水電廠梯級電站實現(xiàn)遠程集中管理模式

　　摘要：本文立足于白龍江流域中下游開發(fā)現(xiàn)狀，就目前國內小流域梯級電站遠程控制功能具備，管理方面經(jīng)驗仍在探索、實踐的狀況下，針對白龍江中下游苗家壩、碧口、麒麟寺、梯級電站即將面臨流域內實現(xiàn)“無人值班”（少人值守）運行管理模式的需要和可靠性要求，結合流域內梯級電站的地理位置和開發(fā)建設時間的安排，對采用的擴大廠站模式和梯級集控中心相結合的配置方案研究，以及對梯級集控中心管理模式進行探索與實踐。

　　關鍵詞：流域；梯級開發(fā)；無人值班；擴大廠站；集中管理

　　ABSTRACT:In this paper, it is explored and practiced for management mode of centralized control center, based on the development of the status in middle and lower Bailong basin. On the current, there is ability of remote control in cascade hydropower stations of small basin, but loss management experience. According the need of security and management mode of unmanned on duty (which few people are on duty) in Bikou, Qilinsi, Miaojiaba cascade hydropower stations in Bailong river, study configuration scheme combined with the expansion of plant mode and the cascade centralized control center, combined with the geographic location and development and construction of arrange in basin cascade hydropower stations.

　　KEY WORDS: Basin; Cascade Development; Unmanned on Duty; Enlarge Power Station; Centralized Management.

　　1.白龍江中下游流域梯級水電站滾動開發(fā)形式

　　20世紀80年代后期，我國開始探索水電滾動開發(fā)機制，組建大型流域水電公司【1】。這種方式是業(yè)主以已建成的水電站為母體水電站，用母體水電站的盈利開發(fā)一個流域的水電站群。我國流域水電的開發(fā)模式經(jīng)過清江、烏江水電流域開發(fā)模式成功的初步嘗試后，“流域、梯級、滾動、綜合”的開發(fā)模式開始興起，各電力公司對流域開發(fā)堅持流域、梯級、滾動、綜合開發(fā)的原則，高度重視資源的綜合利用和流域經(jīng)濟社會的發(fā)展，大唐甘肅公司在白龍江中下游流域的開發(fā)模式就是以已建的碧口電站為母體電站，上、下游分別滾動、開發(fā)苗家壩、麒麟寺電站。

　　白龍江發(fā)源于甘肅省和青海省交界處西傾山，為嘉陵江的最大支流，全流域面積31812km2，干流全廠565km【2】、。白龍江中下游流域梯級開發(fā)，包括已建成投運33年的碧口電站，位于碧口電站上游31.5km正在建的苗家壩電站，位于碧口電站下游13.5km于2008年底投運的麒麟寺電站。苗家壩電站、碧口電站、麒麟寺電站，三大電站運行特征見表1。

　　表1 電站運行特征

　　白龍江中下游流域開發(fā)形式為由已建的碧口電站的開發(fā)建設演變成流域水電站的開發(fā)建設，由已建的碧口電廠的投資建設運營演變成流域內資金滾動發(fā)展的態(tài)勢，目標在于充分利用好白龍江中下游流域的水力資源，通過梯級電站的集中調度管理，制定出相對優(yōu)化的梯級水庫聯(lián)合運行方式，降低運行成本，提高企業(yè)的經(jīng)營效益，促進企業(yè)的管理水平，實現(xiàn)“無人值班”(少人值守)、集中監(jiān)控、流域調度。

　　2.無人值班”（少人值守）運行管理模式實現(xiàn)的必要性

　　隨著電力體制改革的深入推進，“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”已進入實施階段，甘肅省電力市場運行規(guī)則亦面臨變革，白龍江流域建立一個完善的流域梯級有效管理模式是目前白龍江流域各梯級電站首要的環(huán)節(jié)，可使各梯級電站更有效、便捷地為甘肅省的經(jīng)濟發(fā)展服務。

