智能化水电站建设的思考

作者：杨勇

来源：《中国科技博览》2018年第40期

[摘要]近年来，智能变电站得到推广和普及，智能化水电站的建设也在逐步发展。随着科学技术的发展，智能化技术在水电站的运用中得到了更优的改进和提升，同时，与信息技术相结合，可以加强对水电站的管理和监控。本文对智能化水电站进行了简单分析，并探讨了智能化水电站建设策略。

[关键词]智能化；水电站；建设；策略

中圖分类号：G622.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0314-01 引言

水力发电不仅改变了单一的电能生产模式，也能科学地分配自然界水资源，加快社会供电体制的完善。兴建水电站可充分利用水资源的优势，经过水电站机组及辅助设施转换为电能使用。因此，我国水电站的建设，解决了大量消耗煤炭资源发电的现状，不仅能够实现水力发电，还可以实现环保。智能化是水电站改造的必然趋势，其借助智能控制技术完成各项动作流程，减小人工控制机电设备的操作难度。智能水电站的建设关系到相关专业内容，比如机械、电气等设备的完善和更新，因为牵涉的内容比较广，所以在设计的过程中，应该综合考虑各方面的因素，进一步提高智能化水电站建设水平。 1智能化水电站简析 1.1主要技术

水电站智能改造需重视各类技术的灵活应用，这是决定改造成效的关键所在。第一，控制技术，近年来，数字软件开始融入水电站控制系统，为复杂数据信息处理提供自动化功能，降低了人工处理数据的难度，水电站作业中，智能控制根据发电设备的数据编码，自动生成安全性的控制指令，输入微控制器内部以指导设备的运行，另外，智能控制器具备安全模拟功能，降低了发电流程的风险系数；第二，信号技术，鉴于计算机数据处理功能的优越性，智能控制对数字处理具备了多样化功能，可在短时间内完成大量数据的处理，例如，针对不同的计算机用户，数据库设定了个人专用、企业专用等两套方案，专门设置了数字信号的存储区域，使用户有更多的空间调度信号指令，对受控状态下的设备进行多元化控制；第三，服务技术，智能控制不仅仅是用于计算机的数据处理，更关键在于对矿用机械设备信号实时智能化操作，降低人工审核、检查数据的操作难度，建立智能控制可分析程序的执行流程，例如，计算机可利用二维码扫描等方式，人工智能化判断水电机组信号的安全性与准确性。

1.2建设方向

智能化水电站的主要特征是信息化、数字化、互动化、自动化。就建设智能化水电站而言，需要注意以下几点：第一，智能化的信息采集网络，该网络依靠各种类型的传感器将水电站运行的状态信息，比如电压、电流、频率等基础信息或发电量、水流量等信息，全面采集到位，向管理系统提供全面的、标准化的信息数据，实现数据采集的全面化、数字化和网络化；第二，高速标准的通信网络，通信网络是连接智能电网的重要媒介，标准化可以降低各个模块之间的通信成本，提高通信效率，实现信息数据的完全共享和深层次的互动，为综合分析水电站的运行状态和相关决策以及统一的调度管理提供硬件基础；第三，智能化的控制中心，传统水电站的控制模式是基于计算机监控系统上位机的中控室集控模式，智能化的控制中心是将数据共享平台和综合智能决策管理系统集成在一起，实现对水电站的状态和故障处理的统一管理。

2智能化水电站建设策略 2.1结构设计

智能化水电站系统的纵向架构则是基于水电公共信息模型，网络化传输方式，分区构建了一个具有全局模型访问功能的智能一体化平台。将传统常规水电站系统横向架构的每个区域均设置一个智能一体化平台，同时将各部分网络有机结合起来，构成了全站统一的智能一体化平台。智能一体化平台的数据信息由电站间隔层通过统一的数字化网络传输，并遵循IEC61850标准。智能化水电站系统纵向架构由负责协调和管理单元层工作、收集有关信息并作处理和存储的站控层，负责数据采集、安全运行监测和传输信息的间隔层以及负责接受一次设备传输信息量（包括电气量、非电气量和开关量），并同步处理的过程层三层构成。过程层数据需符合标准协议，并通过通信总线传送到间隔层及站控层。 2.2自动化系统设置

在构建科学的智能化平台的同时，还需要保证自动化系统既是独立的，又是互相影响的，这样才能起到智能化发展的要求和目标。因此，如何保持不同系统之间的联系，是智能化系统设计和智能化水电站发展的关键。在智能化发展的平台上，要实现数据共享的平台建立，这样可以有效的实现不同平台之间的数据交换，实现数据实时共享，对于设计智能化水电站的起到重要的作用。此外，需要保证各系统之间是具有联系的，必须是在安全防护措施之下，进行联系，保证常规硬接线信号的接入和输出，在遵守范围内的通信协议以外，还可以引进其他的通信协议。

2.3智能终端集成化

当前，先进传感器技术、无线技术、网络技术、小型化技术、嵌入式技术的进步迅速，提供了众多智能终端解决方案可供选择。提高设备可知性和可控性关键在于提高设备的智能化水平，可大量采用智能化设备或对传统设备进行智能化改造，其原理基本是一次设备附加二次设备智能终端的模式。如技术先进且可靠性高的罗氏线圈和纯光纤电子式等新型互感器开始大量应用，智能化GIS开关站断路器或隔离开关采用与新型互感器组合安装，传统主变压器集成新型互感器取消本体各侧套管电流互感器，就实现了智能化升级。借助先进传感器技术，实现设备在线监测功能，进一步对传统设备进行智能化改造。通过科学研究，有步骤的选取关键设备安全运行的若干关键指标，结合实际对应开发在线监测技术解决方案。 2.4设备维护管理水平的提升

智能化水电站将深刻影响传统水电站的组织管理模式，大大减少现场运行操作和维护人员的工作量。在智能变电站设备维护管理方面，数字化、信息化技术为设备的状态监测和智能诊断提供基础，持续提高发电厂设备可靠性。状态监测是为了实现对设备状态跟踪而进行的采集、识别、分类和解译的活动。通过连续监测反映设备状态变化的预警参数，就可以获得故障初期的信息。智能诊断包含状态故障诊断和设备性能衰退趋势预测两部分内容。状态故障诊断是一种分析设备安全和性能状况的过程。它的主要目是探察隐患和早期故障，识别并定位故障根源。状态故障诊断的主要任务是探察设备异常状态、识别症状、分析症状信息和确定影响生产的故障原因。 结束语

总而言之，水力发电企业引领智能化水电站升级改造的需求和市场，只有水力发电企业才有能力打造智能化水电站系统集成解决方案，优化技术经济指标提升企业竞争力，同时开辟出智能化水电站升级改造技术咨询服务的新业务，进一步促进水力发电事业的发展。 参考文献

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[3]冯汉夫，石爽，马琴，张超，翟莎.智能化水电站建设的思考[J].水电自动化与大坝监测，2010，34（06）：1-5.