小型水电站自动化无人值守运行的应用研究

王鹏程

摘要：自动化等先进技术被逐渐应用于水电站值守等工作中，使小型水电站的运行更为经济、高效、便捷，水电站机组检测、辅助设备及相关监测功能，均可通过自动化技术实现，很大程度提升了水电站运行的安全性、可靠性和经济性。因此小型水电站无人值守等自动化技术已试用成功，得到小水电业主的认可并成为电力界广泛研究的课题。本文在探究小型水电站自动化无人值守运行的基本应用的基础上，还探究如何建设数字化、自动化的水电站无人值守系统，以期提高小型水电站的自动化运行程度。

关键词：自动化技术;小型水电站;无人值守

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）08-0031-01

无人值守小型水电站是随着相关信息科技的进步和应用之下的产物，随着相关技术和设备的不断进步，其运行自动化水平将不断提升，水电站自动化运行的效率和安全性也将逐步提升。总体而言，我国水电站的无人值守技术尚处于发展阶段，相关的技术还在快速优化、研究中，就小型水电站而言，经过多年的自动化技术发展，已经可以实现全面自动化控制，无人值守运行的稳定性、准确性已有较好保证。无人值守技术的应用，还能降低小型水电站的运行成本，提升水电站社会效益，为充分利用水资源、有效预防、减少无人值守运行中的操作失误，监视人员应当充分了解、检查和判断运行情况，做出合理的管理操作。因此，水电站的自动化建设不是一蹴而就的，需要在优化自动值守功能应用的同时，提升管理、监测等工作的有效性，从而有效保障水电站安全运行。

1 水电站中自动化技术的主要应用技术及无人值守应用分析

1.1水电站自动化主要技术。

（1）自动检测技术在水电站中的应用，对检测本身的标准要求很高，只有有效、准确的检测，才能保证自动化系统取得应有应用效果。该技术作为自动化技术系统的重要组成，其负责检测坝前上游发电水位、发电设备温度、电流及设备转速、功率、冷却水流量及厂内湿度等水电站运行的重要参数，还可察觉异常情况，并由自动值守系统做出相应设备保护、管理工作，因此其参数的真实有效性和异常检测的全面性，将关系到各设备的运行安全。

（2）自动操作技术是无人值守系统的重要组成技术，负责全天候自动操作设备开关，进行报警、通讯等工作，如自动操作机组取水口、溢洪、闸门等设施。水电站排水、空气压缩及供电系统，都可以实现自动操作，可有效提升运行效率。

（3）自动控制技术使水电站各种装置按内部设定呈现自动运转，即通过脉冲控制使多机组启动、终止和具体运转情况受到程序自主控制，若机组装置发生运转异常等情况，也可利用自动控制有效调整其运行状态，报警以提醒人工检修。

1.2小型水电站自动化无人值守的应用。

（1）应用于机组设备。一般应用于水电站的变电装置等设备上，以保证设备及整个系统的用电安全性，如选择GIS组合电器及真空断路器，接线中在符合控制对象基本运行要求的同时，做到接线简单、易操作，一般需实现遥测、遥控及远程调控等功能。如果在电站线路变压器有自动分载调控开关，可实现变压位置、温度、断路等方面的自动调控或遥信控制、遥测功能。

（2）应用于控制系统功能。以RTU为核心的远控系统为例，其采用集中式控制和单独CPU控制设备，可实现一系列的自动控制功能的扩展，可实现遥测、遥信和遥控等功能。如实现对水电站各设备运行状态进行快速的数据采集方和数据处理，通过模拟量分析和控制相应的设备开关，还能实现多次反应，从而给予监测控制员实时的设备运行信息，帮助其综合、准确的分析设备数据值。

2 数字化水电站的建设

2.1智能化一次設备。为实现水电站全方位的自动化工作，实现设备智能化是必要的一环，利用自我监测等技术，结合光纤通信等技术，可使设备采集的数据更准确，通过网络快速传递。一次设备实现智能化，即采用特殊的处理其设计被检测信号及信息回路，简化常规继电器等设备及线路的结构，用更间接的连接方式使设备通过光纤等途径快速传输信号。

2.2网络化二次系统。以光纤技术实现的网络化水电站二次设备，可分为不同的结构及层级。基础层为过程层，检测和控制设备的运行信息，过程层可实现对水电站整体或阀门等部件的运行检测、参数设置和操作控制;间隔层的设备则包括水电站各种具有控制及保护功能的设备，间隔层可通过建模等方面实现信息采集、传输和分层，进而接受相应的指令，保护和控制一次设备，以保证整个系统信息沟通的流畅、稳定性;站控层包括管理机和运动工作站，主要为水电站的自动管理提供相应界面，并及时记录所有设备的变化数据，进行一定的价值分析和信息转化，以发出相应的监控信息和控制指定，在特有模型的基础上，还可以整合和管理所有数据。

2.3自动化管理系统。分层自动化是水电站实现完全自动化的必要过程，更好的挖掘和处理潜在运行问题，并分析问题成因，在最短时间内处理问题和上报相关信息，更改检修状态。自动化状态监测系统中，可视化状态是重要的先进功能之一，可对水电站整体情况进行可视化监测，随时查看信息，通过数据图例更直观的感受和分析设备数据，有利于后续工作更顺利、合理的展开;基本的报警功能，即通过常规数据对比，科学分析和预测运行安全问题，发出相应警报。

结语：综上所述，当前小型水电站正依托现代科技，快速的创新管理和运行模式，未来会继续向智能化等方向发展。无人值守广泛应用于机组设备和控制功能中，要想提升水电站整体运行的自动化程度，还应通过进一步完善二次设备、一次设备和管理、测控系统，以更好的实现自动测等功能，降低了操作失误和员工监测负担，提升水电站整体运行的安全稳定性。

参考文献：

[1]孙列婧.自动化技术在无人值守变电站运行中应用分析策略[J].中国战略兴产业.2018（04）23-25.

[2]黎丽.浅谈微机综合自动化在中小型水电站的应用[J].科技风，2018（20）：113-120.