水电厂远程集控及无人值班运行模式的应用探索

国家能源集团海控新能源有限公司大广坝水电厂 翁 海

水力发电厂在当下的发展中，由于其较为特殊的属性，绝大多数情况下都需建设在一些交通并不便利的环境中，如建设在人烟较为稀少的山区中，这样距离现代城市较远，因此对管理提出了一定的要求。在当下采用的远程集控与无人值班运行模式可避免一线工作人员较大工作压力，同时提升水电厂管理效果。

1 无人值班模式

所谓远程集控无人值班模式，就是在水电厂值班过程中一种对于传统值班模式的全面变革处理，也是象征现代化水电厂发展的重要标志。这样的运行模式往往对水电厂的设备、自动化水平、工作人员能力提出了更高的要求。因此为实现这样的自动化管理与控制，需配备较为完善的一次设备，同时设计出合理的二次设备，最后再提升工作人员的工作能力，以此高效率的形成远程集控、无人值班的管理制度。

对于构建出的远程集控程序，首先可实现数据采集、监视及控制等诸多的功能；其次还要在运行中对当下控制的水电厂实现集中控制与远程调节的作用，让工作人员可对各个部门和环节实现针对性的调整。在数据采集与处理方面有效进行实时数据的处理，因此极大提升处理的效果。而对于自动发电控制与自动电压调节功能的实现,保障水电厂的正常运行[1-2]；最后还可对当下的运行情况进行全面分析与评估，以此针对一些故障、事故等发挥出指导的作用，最大程度上保障水电厂的安全性。

2 性能优良的一次设备

2.1 一次主设备

在构建水电厂的过程中往往会使用大量的机械设备，如水轮机、发电机、主变压器、断路器及高压配电装置等设备。在这些设备的管理中需做好设备的预试及对其运行中的性能进行鉴定，以此保障技术方面的良好。同时在技术档案资料方面也要保证齐全，保障达到铭牌上的处理才可投入实际运行生产中[3]。在设备的检测中还要重视机械设备的经济性、可靠供电性等诸多因素，还要在规定的时间内对设备进行检修与试验并充分符合规程中的实际要求，让各个参数可充分满足设备的实际需求。

2.2 安全可靠的厂用电

厂用电一直都是水电厂运行过程中所能到达安全生产的关键所在。而厂用电的可靠性也直接决定了水电厂的稳定运行能力，这就对无人值班的水电厂提出了更高的运行要求。在水电厂的厂用电系统上，一般都需分为10kV及400V的两级电压。10kV系统中采用三相星型的接线类型，在中性点并不会出现接地的情况。400V系统采用三相四线制成的星型接线，在中性点会出现直接接地情况。

在厂用电源的系统构建中要进行完善化的处理。保障10kV及400V母线可分段进行运行，在不同运行段要至少安装两个备用电源。厂用电源的采购要尽可能选择一些机端高压厂所使用的变压器当作供电中的主要电源类型。在地方变电所中的外来供电要当做备用的电源类型。此外，水电厂的电源配置上还要充分满足当下柴油发电机的实际需求，以此成为应急保安电源。

厂用电源还要拥有较为先进的电源自动投入装置，可很好的让双电源都当做相互备用。这样的运行模式下最大程度保障设备在出现故障时可让备用电源第一时间投入使用。而在厂用电运行参数调试上，需基于数字量与模拟量等形式进行调整，进而充分保障计算机监控系统可投入运行，便于工作人员可以进行远程监控，对运行人员进行监视，最大程度上保障用电的安全性和可靠性。

2.3 直流电源

首先在直流电源的配置过程中需采用冗余的配置方式并形成分段运行的方式，同时互为备用电源。之后还要工作人员可积极进行调试工作，只有充分保障调试工作的顺利，才可将其设备投入使用；其次还要在线路安装蓄电池在线巡视装置，以此实现自动巡检、故障报警的诸多功能。还要配备绝缘检测仪以对其直流母线、蓄电池回路及所有的主馈线回路产生良好的绝缘效果。还要让系统当中的监控系统有较高通信能力，可最大程度保障计算机监控系统的正常运行。

