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清能公司区域小水电站群集中控制实践

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/5/4 15:58:42   

  所属频道:  水力发电    关键词:  控制 电站 水电

[摘要]区域小水电站群集中控制系统是我国小水电控制发展的方向,介绍清能公司区域小水电站群集中控制的情况及其取得的很好的效果。

[关键词]小水电站群监控无人值班

1概述

水电站一般都位于偏僻的山区,交通不便,职工生活环境较差。目前我国小水电站普遍技术装备落后,完全靠人来对机组的运行情况进行现场监视和控制,自动化程度低、电能质量不稳定,且存在工人工作环境恶劣、劳动强度大、事故频繁、生产效率低的状况。单座小水电站实现无人值班的较少,对于区域小水电群的集中控制尚处于探索阶段。

随着我国电力事业的迅速发展,单座小水电站在电网中所占容量比例越来越小;与系统容量相比,可以认为系统容量为无穷大,单座小水电站的解列、并网对系统的影响较小,因此对单座小水电而言,只需考虑其自身的安全生产即可。

随着信息技术的迅速发展,计算机性能的不断提高和价格下降,可用多台计算机组成计算机监控系统来对电站进行实时监控和运行管理,这是区域小水电站群可实现无人值班的技术基础。

在发达国家,经过多年的研究和发展,对水电站的控制和管理取得了很多成果。水电站大多实行无人值班的运行方式,职工生活在城市里,只有少数电站有很少的人员在现场进行维护管理,如法国、日本、美国、加拿大等。机组开停、工况转换、运行监视等工作都由上级调度通过监控系统及自动装置来完成。

梯级水电站或区域水电站群实行计算机集中监控将逐步成为我国水电站自动化的主流。

清能公司成立于1994年,现有员工36人,目前管辖的有4座电站,共10台机组,总装机容量为2.03万kW;即晒谷坪电站(2×5500kW)、西寺坪梯级电站(2×(3×550kW))、高坝洲自备电站(2×3000kW),分布在清江流域,站间最大距离50km。这些电站分别为隔河岩水利枢纽和高坝洲水利枢纽提供保安自备电源,其中西寺坪梯级电站还是华中电网的黑启动电源点,在电网中具有重要的作用和地位。

随着水布垭自备电站的建设,公司的迅速发展,所管辖的电站越来越多,运行值班人员在公司所占比例越来越大;为了提高设备管理水平、改善职工工作环境、降低劳动强度,提高劳动生产效率,对区域内小水电站群实行集中控制和管理是公司发展和提高生产管理水平的需要。

2集中控制的模式选择

水电站实行无人值班一般有3种模式:梯级调度、一厂多站总控制和上级电网调度直接监控水电厂。根据我国具体情况一般选用前两种方式,如果梯调或总控制室设在其中的一个电厂,则该厂为少人值班,其它电站为无人值班电站。

根据清能公司的情况,目前采用的是一厂多站总控制形式,在西寺坪Ⅰ级电站设置控制中心,对晒谷坪电站、西寺坪Ⅱ级电站和高坝洲自备电站集中进行监视和控制,晒谷坪电站、西寺坪Ⅱ级电站和高坝洲自备电站为无人值班电站。待系统进一步完善并取得一定运行管理经验后可将控制中心转移到宜昌,所有电站都将实现无人值班。

3集中控制实现条件与过程

实现区域内小水电站群的集中控制必须要满足硬件和软件两方面条件。硬件包括各受控电站的主、辅设备,电站计算机监控系统、工业电视系统、消防系统、通讯系统、集中监控系统、网络设施等硬件设备,要求设备运行状态良好、性能稳定可靠、功能完善、可控性好、监视点要完备,此方面国家已经制定了有关的规程规范;软件方面包括与实现无人值班管理模式相适应的运行维护管理、职工素质等方面的要求。

清能公司从1995年就开始考虑无人值班问题,当时公司只有晒谷坪1座电站在运行,西寺坪梯级电站正在建设中;由于西寺坪Ⅰ级站与Ⅱ级站相距较近,于是就提出西寺坪Ⅱ级电站按无人值班模式,中控室设在西寺坪Ⅰ级电站,自1997年西寺坪Ⅱ级电站投产以来,经过4年的运行,积累了许多经验,西寺坪Ⅱ级电站无人值班取得了成功;于是公司就提出了要对晒谷坪电站进行综合自动化改造,也要实现无人值班的目标要求。

由于晒谷坪电站是地下厂房,采用的是常规控制方式,设备老化严重,经过5年的时间,先后对机组的调速器系统、励磁系统、直流系统、技术供水系统、渗漏排水系统、通讯系统等进行了系列改造,并进一步完善了自动化元件配置,使其具备计算机控制的条件。最后于2001年对晒谷坪电站进行了综合自动化改造。

由于西寺坪电站计算机监控系统当时采用的是486工控机,不具备联网功能,已被淘汰,于是进行了统筹考虑,对其上位机系统进行了改造,这样晒谷平电站与西寺坪电站计算机监控系统实现了联网,3座电站实现了集中控制,控制中心设在西寺坪Ⅰ级站。

2002年1月系统全部投入运行,经过22个月的模拟无人值班试运行,系统运行稳定、硬件基本满足了集中控制要求,与此同时建立了一系列与无人值班运行方式相配套的管理办法,并对员工进行了针对性培训;2003年10月23日晒谷坪电站开始真正实现无人值班,经过1年多的运行实践证明,改造是成功的。

高坝洲自备电站的原计算机监控系统不具备联网功能,于2002年4月进行了局部改造,并已与信息网络进行了互联,实现了远方运行监视功能。2004年高坝洲与隔河岩实时网络开通,高坝洲自备电站计算机监控系统实现了与隔河岩的联网,具备了远控功能,经过一年的试运行,2005年12月1日高坝洲自备电站正式实现了无人值班。

4系统经济技术分析及社会效益

4.1提高电站安全运行水平

安全运行是水电厂最重要的指标之一。为保证各水电厂的安全运行,必须对水电厂的运行工况和设备进行经常的严密监测,并迅速做出反应。

计算机监控系统能迅速采集和处理大量信息,弥补了人的能力局限性,因而能迅速发现异常,及时采取措施,防止事故的发生或扩大,大大提高了水电厂安全运行水平。计算机监控系统的成功应用,大大提高了设备运行可靠性,它能直观指出系统或设备存在的问题,增强了故障判断能力,减少了排除故障时间,增加了各电站机组的可运行小时。通过对历史统计数据进行综合分析,可对设备的健康状况变化趋势进行判断,从而对各个电站设备的运行、检修做到有的放矢,为设备进行诊断检修提供依据。

4.2减少运行值班人员、降低生产成本

综合自动化控制系统的建立,形成了清能公司区域小水电群的统一集中运行管理。晒谷坪电站、高坝洲自备电站实现无人值班,公司减少了运行人员,节省了费用开支,降低了生产成本,提高了经济效益。

4.3社会效益

实现区域小水电群综合控制后,提高了各电站的安全、稳定性,从而能为隔河岩电站、高坝洲电站提供更加可靠的保安电源;为隔河岩电站提供稳定可靠的技术供水。

目前,国内实施的鼓励水电开发政策,梯级或区域水电将会越来越多。单座电站一般都会采用计算机监控系统,但区域内或流域内水电厂群尚不具备集中控制功能,各电站都配有大量运行人员,因此区域内水电厂群实现集中控制是一种必然趋势。该综合控制系统的成功应用,将代表我国小水电集中控制发展的方向,具有典范作用和广泛的推广应用价值。

来源:小水电
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