试论抽水蓄能电站自动化系统智能化建设措施

铁瑛

摘 要：抽水蓄能电站建设正朝智能化方向发展，建设过程中自动化技术的水平逐渐完善，已经比较成熟。随着抽水蓄电站建设的不断研究，智能化建设方向已经成为当前的主要研究方向。该文对抽水蓄能电站自动化系统智能化建设作出浅要分析，期望为相关研究提供参考。

关键词：抽水蓄能电站 智能化 自动化系统 实施途径

中圖分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（b）-0072-02

这些年来，随着科技的进步，我国在积极推进智能电网的研究和建设工作，抽水蓄能电站作为电网调节、安全稳定和提升电能质量的重要组成部分，其智能化建设将是今后的主要方向和全新目标.目前，智能变电站技术已基本成熟，目前智能电网重要的标准体系中IEC 61850作为电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，在智能变电站中成功运用，并且获得较好的效果。通过它实现了智能变电站的运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。对建设抽水蓄能电站自动化系统智能化起到了不可替代性的作用。

智能化管理在我国电站建设中的调速、继电保护与监测等方面广泛应用，并且技术水平相对较高。但因规范和接口标准的不统一，未能实现系统间数据的共享化，无法充分发挥各个系统间功能，影响智能电网建设。目前我国变电环节在智能电网建设中取得了较大的突破，这说明我国发展的自动化技术基本成型，可以运用到抽水蓄能电站的建设中。

1 构成智能化抽水蓄能电站自动化系统的主要部分

智能化抽水蓄能电站的建设是一个长期复杂的工程，其中包括抽水蓄能电站的建设、运行及管理的各个方面。与此同时，想要整个行业向智能化、标准化和规范化的发展，那么对于智能抽水蓄能电站的规划、设计和实施就非常重要，这也是未来抽水蓄能电站的发展方向。

查看设计的要求，可以知道在智能化抽水蓄能电站里设备分为一次设备和二次设备。据IEC 61850 通信协议定义，其中过程层、现地层和系统层是抽水蓄能电站自动化系统的逻辑结构的组成部分。

1.1 过程层

过程层是一次设备和二次设备的进行有机结合的位置，是由变压器、电子互感器、隔离开关和合并单元等元件组成。主要可以完成运行信息的监测与采集、设备运行状态的统计与监察等功能。及时掌握系统的运行状态，有利于系统的正常运行。

1.2 现地层

水电站里一般会设置不同的现地控制单元，为了监控不同的对象。它主要是由继电保护系统、励磁系统、现地控制单元（LCU）等几部分组成，主要作用于实时数据信息采集，然后汇总计算，实现监控、控制、保护等功能，并且可以实现与远方控制器和互感器通信。同时具备与系统层和过程层的网络通信功能。

1.3 系统层

系统层是建立在一体化平台的基础上，由数据服务器（主计算机）、操作员工作站、保护故障信息系统和其它各种应用功能站组成，主要作用于整体性的监控、警告、数据通信和对信息采集、处理、保护等功能，可以在设备出现故障的第一时间进行控制，避免不必要的损失。

2 实施途径

想要在抽水蓄能电站里实现智能化，是需要一次设备和二次设备一起进步才能够实现的。目前，二次设备的智能化发展明显比一次设备发展的快，所以还是需要一段时间，才能实现智能化的抽水蓄能电站，随着新型能源的开发规模越来越大，人们对所需供电量也逐渐提升，对于抽水蓄能电站的发展也应该加快脚步。

抽水蓄能电站智能化建设可以说是一项具有难度的系统工程，在建设过程中会遇到生产、运行以及维护等一些问题，其中涉及到的内容相对较多，结构复杂繁琐，对技术的要求较高。在建设过程中，应该按照统一规划进行分布管理，避免出现重复性建设。根据实际情况有阶段性的进行实施，并与未来发展水平相适应，避免造成浪费资源，应该最大化的利用资源。

以现在的情况来分析，对于智能化的传感器和开关组件来说，相关的技术程度还没有达到真正的稳定和成熟，所以，在抽水蓄能电站的智能化建设中，技术工作者将它分为两个组成部分。

2.1 二次设备的智能化

目前，该阶段重点还是要放在二次智能设备、一体化数据平台和高级智能应用软件的开发和研究上面，实现二次设备通信网络化、集成标准化、数据共享化、运管一体化和业务互动化，运行最优化，决策智能化，提高抽水蓄能电站的安全、可靠和经济运行水平，提升网与厂之间的智能协调，实现效益的最大化。提高系统的稳定性、可靠性和实时性。

在二次设备智能化中，关于智能设备的选择至关重要，可以提高二次设备的工作效率和减少故障发生的概率。在选择设备时，尽量选择支持 IEC 61850 协议的设备，如果选择暂不支持协议的设备，就需要使用规约转换器来进行转换，再将其连接起来。

使二次设备向网络化、标准化、共享化以及一体化的方向发展，从而保证二次设备更加的稳定和可靠。在系统中主要运用2层结构进行管理（如图1所示），实现系统层和现地层的智能化发展，而一次设备依然采用传统的连接方式。这样一来，抽水蓄能电站的智能化建设水平会显著的提高，并且会进一步提升系统的性能。

2.2 一次设备的智能化

一次设备智能化是指综合监控保护、信息通信等技术于一体，实现信息流、业务流、电力流一体化的需要。确保设备系统的稳定性和实时性。一次设备的智能化可监测设备运行状态和判断故障发生的前兆。让操作人员可以提前预防，及时通知维修部门来进行合理的检修。在设备发生故障时，系统能对设备进行故障分析，对故障损坏部位和严重程度来进行科学的判断，这是一次设备智能化的重要要求。在系统网络结构里，由现地层和系统层的设备连接所组成的2层结构，慢慢发展到系统层、现地层和过程层的3层结构。运用大量的智能电子设备在抽水蓄能电站里，实现对 IEC 61850 协议的全面支持，经过系统的智能化决策和其他功能应用的相互结合使电站能够自动运行。

3 结语

随着科技在进步，我国对抽水蓄能电站自动化系统智能化的研究越加深入，这使得在生产建设过程中渐渐的运用到自动化技术，而且由我国自主研发的自动化的系统技术，已经成功的在许多地方建立起抽水蓄能电站，为当地居民解决工作和生活的问题。并且在发展与建设中不断的完善其技术，相信在今后，这一项目还会向着更广阔的方向发展。

参考文献

[1] 姜海军，王惠民，单鹏珠，等.抽水蓄能电站自动化系统智能化发展探讨[J].水电厂自动化，2015，36（2）：70-72.

[2] 王德宽，张毅，刘晓波，等.农场自动化系统总体构想[J].水电自动化与大坝监测，2011，35（1）：5-9.