　　建立完善的白龍江中下游流域梯級電站有效模式，就是合理地利用水力資源，根據(jù)掌握的白龍江流域可靠的水情、雨情信息，提高水能利用效益，改善梯級各電站電能質量，實現(xiàn)流域梯級電站的優(yōu)化調度，目前白龍江中下游流域各梯級電站，麒麟寺電站已于2008年12月投產(chǎn)發(fā)電，苗家壩項目在建。根據(jù)對“無人值班”(少人值守)的定義【4】:“水電廠廠內不需要全天24小時內都有人值班，機組開、停、調相等工況轉換操作、有功、無功功率調整以及運行監(jiān)視等工作，由電網(wǎng)調度所(包括梯調以及網(wǎng)、省、地調等)或集中控制的值班人員及有關自動裝置完成;但在廠內有少數(shù)全天24小時都在的值守人員，負責現(xiàn)場看守和特殊處理以及上級臨時命令交辦的工作。”實現(xiàn)流域內電站無人值班或“無人值班”(少人值守)運行管理模式，也可極大降低生產(chǎn)管理成本。

　　所以在建設過程中充分考慮到計算機監(jiān)控系統(tǒng)，流域的統(tǒng)一規(guī)劃及集中控制，將三個電站分散的系統(tǒng)集中起來進行有效的資源整合，在集中控制及統(tǒng)一調度模式下，三個電站流域梯級的優(yōu)勢才能體現(xiàn)，也只有在流域集中控制模式下才能實現(xiàn)真實意義上的“無人值班”(少人值守)， 在各類數(shù)據(jù)極大豐富情況下實現(xiàn)集中的優(yōu)化統(tǒng)一調度，提高人員工作效率。

　　2.1“無人值班”（少人值守）實現(xiàn)條件

　　白龍江流域中下游梯級水電站的聯(lián)合運行的實現(xiàn)，要求流域梯級水電站設置唯一的流域運行機構，對外統(tǒng)一接受省調的調度命令，對內負責梯級的防洪、發(fā)電、排沙等綜合運用的統(tǒng)一調度等。梯級各水電站建立與流域運行機構的調度、通信、監(jiān)控等的網(wǎng)絡連接，直接接受流域運行中心的調度命令，調度執(zhí)行由梯級樞紐監(jiān)控系統(tǒng)完成。以前建成的流域中心通常稱為梯級調度中心,其功能主要包括對流域內各梯級電站的運行進行遠方監(jiān)視、管理,對各電站總的負荷進行分配(站間AGC功能)、水資源的優(yōu)化調度等。近幾年,隨著電站自動化程度的提高,按照“無人值班”(少人值守)的運行管理模式設計,梯級電站之間的通信帶寬和可靠性提高,電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)簡化,梯級中心的計算機監(jiān)控系統(tǒng)逐步取代了電站上位機的部分功能,可直接實現(xiàn)控制命令下到LCU而不僅僅是以前的下到上位機,以及實現(xiàn)站內AGC的功能等。為避免與省調的電網(wǎng)調度功能的沖突,宜將原有的梯級調度中心稱作梯級集控中心【3】。白龍江流域中下游梯級電站集控中心，目前初步建立在流域開發(fā)的母體電站——碧口電站所在地甘肅省文縣碧口鎮(zhèn)，計劃于2009年底投運。

　　2.2“無人值班”（少人值守）可實現(xiàn)高效的現(xiàn)代化管理

　　白龍江中下游流域梯級開發(fā)母體水電站——碧口電站地處甘肅省隴南地區(qū)文縣碧口鎮(zhèn)，其對外交通不便，隴南地區(qū)及文縣又是甘肅省貧困地區(qū)，做為水電企業(yè)的職工，照顧家庭、贍養(yǎng)老人、小孩入學，就醫(yī)都是直接與電站職工息息相關的事情，通過“無人值守”（少人值班）水電站管理模式的逐步稱為可能，水電站遠程集中管理的實現(xiàn)，使生產(chǎn)調度地點逐步轉移到中心城市，相應的問題就會迎刃而解，不但穩(wěn)定了職工隊伍，提高了廣大職工的積極性，將生產(chǎn)系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)結合，形成真正意義上的綜合生產(chǎn)管理平臺，極大方便生產(chǎn)管理，提高人員工作效率。

　　3.“無人值班”遠程集中管理模式實踐探索

　　白龍江中下游流域屬中小型流域，流域開發(fā)、滾動的項目建設周期不長，投入資金及運行維護人員有限，并且考慮到地理環(huán)境和電站運行檢修便捷，以及流域內電站實現(xiàn)“無人值班”（少人值守）運行管理模式的需要和對可靠性的要求，結合流域內梯級電站的地理位置和開發(fā)建設時間安排，流域遠程集中管理模式采用擴大廠站模式和梯級集控中心相結合的方案，將集控中心設置在流域內人員較為集中的碧口電廠附近，對流域內麒麟寺、苗家壩電站進行遠方監(jiān)視、優(yōu)化調度，這樣可減少人員及交通和運行維護經(jīng)費問題，也可以充分體現(xiàn)集中調度的優(yōu)勢。

