辦水電函〔2023〕596號

各省、自治區(qū)、直轄市水利(水務(wù))廳(局)，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)水利局，各流域管理機(jī)構(gòu)，部直屬有關(guān)單位：

小水電綠色改造和現(xiàn)代化提升是踐行習(xí)近平生態(tài)文明思想，推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的具體舉措。近年來，部分地區(qū)政府和市場兩手發(fā)力，積極開展小水電綠色改造和現(xiàn)代化提升試點(diǎn)，通過設(shè)施設(shè)備除險加固、電站智能化改造、集控中心建設(shè)、生態(tài)修復(fù)、蓄能改造等方式，推進(jìn)小水電智能化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化，取得較好成效，積累了經(jīng)驗(yàn)。2023年全國水利工作會議明確要求實(shí)施小水電綠色改造和現(xiàn)代化提升工程，推進(jìn)建設(shè)智能集約的現(xiàn)代化小水電。為加強(qiáng)對此項(xiàng)工作的指導(dǎo)，推廣運(yùn)用數(shù)字孿生、人工智能等新一代信息技術(shù)，我部編制了《智能化小型水電站技術(shù)指南(試行)》《小水電集控中心技術(shù)指南(試行)》，供各地參考。

現(xiàn)將技術(shù)指南印發(fā)你們，實(shí)施過程中的意見和建議，請反饋水利部農(nóng)水水電司。

聯(lián)系人：孫亞芹

電 話：010-63202935

郵 箱：yqsun@mwr.gov.cn

水利部辦公廳

2023年7月10日

智能化小型水電站技術(shù)指南(試行)

智能化小型水電站應(yīng)達(dá)到無人值班并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。應(yīng)具有獲取水(雨)情信息的有效途徑，可根據(jù)來水情況、設(shè)備狀態(tài)、電網(wǎng)信息等決策電站運(yùn)行方式。應(yīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制功能，在無法遠(yuǎn)程控制電站設(shè)備時，電站現(xiàn)場應(yīng)能實(shí)現(xiàn)電站設(shè)備的自主控制。宜配置水工建筑物、主要設(shè)備和區(qū)域水(雨)情的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

一、水(雨)情測報

電站水庫宜具有庫區(qū)(或區(qū)間)水(雨)情測報系統(tǒng)，能夠根據(jù)庫區(qū)內(nèi)降雨量通過產(chǎn)匯流計(jì)算和調(diào)洪演算，得出壩前水位變化過程線。電站應(yīng)有上游水位和與其相對應(yīng)的尾水水位自動監(jiān)測裝置，使智能化系統(tǒng)能動態(tài)計(jì)算電站水頭參數(shù)，根據(jù)上游水位或水位變化率(水位對時間一階導(dǎo)數(shù))進(jìn)行開機(jī)及帶負(fù)荷決策。

具有水(雨)情共享?xiàng)l件的電站，應(yīng)當(dāng)具有根據(jù)電站區(qū)間實(shí)時降雨量修正共享信息的能力，并動態(tài)獲取上游電站下泄流量信息，以提供給電站智能化系統(tǒng)分析決策。

二、設(shè)備

應(yīng)對站內(nèi)水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、機(jī)組制動裝置、主閥、閘門、電氣設(shè)備、油氣水系統(tǒng)等配置自動操作機(jī)構(gòu)，使其具備現(xiàn)地自動控制和遠(yuǎn)程控制功能。

機(jī)組在進(jìn)水隔斷、機(jī)組和電網(wǎng)解列核心功能上，宜具備直接或間接冗余設(shè)計(jì)，確保在設(shè)備故障狀態(tài)下，機(jī)組能實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)解列和阻斷輸水通道，防止事故擴(kuò)大。對于條件限制無法實(shí)現(xiàn)冗余改造的，應(yīng)評估核心功能設(shè)備失效帶來的事故風(fēng)險，并具備相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)具備轉(zhuǎn)速監(jiān)測及充足的儲能單元，在失去外電網(wǎng)電源情況下，能夠依靠備用電源或自身儲能單元可靠關(guān)機(jī)，宜具備黑啟動能力。

