对凤滩水电厂实行远方集控的探讨

摘要：主要论述了凤滩电厂实施远方集控目的及意义，目前存在的问题，解决的方案，计算机监控和工业电视功能扩展，以及发电运行管理制度。

关键词：水电厂；监控系统；远方集控；少人值守

中图分类号：TV文献标识码： A

凤滩水电厂位于湖南省沅陵县境内，是我国第一座空腹重力拱坝，水库库容13.9亿M3，1978年第一台机组发电，2004年，在大坝的左侧地下厂房扩建了两台200MW混流式机组，总装机容量达815MW，年均发电利用小时8100小时，设计年均发电量25亿KWH，是湖南省电力系统内主要调峰、调功、调频厂，凤滩电厂发电距今已达34年，是典型的多人员、多部室的老厂，1994年和2009年对该厂监控系统进行了安装和改造升级，目前监控系统采用中国水科院H9000 4.0系列，2004年开始相继对该厂励磁、调速器、高压断路器、厂用系统、保护装置进行了改造和更换，该厂于1998年实行机电合一运行模式，使运行人员大幅减少，人员技术素质提升，随着该厂设备改造力度开不断增大，设备自动化水平较比前大幅上升，该厂计划于2013年1月前实行远方集控试运行，现场少人值守的运行模式。

1、实行远方集控的目的和意义

目的

水电厂大多数位于偏僻山区，交通不便，生活环境艰苦，工作环境恶劣，家庭成员长多时间两地分居，不利于感情交流，特别是运行人员在坝内值班，24小时倒班噪声大，空气差，对人员的身体健康不利，为了改善工作人员的工作生活环境，减少人员劳动强度，提高工作效率和水能利用率,，顺应国际国内大型水电厂“集中控制，无人值班”的工作模式，凤滩电厂目前采取“远方集控，少数值守”是必然发展方向。

意义

国网公司三集五大发展战略实施，大运行是其中之一，目前湖南省电力公司已在市级公司大量推广，但在凤滩、柘溪、东江三家水电厂仍停留在厂站控制，与国内各流域集群电厂集控水平仍存在较大的差距，如湖南五凌公司在长沙远方集控12个水电厂，1个火电厂，1 个抽水蓄能电站，实现了多流域、多发电类型集控中心，雅砻江集控中心，澜沧江水电集控中心，大渡河集控中心，长江三峡集控中心等等均实现了远方集控，少人值守的运行模式。通过远方集控，减少运行倒班人员，体现以人为本，人文关怀，同时也对提升企业核心竞争力，提高水库水能利用率，对促进计算机监控系统及自动化水平的提升大有帮助。

2、存在的问题

2.1人员因素

凤滩电厂是1978年第一台机组发电，距今已34年的老厂，人员多，年龄层次多，人员素质参思不齐，与外部沟通机会少，人员思想不前卫，思想认识与新建电厂存在较大的差距，由于历史原因，2004年设备改造以前设备事故频繁发生，思想上存在一定的负担，担心发生事故怎么办，设备不可靠怎么办，由于人员上的原因，管理制度也跟不上，先进的设备，总担心出事，因此在运行维护上总做了不少的无用功，如GIS设备，五凌公司碗米坡电站只需半个月巡视一次，而我们每天巡视三次。

2.2 设备因素

设备改造完后，总的来说，自动化水平，监控系统功能较以能有质的提升，但在一些自动化元件方面仍存在一些问题，我在监控上位机对一些模拟量失真点个数做了一些统计，如表1

表1模拟量失真统计

从上表可以看出，模拟量失真点最多的是定子绕组和定子铁芯温度，闸门开度显示只有4G有显示，其它机组都没有显示，栏污栅差压只有1G有，其它机组都没有，1G栏污栅差压值也是错误的，达到0.3MPA，正常值不超过0.03MPA，由于摸拟量失真，使运行值班人员对设备状态了解就不是太全面，存在设备死区，状态监测数据不全，给机组稳定性分析，状态检修增加了难度，凤滩电厂作为湖南电网主要调功、调频厂，AGC频繁动作，机组频繁穿越振动区，对机组运行寿命周期是严峻的考验。

2.3 设备维护因素

提高设备检修维护水平是能否实现远方集控，少人值守的的关键因素，近来，机组及辅助设备检修后往往存在一些遗留问题，监控系统数据及故障报告定值维护还存在缺陷，除了设备本身原因外，还存在一些人员维护不善，如表3：

表2设备存在的问题

实施方案

人员因素

远方集控，少人值守，思想先行，凤滩作为一个发电34年的老厂，改变一种先进值班方式，必然存在一些担心顾虑，这就需要多多宣讲国内外的一些先进技术，水电企业的发展趋势，使员工从思想上欣然接受；人员技术业务素质是实现安全生产的决定因素，厂部已于2009年征对远方集控少人值守要求制订了三年培训计划，员工根据自身情况，制定本人三年培训计划、步骤、目标，结合省公司岗位技能鉴定，分步实施，到目前为止，已取得了不错的成绩，为了使集控值班人员了解新建水电厂运行模式，可以分期分批到外面考察学习交流，学习他们先进的管理经验和生产流程，特别一些事故处理案例。

