智能化水电厂建设方案

1、智能化水电厂介绍国网电力科学研究院第1页近年来水电产业得到了飞速发展。截至底,全国水电装机容量为1.97亿千瓦,占发电装机总容量23%,年发电量约5500亿度。 伴随时代发展，现有水电厂自动化系统逐步显露出一体化及智能化程度低、标准差异性大、网厂协调能力差、电力安全防护较弱等问题，智能决议困难，难以实现效率和效益最大化，制约了水电产业发展与壮大。以计算机、自动化技术为代表信息自动化技术日新月异，已经成为当今世界上发展最快领域之一。相关智能调度系统成功建设提供了宝贵经验和指导。水电厂生产运行各步骤积累了大量教授知识库。智能化水电厂建设背景第2页概述智能化发电厂建立在可靠、高速通信网络基础上，经过

2、应用先进传感和测量技术、稳定设备、可靠控制方法以及智能化决议支持技术，实现发电厂可靠、经济、高效、环境友好和使用安全目标。以提升安全稳定性、资源利用率、节能经济运行水平、辅助决议能力、网厂协调能力为目标，满足社会经济发展需要，提升供电可靠性和供电质量，更加好地表达社会效益和企业效益。统一坚 强智能第3页内涵与特征 智能化水电厂以坚强智能电网为服务对象，以网厂协调发展“无人值班”(少人值守)模式为基础，以通信平台为支撑，以信息化、自动化、互动化为特征，实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合。主 要 内 涵坚强可靠经济高效集成开放友好互动基 本 特 征信息标准化系统整体化决议智能化第4页智能

3、化水电厂智能调度硬件支撑设备通信信息统一支撑平台基本专业应用智能高级应用智能评定运行维护资产管理统一标准接口来水预测大坝安全状态监控经济优化组成步骤第5页主要应用功效第6页经济安全运行系统水库来水预报水库来水预报功效支持对前期和实时水文气象要素分析比对，提供各种数值预报方法，实现对水文要素未来趋势和过程准确预报。依据预见期长短，分为短期洪水预报、日径流预报和中长久径流预报。水电调度计划考评评定分析评定执行预测水文预报负荷预测发电能力预测考虑大坝安全、设备状态等，制订防洪、发电调度方案风险分析水文预报精度评定节水增发电考评跟踪执行、计划修正梯级优化调度流程第7页梯级优化调度为确保电网安全、发挥水

4、电站经济效益、提升防洪减灾能力以及发挥节能减排作用提供了主要支撑。主要包含：水情监测、水文预报 、调洪演算 、水电优化调度 、水库调度风险分析 、水库三维展示及应用等内容。水库调度应用第8页实时监控智能控制AGCAVC发电运行保护系统EDC发电计划机网协调实时监控系统监控系统集控中心计算机监控系统具备实时数据采集和处理，综合数据计算、控制与调整、安全运行监视和事故追忆等基本功效。高级功效有：自动发电控制AGC（Automatic Generation Control） 自动电压控制AVC（Automatic Voltage Control） 梯级电站经济运行调度系统EDC 梯级集控中心与电网联

5、合智能调度 视频联动 与状态检修教授系统结合 与培训仿真系统有机结合第9页提供了实时高效、安全可靠监控内核，功效强大、实用方便组态工具，精细美观图形界面，符合国际标准数据接口，紧贴水利水电用户和梯级集控调度应用需求各种常规及高级功效。计算机监控系统第10页信息管理系统信息管理区处于安全分区中、区，其组织结构图以下列图所表示，该区经过底层应用支撑服务与其余系统进行同时。分布在该区主要应用系统有：培训仿真系统生产管理信息系统教授系统在线监测与状态检修教授系统大坝安全检测与分析评定教授系统OA、档案系统第11页生产管理信息系统生产管理信息系统以设备管理为关键，包含从设备投运到设备退伍全过程闭环管理。

6、建设思绪：从基于中心及中心驱动基本设计思想出发，PMS被设计成一个由五大中心及围绕五大中心分布众多外围应用组成有机体。设备中心代表了整个电厂生产管理关键对象、基本出发点和最终目标；计划任务中心代表了整个电厂生产管理工作方式和组织策划；运行工作中心代表了整个电厂生产管理执行过程、工作内容及工作结果；评价中心代表了整个电厂生产管理评定监督和价值取向；标准中心代表了整个电厂生产管理规范化和标准化力度和水平。第12页教授系统建立设备信息资源目录体系，将资源目录体系内基于CIM模型数据模型与远程监测诊疗中心平台数据进行映射，定时、触发、定时或手工方式进行数据获取和更新。 数据调用与处理状态检修管理系统第

7、13页大坝安全信息管理与分析评定大坝安全稳定运行是电厂智能化基础，大坝安全信息管理与分析评定系统实现了无人值守下分布式数据采集、集中统一管理和安全评定。信息管理软件由采集、报表、图形、数据表格、测点管理、数据管理、任务管理七个部分组成。 大坝及工程运行安全评定教授系统经过对安全监测数据大规模自动化处理、分析、统计、比较、判断，进而对大坝等建筑物安全情况进行综合评价，使安全监测结果及时发挥应有作用，为大坝工程运行管理提供教授决议支持。第14页OA业务OA、档案管理系统（也称协同办公系统）主要包含公文管理、档案管理、电子签章、办公助手、出差管理、会议管理、网络视频会议、信访管理、调研管理、新闻宣传

