水电站自动化和“无人值班”（少人值守）方式的探讨.docx

水电站自动化和“无人值班”（少人值守）方式的探讨水电站机电技术2004年第3期 水电站自动化和”无人值班”(少人值守)方式的探讨 黄凤珍梁力韩维 (中国水利水电科学研究院自动化所,北京100038) 摘要:在自动化设计方面必须全面考虑有关设备和系统的可靠性,安全性等性能指标,依此选用适当的系统配置 方案和产品,才能有效地实现水电厂”无人值班”(少人值守).本文从以上方面介绍”无人值班”与电站综合自动化 的关系. 关键词:无人值班(少人值守);综合自动化;计算机监控 中图分类号:TV736文献标识码:B文章编号:16725387(2004)03002402 我国的水电厂从20世纪50年代实现单机自动化以 后,不断向提高综合自动化方向努力.近年来,我国电力行 业在水电站自动化方面投入了较大的研究力量和经费,使计 算机监控等方面技术取得了长足的进步,甚至赶上国外水 平,但在水电厂无人化方面,与国外的差距仍然很大.1996 年原电力工业部颁发了关于水电厂”无人值班”(少人值 守)的若干规定(试行),极大地推进了水电站自动化的发 展.但我们也要看到,实现水电厂无人化,由于系统配置方 案,现场自动化元件及生产管理等各种条件的制约,在我国 是一项较为困难的系统工程,自动化只是其中一个环节,如 果系统工程中其他各项条件具备,实现无人化并非难事,否 则,决不是水电厂自动化专业人员所能完全解决和实现的. 1提高综合自动化水平是实现无人值班【少 人值守)的关键 水电站要实现”无人值班”(少人值守),必须投运计算 机监控系统,它是水电站自动化控制的”头脑”;而基础自动 化元件是水电站自动化控制的”耳目”和”四肢”.要实现水 电站”无人值班”(少人值守),水电站综合自动化水平必须 达到”头脑清楚,耳聪目明,四肢灵活”,几方面缺一不可.一 般来讲,水电站综合自动化的范围包括: (1)计算机监控系统; (2)油,水,气等公用设备的自控系统; (3)电站其它监视,保护,控制系统等. “无人值班”(少人值守)水电站和电站综合自动化是两 个不同的概念,前者是一种运行管理模式,后者是一种新的 技术装备,但两者的目标都是为了提高供电的可靠性和电力 工业的经济效益,因此,具有一定的关联.对水电站而言,综 合自动化是”元人值班”(少人值守)的基础,没有坚实的综 合自动化作基础,要实现”无人值班”(少人值守)是困难的. 水电站综合自动化的实现,除了要有性能优良的计算机 监控系统和快速灵敏的自动化装置外,还要依赖于与之相适 应的各种基础自动化元件,基础自动化元件是监视水电厂 主,辅设备运行,判断和处理异常状态,执行控制操作任务的 耳目和手脚,其工作的高可靠性是保证水电厂安全,经济运 行的重要条件,是实现水电厂自动化的坚实基础. 2实现”无人值班”(少人值守)应具备的必 覃冬件 2.1设备的先进性和可靠性 欲实现水电站无人值班的运行方式,对参与运行的所有 设备的可靠性提出了更高的要求,凡影响设备可靠性的因 素,无论是设计,制造,安装,运行,还是管理方面的缺陷,都 必须消除,为提高系统和设备的可靠性,在设计方面还要考 虑适当的冗余配置.如何选取较佳的冗余配置方案,在保证 系统或设备可靠运行的基础上,获得最佳性价比,需根据机 组大小和投资而定,此处不再详述.近年来,虽然在设备质 量方面有很大提高,但由于我国在原材料,加工工艺及技术 素质方面,都落后于先进国家,再加假冒伪劣产品对市场的 干扰,反映在各方面的事故和故障时有发生,因此,不采用有 力的措施提高可靠性,无人值班运行方式是难以实现的.此 外,采用先进的设备能保证备品备件的供应和系统的维护, 升级,从而提高整个系统的性能及MTBF指标. 2.2对遥测,遥信,遥调,遥控的要求 必须具备调度中心对水电站直接进行监视控制的远动 技术手段.也就是以遥测,遥信,遥控和遥调为主的”四遥” 远动监视控制,但是要重新审定一下测点的数量及采用哪些 测点.调节和控制点,其数量不是很大,主要是遥测和遥信 的点,需要合理精减.一般维修在水电站进行,现地的测点, 应能满足维修及判断故障原因的需要,远方的测点应该能满 足判断运行状态的需要.而对于遥控和遥调的测点,则应充 分考虑其可靠性,不致于因为监控系统或通道原因而误控或 误调,为此,通道的可靠性,是一个值得非常重视的问题. 收稿日期:2Oo40318 作者简介:黄凤珍,女,高级工程师,从事水电站计算机监控系统和 远动系统开发工作. 2004年第3期水电站机电技术25 2.3必须保证数据通讯的畅通和高度可靠 水电站实现无人值班方式后,其运行设备的状态及各种 技术参数,都要实时地传送到远方调度控制中心,实现远方 监视与控制.