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【摘要】华能冷竹关、小天都水电站突破传统的运行管理模式，实行无人值班、少人值守，实现梯级调度集中管理。通过介绍冷竹关、小天都水电站远控中心的运行、管理模式，以冷竹关、小天都水电站能安全、规范、科学、可持续运行为出发点，对现代化水电站运行管理模式进行探讨。
【关键词】水电站；远控中心；运行管理
我国水电站特别是大、中和流域开发的中小型水电站群采用计算机监控技术来实现水电站的无人值班条件完全成熟。现就华能冷竹关、小天都水电站实行无人值班、少人值守为出发点，对现代化水电站运行管理模式进行探讨。
1.电站简介
冷竹关和小天都水电站是瓦斯河流域开发的梯级电站，位于四川省甘孜藏族自治州境内，冷竹关电站设计总装机容量为180MW，保证出力51.94MW，设计水头362m，引用流量54.9m3/s。电站以一回220 kV、长170km 的输电线路跨越二郎山送至邛崃变电站接入四川电网。小天都电站为引水式水力发电站。水库具有日调节能力，库容62.09万m3。装机容量80MW×3。
1.1集中控制中心简介。成都集中控制中心监控系统通过2MDDN通道以开放的TCP/IP方式与冷竹关、小天都电站计算机监控实现广域网互联，对生产现场进行实时监视控制。
监控系统局域网按IEEE802.3设计，采用100M交换式以太网，TCP/IP通信规约，通过路由器与电厂监控系统实现广域互联，通过网关机与省调通信，系统结构如图1所示。
系统的特点：
（1）成都控制中心监控系统与冷竹关、小天都电站中控室控制系统完全并列，任何一方发生故障，另一方仍可正常控制生产。（2）系统为开放式环境，采用UNIX操作系统，人机界面采用X-WINDOW/MO-TIF，数据库为ORACLE，支持SQL查询语言。（3）功能和数据库分布，操作员工作站完成实时的监控和控制；历史数据库、实时数据库等分布在主计算机内；报表的生成、与MIS系统的接口由SQLSERVER计算机实现；梯级电站的自动发电控制AGC和自动电压控制AVC、与省调通信由接口计算机完成。系统各功能分布在各节点计算机上，使单个节点故障对整个系统的影响降到最低，同时也充分利用了各节点的资源，提高了系统的效率和易扩充性能。（4）本系统主计算机、操作员工作站、UPS均采用同构型冗余，保证了系统的可靠性和实用性。
1.2系统的主要功能。梯级调度中心计算机监控系统根据省调下达的总有功/总无功电力、电量确定每个电站应发的总有功/总无功，再由电站计算机系统完成本电站的AGC/AVC64控制，实现自动开/停机；也可由梯级调度中心计算机系统根据省调下达的总有功/总无功电力、电量命令，给出各电站各机组的负荷，直接实现机组的开/停控制。梯级电站的控制可分为三个层次：（1）电站现地控制单元就地控制；（2）厂站计算机控制；（3）梯调中心计算机监控系统远方控制。控制的权限按就地、厂站、梯调中心计算机监控系统从高到低，控制的权限可通过操作开关和计算机软件实现切换或闭锁。
1.3通讯系统。成都控制中心与各厂站的通信采用三条通道：a.中国电信的光纤通道；b.电力系统的微波通道；c.吉通公司的卫星通道。
其中DDN通道是主用通道，微波和卫星是备用通道。监控系统实时监测通道，当DDN中断时，能自动切换到备用通道，DDN恢复后，又可自动切回主用通道。监控系统中通信接口计算机通过上述的三条通信通道收集梯级电网及厂站模拟量、数字量和脉冲量实时信息，经转换、处理后，通过光纤上送至省调，同时接收、处理上级调度命令及负荷曲线。
2.自动化设备的配置
