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中小型水电站监控系统设计研究

来源:科技风 作者:文跃军;龙宇平
发布于:2020-04-09 共1890字

  水电站论文(最新期刊范文8篇)之第八篇

  摘要:水电站建设是实现我国能源转型升级、保障清洁能源科学利用的有效途径之一。为提升中小型水电站自动化监控能力、有效解决因设备年久失修等产生的运维保障难题,本文结合现场实际提出水电站监控系统在数据集采、安全监测与故障隔离、自动控制、人机交互等方面的功能需求,并从运行监控层、网络传输层、设备设施层三个层面介绍了水电站监控系统设计的思路及要点,为我国水电站建设与相关管理部门提供决策参考。

  关键词:水电站,监控系统,运行维护,功能设计

水电站论文

  1 绪论

  随着工业化发展程度的不断提高及人们对能源需求的持续加大,以煤炭、石油、天然气为主的传统化石能源储量日益减少,造成的环境污染问题越来越突出。近年来,以风力、光伏、水电为代表的分布式可再生能源技术及产品发展速度惊人,并在国家、地区政策的支持下获得快速发展。其中,水利发电是利用水位落差将势能转换机械能,据此带动同轴发电机将机械能转化为电能,供给千家万户。

  我国幅员辽阔、水域众多。自1912年5月28日云南石龙坝水电站建成发电以来,我国先后建成大中小型水电站10万余座,其中单站5万k W以上的大中型水电站230余座,百万k W级以上的水电站20余座。在全球装机容量排名前20的水电站中,我国有11座。其中,三峡水电站是世界上规模最大的水电站,装机总量2250万千瓦,造价2485.37亿元人民币。

  由于电站建设年代久远、设备设施型号不统一等原因,导致我国水电站运维困难、运行成本上升。为有效解决此类问题,水电站监控设施已经在新建站及旧站升级改造过程中普遍采用,为提升水电站自动化水平、实现远程监控和无人值守奠定基础。

  2 水电站监控系统功能需求

  根据电力工业部颁发的关于《水电厂“无人值班、少人值守”的若干规定》中的相关要求及运行实践过程中的经验,水电站监控系统需要具备如下基本功能:

  (1)数据集采功能:能够对水电站的气象信息、水文信息、发电设备信息、运行操作信息以及日常管理信息进行实时采集、分类存储。

  (2)安全监测与故障隔离功能:对影响系统安全、稳定运行的各类信息进行实时监控,发现故障后能够及时预警,一方面告知运行人员故障地点、故障类型等基本信息,另一方面能够对故障的部分采取隔离措施,保障非故障部分的持续、可靠运行。

  (3)自动控制功能:通过自动化设备设施、运行监控设施、现场投切设施的密切配合,系统能够根据预制程序实现自动控制,保证各项业务的顺利完成。

  (4)人机交互功能:系统运维人员能够根据人机操作按钮、操作界面等实现对系统参数整定、故障诊断、历史数据分析、事故溯因等操作。

  3 水电站监控系统总体设计

  水电站根据设备设施布局、实际运行逻辑等方面的差异,其监控系统总体结构可以分为运行监控层、网络传输层和设备设施层,具体分别介绍如下:

  (1)运行监控层:主要实现对整个水电站系统的信息管理与分析,并结合系统当前运况、上级调度信息,制定出有利于水电站经济、可靠运行的调度指令。同时,结合保护装置,实现对各类保护压板投退、保护定值整定以及故障信息处理等功能。

  (2)网络传输层:对水电站采集的各类信息进行分类预处理后,一方面,通过网络设施将关键信息汇总后输送至指定的处理器、存储器、服务器等,形成能够反映系统运况的完整信息;另一方面,将决策单元发出的调度指令输送至指定单元,实现指令信息的精准送达。

  (3)设备设施层:包括水电站机组、各类阀门、调速装置、电气设施、保护设施等,据此实现对机组转速、输出电压、频率、水量水位、水流速度等各类信息的采集以及相关设备设施的定向、精准管控。

  结语

  水电站监控系统在保障系统安全运行、实现系统持续获益方面发挥重要的作用。本文结合我国水电站监控系统运行的实际需求,围绕新建站及旧站升级改造过程中出现的重点、难点问题进行剖析。同时,提出了我国水电站监控系统在数据集采功能、安全监测与故障隔离功能、自动控制功能、人机交互功能等方面的需求,并从运行监控层、网络传输层、设备设施层三个层面介绍了水电站监控系统设计的思路及要点,为我国水电站建设与相关管理部门提供决策参考。

  参考文献
  [1] 唐明明.水电站计算机监控系统的设计与实现[D].合肥工业大学,2014.
  [2]孙鹏明,杨建慧,杨启功,徐微,周雨薇.大坝空间变形监控指标的拟定[J].水利水运工程学报,2016(06):16-22.
  [3]德芳,韩勇,周佳.浅析二滩水电站监控系统升级改造[J].四川水力发电,2014,05:106-107.
  [4]范建军.水电站增容改造方案及自动化技术研究[J].水利规划与设计,2015,03:52-56.
  [5]余海明,华中平.水电站计算机监控系统数据采集与处理[J].科技信息,2010,38(2):16-19.

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原文出处:文跃军,龙宇平,张福兴.中小型水电站监控系统设计研究[J].科技风,2019(34):191.
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