應(yīng)按要求裝設(shè)生態(tài)流量監(jiān)測設(shè)備設(shè)施，具備實(shí)時監(jiān)測生態(tài)流量及信息遠(yuǎn)傳能力。

宜對水輪發(fā)電機(jī)組振動、擺度和油氣水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)測。

當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，有冗余配置的設(shè)備應(yīng)能無擾動自動切換。

機(jī)組的現(xiàn)地控制單元應(yīng)具備獨(dú)立完成運(yùn)行控制的能力。

應(yīng)按照《小型水電站監(jiān)控保護(hù)設(shè)備應(yīng)用導(dǎo)則》(SL 692)的要求配置保護(hù)設(shè)備。

高壓機(jī)組電站應(yīng)配置統(tǒng)一的時間同步系統(tǒng)，為電站設(shè)備提供時間同步信號。

宜在引水口或前池配置自動清污機(jī)。

低壓機(jī)組電站在設(shè)備自動化方面可以根據(jù)實(shí)際有所簡化，但必須滿足無人值班的基本要求。

三、電源

應(yīng)具備可靠的操作電源和后備儲能電源，并按要求配備防汛備用電源。

四、通信

電站通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足國家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。電站與集控系統(tǒng)或其他外部系統(tǒng)通信時，機(jī)組監(jiān)控等涉及電站安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)通信應(yīng)采用專線或VPN方式傳輸，宜配備兩條及以上不同的傳輸通道；視頻等不涉及電站安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)可利用公網(wǎng)傳輸。

與電力調(diào)度機(jī)構(gòu)之間有遠(yuǎn)動通信要求的電站，應(yīng)按照電力系統(tǒng)二次安防相關(guān)要求，配備防火墻、加密裝置、正反向隔離等網(wǎng)絡(luò)安全裝置；其他電站宜參照二次安防要求配備網(wǎng)絡(luò)安全裝置。

電站應(yīng)具備與不同集控系統(tǒng)通信兼容能力，支持Modbus協(xié)議或IEC60870_5_104協(xié)議，并開放相關(guān)數(shù)據(jù)地址點(diǎn)表。

電站與集控系統(tǒng)通信時，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)采集信息、自診斷信息和報警信息傳輸至集控系統(tǒng)，應(yīng)能接收和處理集控系統(tǒng)下達(dá)的遙控、遙調(diào)等命令。

電站與集控系統(tǒng)互連時，應(yīng)具備控制權(quán)限的無擾動切換。同一時刻某一具體被控設(shè)備只允許執(zhí)行一個控制層級的遙控和遙調(diào)命令。

五、防雷和接地

電站防雷和接地應(yīng)符合《水力發(fā)電廠接地設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》(NB/T 35050)的相關(guān)規(guī)定。

電站內(nèi)二次回路接地應(yīng)符合《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50171)的相關(guān)規(guī)定。

監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有防雷和防止過電壓的保護(hù)措施。

應(yīng)在各種裝置的交、直流輸入處設(shè)電源防雷器。

六、安防監(jiān)控、監(jiān)測

電站應(yīng)具備發(fā)電、泄洪等自動預(yù)警和信息自動推送功能。重要巡檢點(diǎn)位應(yīng)裝設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備，并具備將視頻信息傳輸給集控中心、實(shí)現(xiàn)聯(lián)動的能力。無人值守的電站還宜增設(shè)廠區(qū)、前池等區(qū)域人員闖禁監(jiān)測設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)智能語音報警提醒。

電站宜加設(shè)煙霧、水浸、異響與壓力管壓力的監(jiān)測設(shè)備。應(yīng)配置防火、防盜、水淹報警等功能，并宜具備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳能力。

庫區(qū)水(雨)情監(jiān)測設(shè)施宜配置高清攝像頭。大壩宜配置滲流和位移監(jiān)測設(shè)備。泄洪閘、進(jìn)水閘等，宜具備閘門開度監(jiān)測及閘門自動化控制能力。宜對庫區(qū)泄洪閘等設(shè)備進(jìn)行自動化改造，具有自動投入應(yīng)急電源等能力。宜在引水渠關(guān)鍵位置加裝監(jiān)測點(diǎn)。

