心機(jī)構(gòu)設(shè)置，確保滿足生產(chǎn)實(shí)際。如倒班方式、調(diào)度業(yè)務(wù)專責(zé)設(shè)置等方面。

（4）安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是集控中心的基本保障。建設(shè)過程中嚴(yán)格按照先試驗(yàn)后運(yùn)行的原則，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行;可采取一定時(shí)期內(nèi)原有運(yùn)行模式同步運(yùn)行的原則，待整體穩(wěn)定后進(jìn)行調(diào)整。

（5）集控中心建成后應(yīng)及時(shí)完成常規(guī)運(yùn)行管理到集控管理的思維轉(zhuǎn)換，建立健全管理體制，加大事故應(yīng)急預(yù)案演練。建立運(yùn)行維護(hù)一體化機(jī)制，保證集控中心與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員分工明確、協(xié)調(diào)作業(yè)。

5? 結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)流域電站統(tǒng)一調(diào)度，必須建立流域?yàn)閱挝坏募刂行幕蛘{(diào)度控制中心，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)電站遠(yuǎn)方集中控制、機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益，意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬光文，劉金煥等.流域梯級(jí)水電站群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度[M].中國電力出版社，2008.

[2] 馮漢夫，馬琴等.智能化水電站的思考[J].水電自動(dòng)化與大壩檢測(cè)，2010，34（6）：1-5.