信息化技术在小型水电站的应用要点分析

（临武县水利电力有限责任公司，湖南郴州 424300）

1 概 况

我国小型水电站比较多，分布于全国各个地区，小水电的开发和建设对我国清洁能源的建设有着至关重要的影响，推动了国民经济的快速发展，但是现有小型水电站大多设备陈旧，信息化技术应用程度低，对水利水电资源利用率低，发电效能差，自动化设备欠缺，管理也比较落后。虽然有一些小型水电站进行了信息化技术的优化和新技术的引进，但是信息化技术管理还不完善，需要在引进新的信息化技术的同时，不断加强设备的技改[1]，以促进小型水电站信息化建设，提升小型水电站对水利水电资源的利用能力，提高发电效能，整体改善电站的现代化管理水平。

1）管理层，小型水电站信息化系统主要包含管理层、传输层和生产层，主要负责综合管理。管理层结构的基础是网络，设备是通过传输层中的相关服务器和生产层中的相关服务器进行连接，与此同时还连接着外网中的设备。管理层的设备除监控计算机和系统服务器以及调度员站外，还有WEB 服务器和手机终端及Pad 等[2]，利用中间部件等技术或计算机在通信的基础上，对小型水电站各种运行数据进行采集和分析，经过计算和统计，进行处理。对系统设备的自动控制可以实现设备的信息化管理与有效的故障诊断以及智能辅助决策，同时集成管理信息系统和电力市场信息系统，把数据信息通过数据接口、调度和终端等，进行实时通信，实现远程数据交换，以及远程服务管理。

2）传输层，主要负责信息的交换。传输层的组成部分主要是通信设备和通信线缆，实现数据传递和路由以及控制，以通信协议为基础，使小型水电站各信息设备之间的信息实现自动识别和信息实时交换。传输层不但包括小型水电站内部各设备之间的通信，还包括监控设备之间的通信、小型水电站和其它电站之间的通信，小型水电站和调度之间的通信，小型水电站和无线应用终端之间的通信等等。传输层把有线通信与无线通信相结合的通信模式，方便系统布线，便于数据采集。发电过程相关的励磁与调速，机组运行和控制，还有重要辅机和主控室设备都采用光缆通信。

3）生产层，主要面向生产。生产层结构的基础是网络，生产设备之间的连接，有通用网络设备和微机之间的连接，还有工作站和服务器之间的连接。自控设备在数据总线作用下，可以实现与智能仪表设备和I/O设备等的连接。完整的自动化控制系统是管理层和生产层之间互相结合形成的。自动化控制系统通过传感元件和执行元件对小型水电站运行数据进行采集，以及数据的分析和处理。数据采集包括对各种电压和电流信息、对功率信息、对设备管理信息、对声像信息进行采集，此外还要采集温度、雨量、气压、油压、机组振动、设备状态等等信息。各数据采集智能模块中都设计有传感元件，根据系统需要实现对小型水电站多态数据的采集和处理及控制。

2 信息化技术在小型水电站的应用

1）信息化管理系统的应用。小型水电站信息化管理系统是综合自动化系统，也是一种信息化系统，包含工程管理、设备、生产、监控系统、办公自动化、数据整合和信息发布等，集信息测量、处理、监视服务和调节、存储、故障诊断和控制服务管理等强大功能[3]。小型水电站信息化管理系统包括各种电量信息和非电量信息，还包括设备状态信息、声像信息、决策信息管理等等，通过这些信息不仅能对主要设备（水轮机、励磁机、发电机等等）进行监视和自动监控，还能够对各种公用设备（主变压器、厂用电源等等）进行监控，实现整个小型水电站生命周期的信息化管理[4]。

小型水电站信息化管理系统作为一个综合管理系统，还应该具备强大的水库信息化管理功能。①小型水电站信息化管理系统具有水库信息发布功能，可以对水库的一些动态信息进行动态的发布，发布的这些信息用户只需要在浏览器查阅就可以全面了解水库的相关情况。②小型水电站信息化管理系统对水库进行实时的监测，实现对水库的水情和雨情的实时监测，实时采集和传输水库中的雨情和水情，这样能更加全面地了解水库的汛情，以便及时采取相应的措施。③小型水电站信息化管理系统可以监测大坝的安全。对大坝的监测体系要不断完善，需要从多方面进行，比如，设置监测点、查询和分析监测信息等[5]。监测闸门具体需要监测闸门的开度，监测操作记录，监测运行状况等等。④小型水电站信息化管理系统还可以进行视频监视，充分利用监控网络机，把视频信号传至办公网络之中。

2）加强网络信息技术应用。互联网和信息技术的不断发展，云计算、网联网+，大数据等信息技术与行业的结合成为发展趋势，给小型水电站提供了发展空间，使小型水电站在结构和功能上都能不断提升。为了更好地监控水位，实现对水位的立体监控，在小型水电站的上下游，分别安装红外线水位测量仪，红外线水位测量仪运用的是无线发射技术，通过这个技术把数据传输到主控室的计算机当中，在专用的水位显示仪当中，主控室的计算机有预装水位监测的软件，通过这个软件能够显示实时的水位数值，同时和上下游的视频监控画面相互配合，这样才能较全面地对水位进行监控，才能真正实现对水位的立体监控[6]。小型水电站上下游安装的红外线水位测量仪，测量的数据和网络摄像头的监控画面，通过小型水电站的网络传输到小型水电站的每一台计算机当中，在每一台计算机上都能看到，有利于资源和信息的共享。红外线水位测量仪的记录功能和摄像头的录制功能结合在一起，可以为小型水电站突发故障分析提供依据，也可以为小型水电站整理技术资料提供参考，有利于小型水电站的运行管理。通过接入网络信息化，能够提高小型水电站的安全运行水平。安装网络电话交换机进行免费的网络通话，在总值班室、车间和站长室之间安装网络电话，遇到紧急情况，总值班室结合监控画面利用网络电话可以进行实时指挥，减小故障的发生几率，对小型水电站的安全生产有非常积极的意义。

3）加强无人值班管理。小型水电站应加强网络信息化技术的应用，提升自动化监控能力，使监控画面全方位立体化，通过智能化运行，实现小型水电站的无人值班管理。

4）智能化管理的发展方向。网络信息技术的高度发展，未来的数字化和智能化将使小型水电站的发展发生更加深刻的变化，随着智能化的推进，小型水电站在自动化和信息化的基础上不断向智能化发展是趋势所在[7]。所以，小型水电站需要不断引进新的技术，加强技术改造，与时俱进，开拓创新，这样才能适应未来的发展，才能有更长远的发展。

3 结语

信息化技术在小型水电站的应用具有非常现实的意义，有利于小型水电站的智能装备朝着网络化、微型化和集成化方向发展，而且从长远的发展角度来看，有利于小型水电站向智能化的方向发展。小型水电站需要信息化技术的不断优化和创新，加强新技术的引进和设备的技改，提高小型水电站的自动化和信息化管理水平，能够促进小型水电站对水利水电资源的最大限度的利用，从而提高小型水电站的经济效益，提升小型水电站的现代化管理水平，促进地方经济的平稳健康发展。