七、智能化系統(tǒng)

應(yīng)具備按水位或水位變化率自動決策開停機(jī)、調(diào)整負(fù)荷的能力，能夠按調(diào)度或集控指令自動運(yùn)行。宜支持一定程度的設(shè)備智能診斷、故障自處理和自恢復(fù)能力。

宜支持經(jīng)濟(jì)(優(yōu)化)運(yùn)行、智能多機(jī)協(xié)同、動態(tài)調(diào)節(jié)和分配功率的能力。

宜對測量點(diǎn)抖動、突變等異常變位情況及時預(yù)判、報警，并能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；宜具備各類設(shè)備操作和事故動作記錄、統(tǒng)計(jì)分析能力。

宜具備智能巡檢，實(shí)時定位功能和巡檢現(xiàn)場畫面影像遠(yuǎn)方傳輸能力。

宜具備基于移動終端的數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控及運(yùn)維管理能力。

八、安全技術(shù)措施

現(xiàn)地控制單元應(yīng)配置用于事故停機(jī)的獨(dú)立跳閘回路。獨(dú)立跳閘回路動作應(yīng)能執(zhí)行事故停機(jī)流程，獨(dú)立跳閘回路電源應(yīng)與現(xiàn)地控制單元主控制器電源分開。當(dāng)主控制器故障或電源消失時，獨(dú)立跳閘回路應(yīng)動作停機(jī)。

電站主要設(shè)備出現(xiàn)故障或需要緊急事故停機(jī)時，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)自動停機(jī)并根據(jù)電站實(shí)際情況聯(lián)動關(guān)閉進(jìn)水閘門或閥門。

電站遠(yuǎn)方和現(xiàn)地操作均應(yīng)具備完善的防誤閉鎖措施。

九、安全管理要求

應(yīng)開展電站安全風(fēng)險分級管控和隱患排查治理，消除生產(chǎn)安全事故隱患。

應(yīng)按要求完成電站大壩注冊登記和安全鑒定(評估)，大壩安全鑒定(評估)結(jié)果達(dá)到二類壩及以上。

應(yīng)開展電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，達(dá)到安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化三級及以上要求。

小水電集控中心技術(shù)指南(試行)

小水電集控中心建設(shè)應(yīng)遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、安全防護(hù)”原則，采用開放式分層分布系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)高度可靠、冗余，其本身的局部故障不影響現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行。集控中心應(yīng)能根據(jù)流域水(雨)情、電站狀態(tài)、電網(wǎng)信息通過集控系統(tǒng)對各電站進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時控制、經(jīng)濟(jì)(優(yōu)化)運(yùn)行、安全監(jiān)視及調(diào)度管理，提供事故預(yù)警、故障報警、生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理、安全分析、專家診斷、大數(shù)據(jù)分析等功能。有條件的地區(qū)，可按照數(shù)字孿生水利工程要求構(gòu)建數(shù)字孿生場景，優(yōu)化專業(yè)模型集成運(yùn)用方式，實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)行分析仿真、大壩安全預(yù)警、防汛調(diào)度決策支持等功能。

一、系統(tǒng)框架

宜根據(jù)區(qū)域或流域水電站的數(shù)量、流域水系、區(qū)域分布、裝機(jī)等具體情況，滿足電站就近管理與遠(yuǎn)程管理相結(jié)合以及相關(guān)管理模式逐漸磨合等要求，建設(shè)集控中心。根據(jù)水電站群規(guī)模和區(qū)域分布，集控中心下可增設(shè)若干集控分中心，實(shí)現(xiàn)分層管理。

二、系統(tǒng)配置

1．計(jì)算機(jī)設(shè)備

根據(jù)實(shí)際需要配置服務(wù)器、工作站等硬件設(shè)備。

主要計(jì)算機(jī)設(shè)備應(yīng)采用冗余配置。

計(jì)算機(jī)設(shè)備應(yīng)易操作、維護(hù)和升級，便于擴(kuò)展，并具備重新上電時自動啟動的功能。

2．網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)包含交換機(jī)、路由器，宜配置縱向加密、橫向隔離裝置、硬件防火墻。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備宜具有支持自身網(wǎng)管軟件的功能。交換機(jī)、路由器等核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備宜采用冗余配置。雙網(wǎng)之間應(yīng)實(shí)現(xiàn)無擾動切換。