8、与采编、移动办公、企业通讯录等功效模块。 接入层：经过企业门户集成，提供定制个性化服务、提供单点登录、身份认证和多渠道接入等功效。应用层：是逻辑结构关键，经过调用服务层应用支撑平台，以模板、组件形式包装，构建应用逻辑群，并形成面对最终用户门户。服务层：与应用层共同组成整个业务逻辑结构关键，由模板、业务组件和公用组件组成应用基础系统，是应用层软件支撑平台。资源层：资源层组成应用层、服务层支撑环境。第15页一体化气象信息处理方案综合应用分析气象对比应用电力行业作为气象服务高敏感性和高需求性行业，其生产和运行受环境气象条件影响极大。尤其是近年来，冰冻、台风、暴风雪、强风、强降雨、强雷电、雾霾、高温、

9、干旱等灾害性天气对系统输变电设备运行和可靠供电影响展现逐年增多趋势 。气象信息系统提供了气象信息在安全生产中应用平台。气象信息应用第16页现地自动化系统现地自动化系统中可在厂站内继电保护系统、稳控系统、监控系统、机组调速系统、励磁系统、状态监测诊疗系统、辅助设备系统间建立统一现地级数据总线，实现信息共享，构建水电站现地级智能化系统，实现水电站现地级系统信息化、自动化、互动化。全站网络采取高速光纤以太网组成，通信标准符合 DL/T860（IEC61850）。将智能水电站系统在逻辑上分为站控层、间隔层和过程层三层，采取两层网络：站控层网（MMS网）、过程层网（GOOSE网、SV网）组成。站控层由监

10、控系统主机（操作员站）和智能设备接口机等组成， 智能设备接口机可将状态监测系统、辅助设备系统等接入站控层MMS网。间隔层由可若干个子系统组成，如继电保护系统、安稳系统、励磁系统、调速系统等二次设备，实现使用一个间隔数据而且作用于该间隔一次设备功效，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。过程层由电子式互感器、合并单元、智能终端、变送器等组成，完成与一次设备或其它设备相关功效。第17页高清工业电视系统第18页小水电综合自动化系统 小水电综合自动化系统为单机25MW及以下水力发电站和以小水电为主地方小电网提供高度集成、安全可靠、经济实用整体处理方案。 智能小水电综合自动化系统符合国际开放网络系

11、统标准，并集测控、自动准同期、交流量采集、励磁、调速、保护、辅机控制等功效为一体，含有以下特点：第19页水情野外遥测站为智能水电厂防洪及水库运行调度提供原始信息，含有以下特点：微功耗：关键RTU静态功耗小于50uA丰富采集功效：不但可采集传统雨量水位信息，还可支持流量、降雪、视频图像采集多传输信道支持：GPRS/CDMA1X/SMS/北斗/海事/VHF/PSTN，支持主备自动切换一体化防雷结构：结构紧凑美观，安装方便，全部电缆包含金属屏蔽 水情野外遥测及自动气象站自动气象站是气象现地采集系统中关键部分，含有以下特点：分布式模块化设计：各气象要素采集由单独模块完成，经过RS485/CAN总线和主

12、处理模块交换数据，有效降低了系统整体功耗。高速数据处理：普通自动气象站是将瞬时数据发回中心站，由中心站将瞬时处理为各种可用数据；该自动气象站采取高速CPU，内嵌了各种算法，直接对瞬时数据进行处理并将处理结果传回中心站。微功耗：传感器、通信设备等均选取业界低功耗产品进行集成，即使在高速采集与处理时，整站平均功耗也小于20mA高可靠性： 经现场验证，MTBF50000小时第20页基础支撑系统 伴随水电站智能化技术发展及大力推广，针对智能化水电站建设需求，智能一体化电源系统、时间同时系统、防雷系统作为基础支撑系统，在智能化水电站系统中发挥着基础服务作用，为智能化水电站基础运行提供安全保障。智能一体化

13、电源采取统一化、网络化共享设计，为厂用变各种负荷提供可靠工作电源；时间同时系统为智能化水电站系统确保了时间基准高可靠性；防雷系统一体化设计为智能化电站系统安全运行，提供了强有力保障。 智能一体化电源系统、时间同时系统、防雷系统在智能化水电站系统中发挥着基础服务作用，为智能化水电站基础运行提供保障。第21页效益分析1、节水增发电效益 实现流域/跨流域梯级水电站联合优化调度控制，提升效率，增加发电量。2、管理效益和劳动生产率效益 实现流域/跨流域梯级水电站电力调度和水库调度高效统一管理提升劳动生产率。3、电站设备效益和运行效益 实现设备全寿命周期管理,提升设备使用效率，延长设备使用寿命；提升水电厂状态监测与故障诊疗水平，提升设备检修效率效益。4、网厂协调效益 实现网厂协调控制，提升水电站对电网调频、调峰、事故备用支撑能力，为智能电网一体化建设提供坚强支撑。5、社会效益 提升梯级水库综合调整能力，对社会经济发展、节能减排、生态环境、城市和农业用水、水