基于水电站集控技术研究

姬婧婧　杨建军

摘要：在水电站综合自动化系统中，主要包含了电能量采集系统、计算机监控系统以及水调自动化系统等，在构建水电站综合自动化系统时，需要应用水电站集控技术。本文首先对水电站集控系统作出简要概述，然后结合实例，对基于水电站集控技术的水电站集控中心建设模式、监控系统、关键点展开讨论，希望对业内具有一定参考意义。

关键词：水电站；集控技术；调控一体化

前言：随着水电产业的逐渐发展，计算机技术的日益成熟，现阶段，集控系统已经在各大水电站中得到了广泛应用。借助水电站构建集控系统的实际案例，对其设计方案进行探讨，可以对其他水电站集控系统的建设规划提供参考。

一、水电站集控系统概述

依照“无人值班，少人值守”的原则，可以设计区域水电站集中控制系统，在集控系统中，主要包含了远程集控中心计算机监控系统与各电站微机自动化系统，利用全开放分层分布结构，可以让各控制单元得到实时数据与监控功能的均匀分布，现阶段，在水电站集控系统结构中，扩大厂站模式与梯级集控调度模式为主要类型。

二、水电站集控技术

（一）背景概述

以我国四川某水利电力股份有限公司为例，该公司现有水利发电机组共12台，装机容量是81.7兆瓦，年发电为4.6亿千瓦，现随着公司的壮大，生产管理集约要求的提高，需要建设水电站集控中心，利用水电站集控技术，可以让水电站运维管理水平得到提升。

（二）水电站集控中心建设模式

1.扩大厂站模式集控

如果电站间距距离相对较近，且集控系统的规模相对较小、电站数量相对较少，那么可以应用此种扩大厂站的集控中心建设模式，如在螺电与小螺电、东电与金电中，使用此种水电站集控方式就具有良好的适用性、经济性。在该公司的水电站中，现有螺电和小螺电的监控系统、小螺电和东电系统已经较为完善，如果各自构建统一集控平台，就会让设备出现浪费情况，同时还有可能需要进行技术改造工作，其性价比相对较低，且有重复投资现象存在，因此，可以判定此种模式建设方案的实施缺乏经济性。

2.梯级集控调度

现阶段，该公司的下属四座水电站计算机监控系统较为完善，且设备较为齐全，具有完善的中控功能与后台功能，在光纤网络可以对相关要求予以满足的条件下，通過少量匹配施工可以让其和集控中心实现通讯，进而让集控得以实现，此系统的扩展难度相对较小。因此，改水电站可以选择此种集控技术[1]。

（二）集控中心计算机监控系统

在集控中心计算机监控系统建设中，需要遵循四方面原则：（1）集控中心需要将各个电站信息数据、运行参数直接传送给电网调度自动化系统，同时，需要积极接受电网调度机构调度要求及命令，让实时数据传输与监控得以实现；（2）集控中心计算机监控系统需要对各个电站的集控监控功能予以实现，要求其对各电站被监控对象进行有效控制与监视；（3）需要依照流域水情、运行工况、水文动能条件等客观因素，保证可以对电力系统调度要求予以满足条件下，制定电站联合控制的机组运行计划，并依照最优的发电规律，对电站开机台数进行确认，对电站有功负荷、无功负荷予以自动分配，让梯级优化调度管理得以实现。（4）需要设计集控中心方案，让各个电站可以对集控中心予以同时接入，且应该统一信息传输协议与接入接口标准，让接入维护工作更为便利。

（三）集控系统建设关键点

1.集控网络结构选用

在集控系统设计当中，网络结构是重要基础部分，在确定集控系统建设方案之前，需要对集控系统网络通道接入方式予以明确，如租用网络、自建网络以及通道数量。现阶段，在该公司中，其各厂均具有自建的光纤网络，为让网络可靠性得到保证，螺电与金电的光纤通道数量限制会得到突破，进而让双通道双网冗余配置要求得到进一步满足。

2.后续功能扩展

电网要求的发展趋势是不断提升的，而区域小水电规模的发展趋势是不断扩大的，对此，集控系统建设中需要考虑到后续功能的扩展，需要保证其可以对区域电站群经济调度、自动负荷调整功能予以满足，此集控系统的对外通信接口十分丰富，具有MIS系统、水情系统与视频系统的数据交换功能，除此之外，在集控系统建设中，应该做好后期电站接入接口的预留工作。

3.多种通信方式

在集控中心的调度与监控工作中，需要保证和梯级水电站的通信信道具有可用性、稳定性，可以采用电信运营商通道、光纤主备通道以及卫星信道等多种通信方式，利用卫星通信系统，可以让语音业务和视频业务在应急状态下持续提供，如在洪水、地震等极端状况中，利用卫星手持移动电话也可以实现应急通信。

4.权限切换和闭锁

在集控控制系统控制调节方法中，主要可以分为厂站调控、集控调控与现地调控三种方法，在控制调节中，应该按照从高到地的顺序进行，即地层、厂站层、集控层，利用在地层设置的切换开关，可以让控制、调节权限得到切换，在此过程中，应该具有一定闭锁条件。如果有事故情况出现，那么控制权限闭锁不会限制紧急操作，如果厂站与集控系统之间出现通信中断情况，那么控制权限可以自动切换至厂站层[2]。

5.通信防雷措施

集控系统本身为全计算机网络结构，结构中没有常规控制设备，在系统当中，如果有通信网络与系统因为感应过电压、雷电而遭到破坏，就有可能让集控中心设备出现瘫痪情况，除此之外，随着网络化的发展，系统设备灵敏度也开始提升，这让系统受到破坏机会增加，所以，应该将防止感应过电压、感应雷的相关设施加装在集控系统中。在防雷工作中，需要明确信号防雷与电源防雷是重点工作内容。

结论：综上所述，在水电站集控中心建设中，需要结合实际情况选择建设模式，构件计算机监控系统，做好集控网络结构选用、后续功能扩展、利用多种通信方式、权限切换和闭锁以及通信防雷措施这几项工作，确保水电站集控技术得到科学应用。

参考文献：

[1]梁晶，裴亮.关于小型水电站远程集控运行管理模式的探讨[J].水利技术监督，2017，25（06）：69-71+89.

[2]古领先，卢金龙，冀娟.水电站集控系统在明星电力集控中心的应用[J].河南科技，2016（13）：40-43.