集控系統(tǒng)與站級監(jiān)控系統(tǒng)之間網(wǎng)絡(luò)宜配置路由交換設(shè)備。

3．電源

電源配置應(yīng)符合《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》(DL/T 578)的相關(guān)規(guī)定。

4．時鐘

集控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)一套時鐘同步裝置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時鐘同步。時鐘同步裝置應(yīng)采用北斗衛(wèi)星對時系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)(GPS)雙信號源作為時間同步信號源。

5．軟件

系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件宜采用開源或國產(chǎn)品牌軟件。

應(yīng)用軟件宜包含自動發(fā)電控制(AGC)、自動電壓控制(AVC)、經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制(EDC)，所有應(yīng)用軟件應(yīng)在統(tǒng)一的支撐平臺上實(shí)現(xiàn)，具有統(tǒng)一風(fēng)格的人機(jī)界面。

系統(tǒng)軟件應(yīng)具備二次開發(fā)條件。

三、系統(tǒng)功能

1．?dāng)?shù)據(jù)采集和處理

自動采集各電站監(jiān)測和控制所需信息，包括實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)時計(jì)算數(shù)據(jù)。

對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性和正確性檢查，更新實(shí)時數(shù)據(jù)庫，形成歷史數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)連續(xù)。

生成各類事故報警記錄，發(fā)出事故報警音響、語音報警，條件具備時宜啟動報警信息推送功能。

進(jìn)行趨勢分析量的記錄，事件順序記錄及處理，事故追憶和相關(guān)量記錄，各電站主輔設(shè)備及繼電保護(hù)等自動化設(shè)備運(yùn)行有關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)和記錄。

生成各電站各類運(yùn)行報表。

其他輔助服務(wù)功能。

2．安全運(yùn)行監(jiān)視

應(yīng)監(jiān)視如下信息：各電站機(jī)組、開關(guān)站設(shè)備及公用設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)；各電站機(jī)組開停機(jī)過程；各電站消防、安防監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)；各電站繼電保護(hù)運(yùn)行及故障信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)；各電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行方式；通信通道。

3．控制與調(diào)節(jié)

集控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行控制方式，對接入電站進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)控制方式應(yīng)分為集控控制方式、廠站控制方式、現(xiàn)地控制方式，控制權(quán)限從低到高?？刂茩?quán)限應(yīng)實(shí)現(xiàn)無擾動切換。

控制調(diào)節(jié)功能應(yīng)包括機(jī)組開停機(jī)及事故停機(jī)、斷路器操作、機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)，宜實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備操作、閘門操作以及各接入電站自動發(fā)電控制和自動電壓控制投退及設(shè)定操作。

4．趨勢分析

應(yīng)能在趨勢顯示畫面上以曲線形式顯示趨勢數(shù)據(jù)。進(jìn)行趨勢分析的量可以選擇和定義。宜具有電站主設(shè)備在線監(jiān)測和專家診斷功能。

5．報警

集控系統(tǒng)應(yīng)能接收電站的報警信息。發(fā)生事故時，應(yīng)自動推出相應(yīng)事故畫面，畫面閃爍和變色。

應(yīng)根據(jù)報警類型發(fā)出語音報警和顯示信息，并采用閃爍或變色等方式提醒操作人員。條件具備時宜啟動報警信息推送功能。

6．事故追憶和相關(guān)記錄

事故追憶應(yīng)實(shí)現(xiàn)對事故前后水電站運(yùn)行主要參數(shù)的記錄保存功能，存儲點(diǎn)應(yīng)至少包含事故發(fā)生前10個采樣點(diǎn)和事故發(fā)生后30個采樣點(diǎn)的主要參數(shù)及數(shù)據(jù)采樣值。