　　3.1梯級集控中心主要功能

　　通過設置流域梯級集控中心,可實現(xiàn)梯級電站的集中監(jiān)控,對水庫的水資源集中調度,有效利用水能,提高發(fā)電效率,提高安全可靠的運行水平,減輕值班人員勞動強度,減少值班人員,為實現(xiàn)“無人值班”創(chuàng)造條件。設置流域梯級集控中心后,在碧口、麒麟寺、苗家壩電站設備具備一定的自動化程度的前提下,可按照“無人值班”的運行管理模式,由梯級集控中心值班人員統(tǒng)一進行監(jiān)視、控制、維護人員通常在各廠站集控中心休息、待命，定期進行巡視檢查、日常維護以及檢修管理等工作。

　　同時,集控中心也可以作為碧口、麒麟寺、苗家壩電站的管理、維護的生產(chǎn)辦公和生活基地,負責流域內梯級電站的日常運行、管理工作。碧口、麒麟寺、苗家壩電站可根據(jù)情況,取消部分常規(guī)配置的機修間、電工實驗室、檔案室、油庫等,由整個流域統(tǒng)一規(guī)劃,設置在集控中心。

　　為實現(xiàn)集控中心對碧口、麒麟寺、苗家壩電站的遠程監(jiān)視、控制和管理,除計算機監(jiān)控系統(tǒng)以外,還應根據(jù)情況配置部分必要的輔助系統(tǒng),例如消防監(jiān)控系統(tǒng)、水情測報系統(tǒng)、能量計費及報價管理系統(tǒng)、繼電保護信息管理系統(tǒng)、大壩安全觀測系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、安全防盜系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等,以及可靠的光纖通信基礎平臺。

　　3.2遠程集中管理模式的探索

　　隨著麒麟寺電站的投運、苗家壩電站建設進度的步伐，梯級電站的管理理念與模式成為白龍江流域生產(chǎn)管理和梯級電站發(fā)展的重大課題。目前正在籌建集控中心，一是要組織管理及技術人員，在國內、外調研，深入實地考察，引進同行在遠程集中管理方面的先進經(jīng)驗。二是集控中心籌備成員需要在集控中心成立前完成相關制度編制工作，主要圍繞梯級水庫防洪調度管理、梯級發(fā)電優(yōu)化調度方式的營銷協(xié)調管理、梯級水電站遠程集中監(jiān)控與控制以及通信自動化系統(tǒng)等方面的管理制度，做為實行遠程集中管理的技術性、規(guī)范性依據(jù)。

　　目前，白龍江中下游流域梯級電站集中調度管理機構、遠程控制、水庫調度等均處于起步階段，遠程集中調度控制功能有待進一步推進。經(jīng)過前期調研和設計專家咨詢，白龍江中下游流域梯級電站遠程集中管理必須打破原有的單站式調度運行管理，通過管理體制的變革，真正實現(xiàn)白龍江中下游流域梯級電站的綜合發(fā)展的目的。集中管理模式拓撲圖如圖1.

圖1 集中管理模式圖

　　其中，“無人值班”(少人值守)、集中監(jiān)控、流域調度功能的實現(xiàn)要求集控中心的綜合自動化系統(tǒng)完善并達到相應水平， 根據(jù)各流域集控中心實現(xiàn)的功能不同，梯級電站集控中心的模式不同，不同集控模式所包含的綜合自動化系統(tǒng)中各子系統(tǒng)和功能也不同。白龍江中下游流域梯級電站是在擴大廠站的方式下設置集控中心，由于所有集控中心設備和各電站LUC組成了一個統(tǒng)一的計算機監(jiān)控網(wǎng)絡，因此梯級電站和集控中心的計算機監(jiān)控系統(tǒng)建議采用一家公司的系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)的整體協(xié)調性，以及網(wǎng)絡管理的一致性，同時還可大大降低需配置的其他設備的數(shù)量、軟件開發(fā)費用、備品備件數(shù)量、系統(tǒng)維護人員數(shù)量和勞動強度等。