设备维护

设备是基础，人员是关键，没有健康运行的设备和高素质的员工队伍，远方集控就成为空中楼阁，要保证设备安全运行，首先应招标引进优质的设备，建立符合本厂实际的设备维护制度，高标准，严要求，提高运维人员责任心。

实施步骤

监护系统

凤滩水电厂计算机监控采用了中国水利水电科学研究院自动化所提供的H9000全开放分层分布式结构系统，计算机监控系统由两厂一站(凤滩老厂、新厂和黄秧坪开关站)三部分自动化系统组成。整个计算机监控系统网络由新老厂的计算机网络和黄秧坪开关站的计算机网络通过两台交换机的GE端口，采用OPGW光纤连接成一个冗余热备份双交换以太网。两个计算机网络均采用双FE，采用高性能的网络交换机进行连接。凤滩水电厂新老厂计算机监控系统配置AB网两套交换机，每套交换机分别通过各自的GE端口及RJ45端口，连接新、老厂的机组、开关站及公用设备就地控制单元。黄秧坪开关站也配置AB网两套交换机，分别连接各个计算机、工作站以及黄秧坪开关站就地控制单元。系统采用开放式分层分布的系统结构，共分二层：两厂一站级集控中心层、新老厂及黄秧坪开关站的现地控制单元层，正常情况下以集控中心层为主控，当集控层故障时，由现地控制层控制，设备仍然可能正常运行控制。两层之间采用双1000MB/s快速以太网总线，构成高可靠冗余的网络结构。

集控中心层包括：系统工作站两套、操作员工作站三套（C站在黄秧秤开关站作为备用）、工程师/培训工作站一套、远程通讯工作站（RTU）两套、厂内通讯工作站一套、电话语音报警（N-CALL）站一套、查询工作站一套、报表服务器一套。现地控制层11套LCU包括：老厂四台机组、开关站、公用系统共6套，新厂两台机组、公用系统共3套，黄站现地单元1套，#7G现地控制单元1套。

自从前方监控系统升级改造后，现有计算机监控系统运行稳定，功能较全，网速顺畅，因此本次集控中心建设前方不需改动，保持前方硬件不变。沅陵基地监控中心计算机监控系统可配置一套数据采集服务器群、两台操作员站、一台工程师站、一台培训工作站、一台语音报警站、一台报表服务器、两台远动工作站、一台五防工作站、一台厂内通信工作站(用于基地内通信)和两台Ⅰ区核心交换机等，具体配置详见表4。沅陵基地监控系统通过两个不同路径1000Mb/s光口通道与前方凤滩厂区的监控计算机系统通信。控制权限分为三级，现地控制级、前方厂站级、沅陵集控级，现地控制级别最高，过渡期间前方和沅陵基地的两套系统同时运行，通过权限设置实现两地控制权限的切换，过渡期满后，以沅陵基地的系统为主，前方的系统备用，实施远程监视与控制，沅陵远方集控投运行后，应具备如下具备功能，如表3：

表3监控系统功能

工业电视

为实现对凤滩水电厂防火、防盗及对设备运行状态的实时监视，考虑水电厂无人值班模式，实现水电厂远程监控的要求，需配置凤滩水电厂远程图像监控系统，远程图像监控系统监视范围应能覆盖新厂房、老厂房和黄秧坪开关站、沅陵集控中心调度大楼，沅陵集控中心本期需配置一套视频图像监控主站，负责对水电厂的视频图像和数据进行集中监控和管理，实现在集控中心对水电厂进行日常巡检，对重要设备和地点进行预置位定点监控。视频图像监控主站配置1台管理服务器、2台视频工作站、1台网络交换机、1套图像显示系统，值班员可通过监控终端或大屏幕电视墙监视、控制、记录各摄像头上传的现场图像信息，以实现对水电厂的远程图像实时监控，本期工业电视改造更换原有21个摄像头，另新增81个摄像头，摄像头全部采用130万像素高清数字网络一体化摄像机，以提高视频图像的清晰度和稳定性，厂区端视频图像信息在监控后台网络交换机汇聚后通过1路1000Mb/s光纤专线通道送至沅陵集控中心视频主站。

结束语

远方集控，少人值守在新建水电厂已经是成熟的运行值班模式，但对老厂来说，才刚刚起步，凤滩作为湖南省电力公司三家水电厂第一个率先实施，还有许多路要走，应采用平稳推进，逐步实施，得到省网公司认可和配合，从技术、管理两个层面满足其要求，先试运行一段时间后，发现问题及时总结改进，经验收合格后，再正式投运行，确保电网设备安全。

参考文献：

[1]王德宽，王桂平等，水电厂计算机监控技术三十年回顾与展望[J]，水电站机电技术，2008，（3）：1-8。

[2]国电安生（1996）484号文，电力部水电厂“无人值班（少人值守）若干规定[Z]，1-7