浅谈中小型水电站综合自动化系统的应用

黄兴荣　刘仁江

摘 要：中小型水电站中应用综合自动化系统，能够可靠提高水电站供电的可靠性及其供电质量。自动化系统的应用能够有效降低水电站的运行和维护成本，本文首先介绍了中小型水电站中综合自动化系统的有关概念，后又介绍了水电站中应用综合自动化技术的目的及意义，并列举实际应用实例进行说明。

关键词：中小型水电站 综合自动化 应用实例

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0025-01

社会的不断进步，经济、科技的不断发展，电力设备得到大量普及应用，使得人们对电力的需求量逐步增加，对电能的质量要求也相应增加。为了提高水电站的发电效率和供电质量，传统的主要以人工操作的控制模式已经难以满足人们对电能的需求，使得基于计算机的监控系统的水电站综合自动化系统成为必然发展趋势，这种新模式不仅减少了人力物力，还有效提高了发电效率及发电质量。这种系统的运行可以达到无需人的干预、少人值班甚至无人值班的目的。

1 水电站综合自动化系统概述

综合自动化技术基于计算机基础发展而来，目的是监控整个水电站，包含水文测报，辅助和公用设备、发电机组的启停控制、负荷分配、工况监视及输配电线路的全自动控制，能够准确的与上级调度部门实时通信而实现全方位的自动监测控制系统。包含了以下几个子系统。

1.1 计算机监控系统

综合自动化技术以计算机监控技术作为基础和核心，根据计算机应用与常规的监控设备之间的关系，可分为三种模式：（1）计算机辅助常规的监控系统模式。（2）以计算机监控系统为主，辅以常规的控制设备。（3）完全依靠计算机技术的监控系统。水电站可根据实际情况进行选择，现代化的水电站一般使用第三种模式的监控系统。

1.2 工业电视监视系统

水电站监控过程中应用工业电视进行辅助监控，可实时操控设备，提高水电站的自动化应用水平、生产效率及操作安全性，且可独立于前一种监控系统进行使用。

1.3 消防监控系统

消防监控系统能够24 h对水电站的重要场所进行火情监控，并在油库、主变区、主厂房、副厂房、重点建筑设施及核心机电设备位置放置探测器。火情信息通过监控系统进行信息处理后以异步通信的方式发送到计算机监控系统。此系统还能实现二氧化碳/水喷雾等灭火系统、排烟防火装置和通风系统的控制。

1.4 基础自动化元件和自动装置

（1）前者主要用于监视、判断、处理和执行对水电站的主/辅设备的控制操作，能够可靠执行对发电机组及其辅助设备的安全保护能力及自动控制能力。（2）自动装置为能够实现自动调节和控制的回路或装置的逻辑组合，可独立作用于主监控系统。

1.5 自动水文测报系统

此系统不仅需要快捷、准确、及时的采集水情，还应该通过计算机技术在规定的短时间内准确的做出预报。对水电站的发电、排沙、防洪、调峰意义重大。

2 水电站综合自动化控制技术的目的、意义

2.1 中小型水电站中应用综合自动化系统的目的

主要目的为通过监控系统采集水电站的各种设备的有关信息并进行信息处理，实现系统的自动监视、保护、调节、控制，保证发电机组的发电质量，及发电机组本身的安全、可靠、稳定运行，确保电网的安全稳定运行，使水电站的发电机组能够加快调节速度并能够快速进行故障处理，使水电站得以优化运行。

2.2 中小型水电站中应用综合自动化系统的意义

意义有以下几方面：（1）有效提升水电站的相关设备及电网的稳定、可靠运行。（2）提升水电站及其机组的调节速度。（3）使水电站得以优化运行，以获得最高发电效益。（4）有效简化系统设计工作。常规控制的电气设计较复杂，需详细提供布置图、原理图，而现代自动控制系统的设计、安装及调试工作可以大大得到简化。

水电站中应用综合自动化技术能够有效降低企业的成本，尽管此系统的设计及实施成本较高，但是所带来的经济效益大大降低了日后的维护、运行成本。

3 应用实例

本文所论述的综合自动化系统由管理主站，GPRS通信传输通道和监控终端组成。系统通过远距离的监控终端系统采集到开关量信号，经GPRS传输至监控主机，以完成水电站中各开关量的监控。其系统功能和系统架构简单介绍如下。

3.1 系统功能

（1）数据采集。利用随机巡检、定时巡检及自动接受这三者相配合的方式进行水电站各综合监控系统历史数据和实时数据的采集。

（2）校时。水电站各综合监测装置需统一时间基准，实时管理监测系统定时校对各站的时间。

（3）控制。实施监控和管理系统能够发送遥控命令至含遥控功能的子站监测装置，进行远程遥控。

（4）数据库查询。监测系统可查询系统运行以来的任何时间的报警记录、事件记录、历史数据等，并提供数据的维护接口及允许的数据接口，为DSM系统、线损分析和负荷预测提供数据源。

（5）防盗、报警功能。系统含有开关变位和报警参数自动上传的功能。

3.2 系统架构

中小型水电站综合自动化系统具备卫星、短波、超短波等几种通信方式，本案例的实时监测和管理系统中使用GPRS通信方式，这种通信方式基于GSM的基础上发展恶来，为一种实行分组交换的数据传输网络，能够为水力、银行、交通、电力等行业提供许多无线接入的方式。

4 结语

总之，水电站中应用综合自动化技术进行系统的监测，为未来水电站监测系统的必然发展趋势，它能够有效降低人力物力，能够全天候的自动监测系统并实时发送监测数据和警报信息，能够为水电站带来极大的经济效益。对水电站进行综合自动化控制改造是，应该重点从自动装置和自动化元件着手，最终实现无需人的干预实现系统自主安全运行的目的。

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