3 安全可靠的二次设备

3.1 监控系统

整个系统采用计算机监控系统，需形成开放式分层部分的系统类型，并构建出全分布式数据库，这样就可让系统基于实际的要求能够具备冗余配置的效果，最大程度提升安全性。在水电厂的计算机监控系统方面，还要搭配1套冗余的SCADA/AGC/AVC服务器，同时还要搭配冗余历史数据库服务器，再配备一定的防火墙体系以保障系统安全性，抵御一些外在的危险。这样就可构建出较为完善的监控系统，可对整个水电厂都形成较为良好的效果。

3.2 通信与保护系统

在构建通信系统的过程中，无人值班模式下的水电厂往往需要基于实际的要求，能够将电网通道当作主用的通道，同时让电信通道当做备用的通道，这样可实现通信通道的冗余配置，充分保障通信系统的稳定运行，还要配置卫星通道，可当做紧急备用的通道。对于无人值班水电厂而言，一次设备的保护需要基于冗余原则进行相应的配置，还要基于快速切除故障的主保护，让其出现机械事故后可高效率进行自行处理与控制，最大程度保障其他位置不会受到严重影响。

3.3 自动化辅助系统

对在系统中搭配了机组的调速器系统而言，在该系统中采用了微机调速器，因此在实际的运行过程中要充分保障调速器的稳定运行，同时性能方面也要充分满足实际的标准和要求，在平均无故障时基本都需将故障时间可达到8670h以上。而在调速器发生故障时则需具备自动停机的相关功能。这样的处理下可保障压油装置的稳定工作，其次还要具备自动补气的装置。而在漏油的装置上还要保障具备着较高的容量，同时也要充分保障工作的稳定性。在这样的运行模式下才可让其上位机可以具备较高的通讯能力。

在机组励磁调节系统中，本系统采用了双通道自并励的微机励磁系统。这种励磁系统可以稳定的运行下去，以此让其性能方面可充分满足相关要求。而在静止励磁的可控硅功率，以及在系统中的风扇出现故障时，该系统就需有着自动控制的能力。如，马上可进行风压检测或对风机缺相进行运行；其次让系统中灭磁系统可稳定的运行下去；系统中要采用环氧浇筑变压器，或可在有条件情况下，采用干式变压器的方式将其与上位机的通讯功能保持良好的效果[3]。

辅机系统的构建主要涉及水电厂辅机系统中的透平油、渗漏排水、消防系统、气系统等诸多系统和设备，只有在这些先进机械设备与先进系统构建下，才可顺利实现水电厂自动控制需求。在信息处理方面，需将信息都输入到计算机监控系统中，以此进行针对性的数据分析与处理。

4 远程集控、无人值班下的管理模式

制定管辖权限划分。在当下的远程集控、无人值班工作中，基本基础管理制度方面需充分保持制定出明确的规定，同时制定出设备的管辖范围，以此可对监理出来的远程集控程序起到一定的效果。在设备管辖权划分的过程中，一般为调度管辖与许可的设备都需得到集控管理。

集控与电厂的信息沟通机制。在无人值班的电厂运行中需积极与远程集控运行的中心构建出高效率的信息通信机制，以此有效避免出现电厂生产与集控间存在沟通不及时问题出现，严重的导致工作出现脱节、推诿现象，充分保障无人值班电厂与远程集控运行的中心始终保持着及时沟通，进而实现理解的一致性。

电场现场的反应机制。在当下发展中电厂虽采用无人值班模式，但还要配备一定的应急处理人员以处理一些较为棘手的问题。因此就要制定出科学合理的应急处置人员的管理制度，配置工作手册并让其现场人员可在得到远程监控人员工作命令后及时达到指定工作现场，完成指令内容。

远程集控人员。在远程集控人员工作过程中，由于无法及时来到现场进行工作，因此需利用计算机监控系统对当下水电厂的整体运行情况进行详细分析与掌握，之后利用信息分析技术发现一些机械设备所存在的故障问题，最大程度控制故障的影响范围，并积极采用一些针对性手段，将指令下达到现场应急处置人员，这样就可形成马上处理故障的效果。这对于水电厂的自动化发展起到十分关键的作用。同时还要定期对运行人员开展培训工作，这样才可实现科学合理的管理。