事故相關(guān)量記錄應(yīng)可以選擇和重新定義。

7．人機(jī)接口

畫面圖符及顯示顏色應(yīng)符合DL/T 578的有關(guān)規(guī)定。

按組設(shè)置用戶操作權(quán)限，設(shè)置用戶登錄口令強(qiáng)度功能，防止無口令或簡單口令登錄，設(shè)置防止同個ID用戶同時登錄的功能。宜對超級用戶登錄口令進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，增加其登錄口令的強(qiáng)度。

8．時鐘同步

集控系統(tǒng)應(yīng)通過接收時鐘同步裝置的時鐘同步信息，保持全系統(tǒng)的時鐘同步。

9．系統(tǒng)自診斷和自恢復(fù)

集控系統(tǒng)應(yīng)具備硬件和軟件自診斷和自恢復(fù)的能力。

10．梯級電站經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制

梯級電站接入時，系統(tǒng)宜具備經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制(EDC)功能。

11．區(qū)域或流域水電站群調(diào)度和管理

宜根據(jù)區(qū)域水(雨)情、電站狀態(tài)、電網(wǎng)信息等，開展聯(lián)調(diào)聯(lián)控。宜基于大數(shù)據(jù)開展安全分析與管理。

12．視頻監(jiān)控

各電站重要視頻宜采用視頻AI技術(shù)自動識別，并實(shí)現(xiàn)異常自動推送；條件具備時，實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)聯(lián)動。

四、通信

1．與站級監(jiān)控系統(tǒng)通信

集控系統(tǒng)與站級監(jiān)控系統(tǒng)間宜采用以太網(wǎng)通信接口，網(wǎng)絡(luò)通道帶寬應(yīng)在2Mbit/s以上。集控系統(tǒng)與站級監(jiān)控系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信應(yīng)采用專線或VPN方式傳輸，視頻等不涉及電站安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)可利用公網(wǎng)傳輸。宜配置物理獨(dú)立的雙網(wǎng)絡(luò)通道，通道故障時應(yīng)實(shí)現(xiàn)通道間無擾動切換。

集控系統(tǒng)應(yīng)具備接入符合國家、電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)動規(guī)約的能力。

2．與電力調(diào)度通信

集控系統(tǒng)與電力調(diào)度通信的設(shè)備、通信接口、通信協(xié)議等應(yīng)滿足電力調(diào)度的要求。

3．與其他系統(tǒng)的通信

集控系統(tǒng)與其他外部系統(tǒng)通信應(yīng)符合DL/T 578的相關(guān)規(guī)定。

集控系統(tǒng)宜具備與水(雨)情測報系統(tǒng)接口互連的能力，實(shí)現(xiàn)與水(雨)情測報系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。條件允許時，宜實(shí)現(xiàn)水庫調(diào)度與電力調(diào)度一體化。

集控系統(tǒng)宜具備與生產(chǎn)運(yùn)維管理信息系統(tǒng)接口互連的能力。

集控系統(tǒng)宜具備與水電站生態(tài)流量和環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)接口互連的能力。

集控系統(tǒng)宜具備與風(fēng)光儲能廠站系統(tǒng)接口互連的能力，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、智能互聯(lián)。

集控系統(tǒng)宜具備與其他水電平臺系統(tǒng)接口互連的能力。

五、網(wǎng)絡(luò)安全

1．網(wǎng)絡(luò)通道選擇

網(wǎng)絡(luò)通道可采取自建網(wǎng)絡(luò)、租用運(yùn)營商專用網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、公網(wǎng)等方式，宜采用自建網(wǎng)絡(luò)和租用運(yùn)營商專用網(wǎng)絡(luò)等安全性較高的方式。網(wǎng)絡(luò)通道應(yīng)考慮網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求、穩(wěn)定性和安全性因站制宜選擇?？筛鶕?jù)需要增加北斗短報文等應(yīng)急備用通信信道。

2．網(wǎng)絡(luò)安全

集控中心的網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)要求、集控系統(tǒng)規(guī)模等分別采用不同的網(wǎng)絡(luò)安全措施，應(yīng)具有防入侵、防病毒功能或措施，滿足網(wǎng)絡(luò)信息安全等級保護(hù)要求。

集控系統(tǒng)與電力調(diào)度部門網(wǎng)絡(luò)相連的，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度部門安全防護(hù)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。