220KV出线的继电保护均采用了两套不同厂家的微机双重配置，在每一套微机配置中的主保护或后备保护又由单独的CPU控制。发电机、变压器组保护的每一个主保护采用一个CPU控制，一个出口回路的方式，在设计和配置上保证了保护在任何情况下都能可靠动作。两站所有的基础自动化元件电磁阀、水位、油位计、水系统的所有控制阀门、排水系统的调节装置均采用目前最先进的自动化元件，保证了运行的可靠性
传统的直流系统方式现在己无法满足水电站的自动化设备和无人值班的要求。两站在直流系统考虑了两套220伏直流蓄电池系统、两套24伏直流蓄电池系统和两套硅整流供电直流系统。直流电源系统的双重配置和双电缆供电方式保证了供电的可靠性。
2.1计算机自动巡检系统。冷竹关、小天都均采用计算机自动巡检系统，系统包括工作计算机和手持计算机两部分，工作计算机与电站MIS系统连接。ON-CALL人员巡检时必须按照规定的路线、设备进行，利用手持机与设备上的计算机条形码进行对话，当发现设备缺陷在现场直接输入手持机，巡检完毕后，将手持机与工作计算机连接后，巡检信息进入工作计算机并自动形成表格和缺陷纪录。表格和缺陷纪录分级别查看与审阅，只有在经过值长审阅，检修维护人员将缺陷消除或确认后才形成统计表格。目前两站计算机自动巡检系统具备巡检管理、缺陷管理，检修管理和维护管理四大功能。
2.2办公自动化系统。办公自动化系统硬件由成都、康定两地中心服务器、100M以太网交换机及用户工作站组成。办公自动化系统实现了计算机工作票、操作票流程，运行台账和检修台账管理等功能。运行值班人员在运行台账中记录了当值过程中发生的重要事情。检修台账则完整地记录了每一条缺陷的发现、处理过程及方法等。
2.3电视电话会议系统。电视会议系统由视频接口连接大屏幕投影系统，通过局域网连接办公自动化系统。
2.4工业电视系统。工业电视系统在冷竹关水、小天都电站地下厂房、GIS楼、闸首等重要部位设置64个摄像头，以IP方式上送到设在成都控制中心及现场的监视终端，通过工业电视系统能直观的了解和监视现场设备的运行状态及环境状态，是远方监控重要的辅助手段。
2.5无线寻呼报警系统。冷竹关、小天都水电站现场建立了既与公用寻呼网相联，又自行独立的寻呼系统。信号覆盖地下厂房、地面厂房、现场生活区、闸首、引水隧洞沿线及公网覆盖区域，用户不论通过成都公网还是公司寻呼台都能进行收发呼，并且寻呼信号在两地同播。
3.冷竹关、小天都两站工作模式
安全生产部由三个检修室和一个运行中心组成。
3.1成都控制中心值班方式。成都控制中心设置五个值，每值两人，按照五班三倒的方式倒换进行值守，另有一至两人备用，在因个别值守人员请假时顶替值守。主要任务：执行监盘、线路充电，开关解列、同期，机组启动与停止、负荷调整、系统合环与解环，下达其他操作命令或遇有事故情况下的第一应急处理。
3.2现场ON-CALL值守方式。运行中心设置三个ON-CALL值（一级ON-CALL），每班八人（运行人员2人，检修电气、机械、自动化及通信每专业2人）主要任务：白天在厂区对设备进行巡回检查，完成设备的定期工作和办理设备的检修工作票以及对需要检修或恢复运行的设备进行操作，对一般故障进行处理。晚上除ON-CALL巡回时间段外，在厂区公寓休息待命。遇有厂房出现故障或事故时，由控制中心值班人员及自动寻呼系统通知快速进入现场处理。
结束语
近年来，计算机软硬件技术的飞速发展，特别是Windows NT操作系统的推出，高性能的系统微机的出现，为新一代电厂计算机监控系统的开发提供了坚实的技术基础。在大型电站中，使用全分布开放式计算机监控系统将是我国厂站监控技术的发展方向。
我国西南地区是水电的富矿，水电作为基础能源产业和洁净、可再生利用的能源在西部大开发乃至全国发展中有着举足轻重的地位，但由于资金及人才的限制，目前我国特别是西南地区水电的开发比例还很小。本文希望通过探索水电建设开发及生产管理的新模式，在传统行业中引入高新技术及现代化的管理理念，从而改善水电的软硬件投资环境，吸引更多的资金及人才，加快水电建设，为全面建设小康社会作出水电应有的贡献。