　　4.集中管理的實施進程

　　由于碧口電廠相對較落后的自動化程度、設備老化以及麒麟寺電站初期投產(chǎn)的不穩(wěn)定因素等原因，一步到位的實施集中監(jiān)控、無人值班并不符合實際，貿(mào)然實施肯定會對安全生產(chǎn)造成極大的影響。因此，有計劃、有節(jié)奏、分布的實施，加大現(xiàn)場技術改造，提高自動化水平，不斷積累運行管理經(jīng)驗，最終實現(xiàn)集中監(jiān)控的遠景目標。

　　1.整合人力資源，打造團結、實干、高效的集控中心。集控中心成立后，根據(jù)工作專業(yè)的不同，可整合原有部室建立相應管理、技術崗位，對每個崗位制定相應的崗位工作標準，力爭達到規(guī)范化、標準化的工作流程。

　　2.加強培訓，建立高素質的職工隊伍。由于集控中心的技術管理崗位非常重要，每一個運行值班員，在運行值班過程中，需要直接與調度聯(lián)系協(xié)調梯級水電站的優(yōu)化運行，對3座水電站的調度管理工作進行協(xié)調管理，因此，不但要求值班員具備全局觀念的執(zhí)行力，而且應具備較好的組織管理和協(xié)調能力。所以加強培訓，創(chuàng)建學習型組織，提高員工的學習能力是高效實現(xiàn)集中監(jiān)控的必要一環(huán)。

　　3.加強梯級水電站聯(lián)合優(yōu)化調度控制應用研究，發(fā)展先進的遠程集控自動化平臺。

　　水庫優(yōu)化調度和發(fā)電優(yōu)化控制基本理論研究的模型和規(guī)則，必須要有相應的平臺系統(tǒng)做為支撐。系統(tǒng)平臺以流域集中監(jiān)控系統(tǒng)和流域水調自動化系統(tǒng)為核心組成，實現(xiàn)了遙測、遙信、遙調、遙控、遙視的五遙功能，包含了工業(yè)電視、電能量等輔助系統(tǒng)；高級應用軟件包括水文預報、防洪優(yōu)化調度、發(fā)電優(yōu)化調度、發(fā)電優(yōu)化控制等軟件，形成一個優(yōu)化計算、遠程監(jiān)視、集中控制和調度管理集一身的綜合性自動化系統(tǒng)。

　　4.理順調度關系，實現(xiàn)電網(wǎng)調度管轄的遠程集中管理。

　　白龍江流域中下游梯級電站在當前的調度管理模式下，梯級水庫的運行調度權在甘肅省電網(wǎng)調度管理部門，甘肅省電網(wǎng)調度部門通過“調電調水”，因此，白龍江流域中下游水電站必須清楚如何制定合理、高效的優(yōu)化運行方式，通過電網(wǎng)調度部門的全面考慮、綜合安排、才能夠盡可能體現(xiàn)出流域電站優(yōu)化調度的意圖，實現(xiàn)梯級電站的聯(lián)合優(yōu)化，最后實現(xiàn)白龍江流域的綜合發(fā)展。另外，當電力市場形成后，基于電力市場條件下的流域發(fā)電公司的優(yōu)化調度問題，更需要建立專業(yè)的流域管理隊伍，才能充分考慮水電能力、負荷預測、電網(wǎng)分析、市場需求、發(fā)電成本等約束條件，在競價上網(wǎng)過程中實現(xiàn)水電的經(jīng)濟調度。

　　5.結語

　　白龍江流域中下游苗家壩、碧口、麒麟寺電站,根據(jù) “無人值班”（少人值守）運行管理模式的需要和可靠性要求，采用的擴大廠站模式和梯級集控中心相結合的配置研究方案，可以較好地利用水能資源,合理地規(guī)劃使用流域內輸電走廊、通信通道,采用合理的監(jiān)控系統(tǒng)方案提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度，并逐步在設計、實施進程中考慮使用一家供應商的產(chǎn)品,采用擴大廠站,主、輔機一體化等措施,優(yōu)化梯級集控中心和電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，使之真正實現(xiàn)“無人值班守”（少人值守）集中管理。

　　參 考 文 獻

　　【1】馬光文，劉金煥，李菊根等，《流域梯級水電站群聯(lián)合優(yōu)化運行》【M】，北京：中國電力出版社，2008
　　【2】水利電力部第五工程局，白龍江碧口水電站技施說明書；1975
　　【3】《水電廠“無人值班”(少人值守)的若干規(guī)定》
　　【4】王勁夫，林峰，中小型梯級水電站實現(xiàn)“無人值班”集中監(jiān)控的技術探討【J】，《水電站設計》第22卷第2期，54-60