水电站自动化运行管理

摘要：改革开放以来，我国在水电建设方面有了突出进展，水电装机容量在不断提高，总装机容量已经超过两亿千瓦，排名世界第一。电站的运行和管理也逐渐向着标准化的方向发展。本文就主要对水电站自动化运行管理相关问题进行了简要分析。

关键词：水电站；自动化运行；管理

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

随着计算机技术的快速发展，现代水电站自动化系统发展水平越来越高，微机监控技术与自动化仪器仪表在电力行业得到快速发展，促进了综合自动化系统在全国范围内的推广和广泛应用，先进设备在电力行业的应用，使得电站的运行更安全、更高效，技术和经济效益得到提高，加强水电站综合自动化系统的运行管理及维护，具有很强的必要性，是电站安全经济运行的前提和保障。

一、自动化技术在水电站的作用

1、全面提升操作和控制工作的可靠性

水电站应用自动化技术,一方面,可以对水轮发电机组的运行方式进行自动化控制,实现开机、停机、并列、发电与调相切换等操作自动化。同时,通过各种自动装置快速、准确、及时地进行观察、监测、记录和报警,对上述各项操作按设定的程序自动控制,防止不正常工作状态发展成事故,并自动迅速对发生事故的设备采取保护措施使其免遭更严重的损坏,保证发供电的可靠性。另一方面,通过各种自动装置采集、分析处理各类数据,迅速、准确、有效对发电机、水轮机、励磁及调速装置、机组附属设备的电气量、非电气量、脉冲量、开关量和主要设备运行工况做出正确诊断、讯速处理,减少误操作的可能,减少发生事故的机会,大大加快操作或控制的过程。特别是在发生事故的紧急情况下,能迅速自动做出检测并启动安全保护,快速控制事故的延误和扩大,从而全面提升操作和控制工作的可靠性。

2、大大增强了运行中的协调性和经济性

水电站应用自动化后,可根据系统要求以及分配给电站的负荷和电站的具体条件,按高水头运行的原则,合理选择开机台数,在机组间实现负荷的经济分配,根据系统负荷变化自动合理的调节机组的有功和无功功率等。此外,当工作机组发生事故或电力系统频率降低时,自动开启并投入备用机组;当系统频率过高,自动调整或解除运行机组保持高效运行,以获得更好的经济效益。此外,水电站通常是水力资源综合利用,许多还兼顾防洪、灌溉、航运等多项要求,经济运行条件复杂,只凭人工控制分配、调度工作过程繁琐,而自动化技术能够有效弥补这方面缺陷,提高电站经济运行任务的目标。对具有调节能力的电站,自动化技术不但可对水库来水进行预报、计算,还可综合水位、流量、系统负荷和机组参数等参量,按照经济运行原则自动控制,自动维持发电机组的最佳运行态势,大大提高运行的经济性。

3、提高电能质量,保障电能输出质量和电网的稳定性

电压和频率是衡量电能质量好坏的二个最基本指标,根据《电能质量供电电压允许偏差》和《电能质量电力系统频率允许偏差》的规定,电力电压正常偏差不得超过额定值的±5％、频率正常偏差不得超过额定值的±0.2～±0.5Hz,电压或频率的稳定主要取决于发供电中无功功率和有功功率供给的平衡度,而自动化技术能自动控制发电机频率和电压,迅速而又准确地调节发电机组输出的无功功率和有功功率,保证发供电的电压和频率在规定范围内。

4、优化劳动生产率、改善劳动环境,为减员增效创造条件

水电站一般地处偏僻山区、荒郊野外,工作环境和工作条件都比较差。实行自动化后,当出现异常或发生事故时,能迅速而自动地采取相应的保护措施,如:发出警报信号或紧急停机。此外,像对发电机定子和转子回路各电量的监视;对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视;对机组和冷却系统工作的监视;对机组调速系统等辅助设备运行工况的监视等许多工作,都可由各种自动装置按一定的程序自动完成。自动化代替人工操作及定时巡回检查、记录等繁杂劳动,大大减少运行人员工作量和劳动强度,同时可相应减少运行人员的数量,改变水电站人多、效率低的落后局面,向无人值班（少人值守）、巡维一体的方式过渡,优化劳动生产率,降低生产成本,为减员增效创造条件。