实时传送的信息,包括机组状况,主结线,各断 路器与闸刀位置,公用系统及各辅机设备等状态量,及各机 组与运行设备的实时参数量.当状态量变位或参数量越限 时,计算机监控系统应具备自动调整与采取相应对策的功 能,同时,应及时向调度中心传递有关的报警信息.水电站 及调度中心的信息传输,也应考虑少而精的原则,以保证重 要信息的实时性与调度命令的及时下达. 2.4全面提高电厂综合自动化水平 微机监控系统以往以面向运行值班人员为主,值班人员 根据监视画面及报警信号进行分析,判断,对故障或事故作 出应急处理;而在”无人值班”(少人值守)的电站,监控系统 应以确保设备安全和面向运行管理人员或维护人员为主,可 靠实现对开关,刀闸,辅机设备,厂用电等的远方投切控制, 对电站主要设备运行状态能自动诊断,并建立信息管理,同 其它各种数据一起可靠地传送至上级调度机构.对已建电 站来说,若有的传感器信号不准,继电器抖动,执行元件动作 不可靠,欲实现”无人值班”(少人值守),则必须同时考虑对 这些部分进行自动化改造. 2.5提高运行维护人员素质 提高运行维护人员的技术素质,强化规范化机制.目前 运行维护不当,也是基础自动化装置或元件故障率高的另一 个重要原因.所以,在”无人值班”(少人值守)的电站,对运 行管理人员和维护人员的素质要求要远高于原来全能值守 员的要求.当然,作为产品的研制生产者应尽可能开发安装 维护简单的产品,但规范运行制度,提高人员素质,仍是需要 重视的问题. 3实现”无人值班”(少人值守)应采取的工 程设计措施 (1)对主辅机电设备及其系统应选择合理,质量可靠,能 够长期安全稳定运行,不需要值班人员的经常监护.主要的 辅机系统应有必要的备用. (2)基础自动化系统必须完善可靠,这是实现调度中心 远程直接监控的基础.具体要求是:机组应能从远方实现 开停机,有,无功调节,调度计划等工况转换的自动顺序操 作,不需要值班人员在现场的手动干预.设备运行不正常 时,应能自动报警;发生事故时,自动停机,跳闸;必要时自动 关闭进水阀,并发出事故信号.各附属设备系统应能自动 工作,保证系统运行在规定正常参数范围之内,当系统运行 不正常时,自动投人备用并自动报警. (3)对于监控系统应有安全监视,自动记录,打印制表以 及自动事件顺序记录等主要功能;根据需要和可能,还应有 自动经济运行的功能.这些为减少值班人员提供了必要的 条件.同时,近年来计算机监控系统,无线通信和防误技术 等新技术,新产品的推广应用,也都为水电站无人值班(少人 值守)提供了有力的技术保证. 4结束语 推行水电站”无人值班”(少人值守)是对传统管理模式 的改革,也是提高运行管理水平,赶上国际先进水平的必经 之路.从庞大的运行,维护,调度人员向”无人值班”(少人 值守)转化,必然会有很多问题需要解决,因此需要一个过渡 过程.目前,我国已有东北白山梯级水电厂等一批水电厂初 步实现了”无人值班”(少人值守)运行,其社会经济效益是 明显的,并在实施技术上取得了可予借鉴的宝贵经验. (上接第23页) 可以在多个通讯端口上分别用不同的远动通信协议同时与 多个调度系统进行通讯,实现调度系统的遥测,遥信,遥调和 遥控功能.例如,通过串口1与地调通讯,采用CDT规约,通 过串口2与省调通讯,采用SC1801规约.由于通讯工作站 可安装多串口接口卡扩充足够的硬件通讯接口,所以从理论 上说,仿真RTU可以同时胜任足够多的通讯任务. 3.10支持调度自动化系统主站功能 H9000系统仿真RTU不仅能仿真发电厂变电站等厂站 级RTU设备的功能,还能支持调度自动化系统主站功能. 在依托H9000计算机监控系统高级应用软件的情况下,按照 对端RTU设备远动规约的类型进行系统配置后,通过在 H9000仿真RTU系统上运行主站级软件就可实现H9000计 算机监控系统对远方各从站RTU设备进行遥测,遥信,遥调 和遥控. 3.11调度通讯与H9000系统无缝连接 Hg000系统仿真RTU是H9000计算机监控系统的一个 子系统,它的各项功能完全融合在H9000计算机监控系统平 台内,因此仿真RTU能够充分利用计算机监控系统已采集 到的各种信息资源实现资源共享.仿真RTU不仅能够实现 发电厂RTU设备的全部功能,而且还具有现地RTU设备所 无法替代的作用.例如通过运行仿真RTU软件,本厂监控 系统AGC可以直接接收上级电网调度自动化系统AGC的遥 调遥控命令,参与并配合电网AGC运行. 3.12远方诊断功能 由于仿真RTU是H9000计算机监控系统的一部分,因 此管理人员可以通过计算机监控系统远程诊断接口,从远方 登录到仿