【关键词】水电站；远控中心；运行管理
我国水电站特别是大、中和流域开发的中小型水电站群采用计算机监控技术来实现水电站的无人值班条件完全成熟。现就华能冷竹关、小天都水电站实行无人值班、少人值守为出发点，对现代化水电站运行管理模式进行探讨。
1.电站简介
冷竹关和小天都水电站是瓦斯河流域开发的梯级电站，位于四川省甘孜藏族自治州境内，冷竹关电站设计总装机容量为180MW，保证出力51.94MW，设计水头362m，引用流量54.9m3/s。电站以一回220 kV、长170km 的输电线路跨越二郎山送至邛崃变电站接入四川电网。小天都电站为引水式水力发电站。水库具有日调节能力，库容62.09万m3。装机容量80MW×3。
1.1集中控制中心简介。成都集中控制中心监控系统通过2MDDN通道以开放的TCP/IP方式与冷竹关、小天都电站计算机监控实现广域网互联，对生产现场进行实时监视控制。
监控系统局域网按IEEE802.3设计，采用100M交换式以太网，TCP/IP通信规约，通过路由器与电厂监控系统实现广域互联，通过网关机与省调通信，系统结构如图1所示。
系统的特点：
（1）成都控制中心监控系统与冷竹关、小天都电站中控室控制系统完全并列，任何一方发生故障，另一方仍可正常控制生产。（2）系统为开放式环境，采用UNIX操作系统，人机界面采用X-WINDOW/MO-TIF，数据库为ORACLE，支持SQL查询语言。（3）功能和数据库分布，操作员工作站完成实时的监控和控制；历史数据库、实时数据库等分布在主计算机内；报表的生成、与MIS系统的接口由SQLSERVER计算机实现；梯级电站的自动发电控制AGC和自动电压控制AVC、与省调通信由接口计算机完成。系统各功能分布在各节点计算机上，使单个节点故障对整个系统的影响降到最低，同时也充分利用了各节点的资源，提高了系统的效率和易扩充性能。（4）本系统主计算机、操作员工作站、UPS均采用同构型冗余，保证了系统的可靠性和实用性。
1.2系统的主要功能。梯级调度中心计算机监控系统根据省调下达的总有功/总无功电力、电量确定每个电站应发的总有功/总无功，再由电站计算机系统完成本电站的AGC/AVC64控制，实现自动开/停机；也可由梯级调度中心计算机系统根据省调下达的总有功/总无功电力、电量命令，给出各电站各机组的负荷，直接实现机组的开/停控制。梯级电站的控制可分为三个层次：（1）电站现地控制单元就地控制；（2）厂站计算机控制；（3）梯调中心计算机监控系统远方控制。控制的权限按就地、厂站、梯调中心计算机监控系统从高到低，控制的权限可通过操作开关和计算机软件实现切换或闭锁。
1.3通讯系统。成都控制中心与各厂站的通信采用三条通道：a.中国电信的光纤通道；b.电力系统的微波通道；c.吉通公司的卫星通道。
其中DDN通道是主用通道，微波和卫星是备用通道。监控系统实时监测通道，当DDN中断时，能自动切换到备用通道，DDN恢复后，又可自动切回主用通道。监控系统中通信接口计算机通过上述的三条通信通道收集梯级电网及厂站模拟量、数字量和脉冲量实时信息，经转换、处理后，通过光纤上送至省调，同时接收、处理上级调度命令及负荷曲线。
2.自动化设备的配置
220KV出线的继电保护均采用了两套不同厂家的微机双重配置，在每一套微机配置中的主保护或后备保护又由单独的CPU控制。发电机、变压器组保护的每一个主保护采用一个CPU控制，一个出口回路的方式，在设计和配置上保证了保护在任何情况下都能可靠动作。两站所有的基础自动化元件电磁阀、水位、油位计、水系统的所有控制阀门、排水系统的调节装置均采用目前最先进的自动化元件，保证了运行的可靠性