二、水电站自动化运行管理经验

1、形成“建管结合、无缝交接”的建设管理理念

“建管结合、无缝交接”是最终用户将要求向价值链的上游主动扩展并良性互动的过程。在工程建设过程中，接管方和建设方形成紧密工作伙伴关系，参与工程设计、招标与执行、设备监造与监理、现场调试、竣工验收等；将各项生产准备、自动化运行管理与工程建设紧密结合，直至工程完全交付使用。通过此理念，技术人员参与了建设全过程，减少了设备制造和安装质量等带来的不稳定因素。

2、建立和实施标准化管理体系，加强风险控制与预防

在总结投产发电后管理经验的基础上，科学辨识危险源和编制管理方案，逐步完善了以管理规范、设备规程与作业指导书为重点的管理标准和作业标准，并通过持续改进，实现了对电力生产和枢纽自动化运行的风险控制。通过建立和实施标准化管理体系，强化过程控制并完善评价机制，提高过程控制能力，增强风险控制与预防能力，为精益生产管理的实施创造良好的条件。

3、实行水文调度集中管理，发挥梯级电站综合效益

广西西江开发投资集团有限公司（简称西江集团）属下的百色分公司、贵港分公司所管辖的四个电厂分别处于右江、郁江。右江有那吉电厂、鱼梁电厂，归百色分公司管理。郁江有仙依滩电厂、桂航电厂，归贵港分公司管理。原来每个电厂有各自的水文调度员，分别对各电厂进行调度。从2010年起，集团成立水文调度中心，逐步把各电厂水调人员集中起来，形成右江、郁江两个梯级水文调度管理，实现系统资源和信息资源共享，充分发挥梯级电站的综合效益。具体体现在以下方面：

（1）建立集团公司水情预报和采集系统，实时跟踪所辖电厂及上游电厂的机组发电情况、出库流量、坝上水位、坝下水位等，预测来水情况，实时调节流域水库的水量平衡，充分利用全流域的水资源，实现发电效益的最大化。

（2）根据机组特性，科学调整机组开机台数，合理分配机组出力，降低发电耗水率，提高机组效率，优化机组自动化运行工况，提高电站经济自动化运行指标。

4、集中控制，创一流管理模式

随着水电厂综合自动化系统的不断提高，电厂的运行管理模式逐步由“机电合一”到“无人值班（少人值守）”再到“远程集控” 。2013年，西江集团百色分公司借鉴五凌电力有限公司的管理经验，率先在广西区内实现集中控制，由那梁集控中心控制那吉航运枢纽、鱼梁航运枢纽、平马沟泵站，创建“无人值班少人值守”的品牌。

集控室运行人员主要履行两个电厂的值长职责，负责与电网调度机构的调度联系，严格执行电网调度指令；负责对两个电厂、两个船闸、平马沟泵站设备的远方运行值班、远方操作。现场巡维应急班负责本厂（站）设备巡检、维护工作；紧急情况下，负责组织人员到现场应急，接受值长的应急指令等。保证24小时有人在枢纽值班或待命值班，对讲机或专用电话能随时呼叫到巡视应急人员。

5、做好定期维护工作，确保设备安全。

水电厂实行“无人值班”（少人值守）对设备提出了更高的要求。为此，必须定期做好设备维护工作，及时消除故障隐患，确保主辅机电设备、自动监控保护设备，产品质量都应符合规定标准，性能应该良好，能够满足实际需要，运行稳定可靠，并有必要的，适当的备用。在正常运行情况下，能够保证对全厂的有效控制，不需要现场值守人员的干预；发生异常情况时能及时报警、自动停机、跳闸并自动采取必要的措施，避免事态扩大，减少损失，确保设备安全。

6、成熟有效的培训体系

通过成熟有效、规范有序的培训体系，水电站自动化运行管理人员成长迅速，为新建电站培养和输出了大批的人才。

（1）建立适合本单位的专业培训计划，对新员工的实际操作、动手能力和专业技能进行有效的训练。

（2）编写系统的标准培训课件，由经验丰富专业技术人员编写标准课件，系统地对新员工开展培训。

（3）形成了兼职的培训师队伍，选拔出具有丰富经验的技术专家组成培训师队伍，对新员工培训讲课。

结束语

总之，水电站的自动化运行管理系统不仅可以提高各设备的运行效益和发电的经济性，保障电能质量。同时，当水电站设备出现故障时，它也能够第一时间内给出故障报警信号，方便工作人员及时的对故障进行处理。随着我国对能源结构的调整，在未来，水资源将会得到更高的重视，相应的自动化运行管理系统也会得到更加广泛的应用。

参考文献

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