传统的直流系统方式现在己无法满足水电站的自动化设备和无人值班的要求。两站在直流系统考虑了两套220伏直流蓄电池系统、两套24伏直流蓄电池系统和两套硅整流供电直流系统。直流电源系统的双重配置和双电缆供电方式保证了供电的可靠性。
2.1计算机自动巡检系统。冷竹关、小天都均采用计算机自动巡检系统，系统包括工作计算机和手持计算机两部分，工作计算机与电站MIS系统连接。ON-CALL人员巡检时必须按照规定的路线、设备进行，利用手持机与设备上的计算机条形码进行对话，当发现设备缺陷在现场直接输入手持机，巡检完毕后，将手持机与工作计算机连接后，巡检信息进入工作计算机并自动形成表格和缺陷纪录。表格和缺陷纪录分级别查看与审阅，只有在经过值长审阅，检修维护人员将缺陷消除或确认后才形成统计表格。目前两站计算机自动巡检系统具备巡检管理、缺陷管理，检修管理和维护管理四大功能。
2.2办公自动化系统。办公自动化系统硬件由成都、康定两地中心服务器、100M以太网交换机及用户工作站组成。办公自动化系统实现了计算机工作票、操作票流程，运行台账和检修台账管理等功能。运行值班人员在运行台账中记录了当值过程中发生的重要事情。检修台账则完整地记录了每一条缺陷的发现、处理过程及方法等。
2.3电视电话会议系统。电视会议系统由视频接口连接大屏幕投影系统，通过局域网连接办公自动化系统。
2.4工业电视系统。工业电视系统在冷竹关水、小天都电站地下厂房、GIS楼、闸首等重要部位设置64个摄像头，以IP方式上送到设在成都控制中心及现场的监视终端，通过工业电视系统能直观的了解和监视现场设备的运行状态及环境状态，是远方监控重要的辅助手段。
2.5无线寻呼报警系统。冷竹关、小天都水电站现场建立了既与公用寻呼网相联，又自行独立的寻呼系统。信号覆盖地下厂房、地面厂房、现场生活区、闸首、引水隧洞沿线及公网覆盖区域，用户不论通过成都公网还是公司寻呼台都能进行收发呼，并且寻呼信号在两地同播。
3.冷竹关、小天都两站工作模式
安全生产部由三个检修室和一个运行中心组成。
3.1成都控制中心值班方式。成都控制中心设置五个值，每值两人，按照五班三倒的方式倒换进行值守，另有一至两人备用，在因个别值守人员请假时顶替值守。主要任务：执行监盘、线路充电，开关解列、同期，机组启动与停止、负荷调整、系统合环与解环，下达其他操作命令或遇有事故情况下的第一应急处理。
3.2现场ON-CALL值守方式。运行中心设置三个ON-CALL值（一级ON-CALL），每班八人（运行人员2人，检修电气、机械、自动化及通信每专业2人）主要任务：白天在厂区对设备进行巡回检查，完成设备的定期工作和办理设备的检修工作票以及对需要检修或恢复运行的设备进行操作，对一般故障进行处理。晚上除ON-CALL巡回时间段外，在厂区公寓休息待命。遇有厂房出现故障或事故时，由控制中心值班人员及自动寻呼系统通知快速进入现场处理。
结束语
近年来，计算机软硬件技术的飞速发展，特别是Windows NT操作系统的推出，高性能的系统微机的出现，为新一代电厂计算机监控系统的开发提供了坚实的技术基础。在大型电站中，使用全分布开放式计算机监控系统将是我国厂站监控技术的发展方向。
我国西南地区是水电的富矿，水电作为基础能源产业和洁净、可再生利用的能源在西部大开发乃至全国发展中有着举足轻重的地位，但由于资金及人才的限制，目前我国特别是西南地区水电的开发比例还很小。本文希望通过探索水电建设开发及生产管理的新模式，在传统行业中引入高新技术及现代化的管理理念，从而改善水电的软硬件投资环境，吸引更多的资金及人才，加快水电建设，为全面建设小康社会作出水电应有的贡献。