广西玉林市鲤鱼湾水库水电管理处
摘要：对于海南毛阳河水电站一、三级监控系统从安装、调试以及运行等步骤展开分析，并且在此基础上提出了WSZ－101型水电站自动化系统在践行自动化功能——无人值班、少人值守的前提下所起到的作用。
关键词：水电站自动化系统；梯级电站；计算机监控；无人值班
引言：随着现代科技的发展，电力企业在科技技术的调控下不断崛起和壮大，新时期组建起来的水电站运行模式主要采用自动化模式，摒弃了传统的人为管理和设计模式。毛阳河梯级水电站的系统运行原理引入了基于计算机监控系统一步到位的自动化设计原理，结合水电站的实际工作情形，最终成立了南京电力自动化设备总厂，引入制作生产的性能价格均有优势的新型换代产品WSZ-101型水电站自动化系统。
1.自动化系统构成
系统结果的设计引入了分层分布式结构设计原理，该结构设计可以分为现地控制层以及上位管理层。上位管理层设计过程中引入了双机冗余配置，设计数量两台的机器配置，可以供员工控机轮流使用；另外还设置有一台的通信处理机，用来行使梯级电站调度、与地调和模拟屏通信目标。现地控制结构单元组织（LCU）通过自行编程来实现控制器（PLC）的目标，其中涵盖了通过采集开关量状态的微机顺控设计系统，该系统的主要功能在于引入计算电网电量的微机电量技术原理来达成工作目标，通过自动合闸并网的微机自动准同期系统来进行工作。LCU借助于以太网与上位机开启数据通讯模式，与此同时，也可以通过自身的工作运动原理来实现独立运作。
2.自动化系统主要功能
2.1监视功能
水电站自动化系统具备监视功能，该功能通过对不同形式的电量、非电量所进行的监视来达到对系统所在设施的工况参数的巡回检测、定时打印、报告记录、越限报警等的目标。
2.2事件顺序记录功能
事件顺序记录指的是对于水电厂系下的设备状态，核心设备的继电保护动作形态，故障信号等不同类型的开关量所展开的监视工作，以及对于运行状态的变化所采取的定时顺序记录。
2.3控制功能
监控系统在运作过程中谨遵预定程序、运行人员输入命令、中调命令，并且可以定时发布出开停机命令，对于断路器、隔离开关进行分合闸工作程序的调控。当水电站的核心工作设备正在处于某一控制程序的时候，监控系统具备对于主控制层实行闭锁控制的功能，但是在这样的情形下控制屏上的手动紧急停机操作指令不受这项功能的制约。
2.4调节功能
调节功能从运行的要求出发，通过增减或改变设定值的模式和途径展开调节机组出力的运作历程。从系统化系统限制要素出发，对于不同机组的有功功率、无功功率进行分配和调控，使整个水电站自动化系统在科学、合理、最优势的状态下进行运作。
2.5运行管理指导功能
运行管理指导功能主要是通过自动统计的方法建立设备的运作时间数、动作次数，故障次数等数据，成立设备系统运行档案，为有效的设备运行维护程序提供有力的凭证，从需求出发建立一定的事故处理方案以及运行管理指导方案。
2.6通信功能
从中调所提供的现有通信协议出发，借助于中调自动化科技可以构建完整配套的数据通信系统，及时发送水电站运行信息，并进行输出和执行中调下达的系统AGC以及AVC命令等。
2.7故障自诊断和自恢复功能
故障自诊断和自恢复功能可以对计算机系统的中硬件软件实施监视和保护工作，准时测定出故障部位以及所属性质。当监控系统呈现出程序死锁或者是失控现象的时候，可以通过自恢复功能自动恢复到原始的状态上去。
3.系统引入的新技术
3.1率先引入DSP技术
毛阳河计算机监控系统在运行的时候，对于交流电量测量系统具有一定的要求，规定2 s内做完256路交流信号的采样程序，在此基础上算出配套的电压、电流、频率、有功功率及无功功率等，之后把数据上传至上位机。通过以MPU为CPU的检测系统不能顺利完成高速计算目标，以数字信号处理技术为基础的DSP作为系统的CPU。迄今为止，一些西方先进性国家已经将DSP技术广泛运作到电力系统中，并且取得了有效的工作业绩。但是目前为止国内的DSP应用处于起步阶段。海南毛阳河水电站计算机监控系统中领先在交流电量采集方面引入了DSP数字处理技术，初步出现了高效性、精准性的局面。这种数字处理技术包括：引入DSP为核心处理器通过锁相环电路对电网进行动态跟踪检测工作，通过倍频电路对电压、电流信号采取无相位差同时采样方案，通过FFT将时域信号转化成频域信号，之后利用数字信号处理技术算出各电量。
3.2现场总线技术与FCS网络结构方案
传统DCS集散型系统的网络设计系统未来发展模式在建网投资、开发维护等方面具有一定的局限性，这些局限性表现为：
（1）底层设备不能构建起一套行之完整的互联通信体系；
（2）监控层PC机功能太过集中，存在着很大的故障风险；
（3）一对一特征的通信电缆在接线的时候工序较为复杂；
（4）功能模板的容量和灵活度存在要一定程度的限制。
FCS设计结构在上述几项内容中具有鲜明的优势，由此可见引入FCS结构设计对于水电站自动化系统的未来应用，维护，节约成本，维持系统的可持续性，积累FCS系统开发经验皆有进步的价值和意义。
毛阳河梯级电站在机组顺控系统应用的过程中实施了FCS结构的系统网络设计措施。
3.3实现全站数据共享
在工作过程中可以通过PLC直接联网措施，提升系统的稳定性功能，节约前置机项目的投资资源。网络中的系下所属工作站和LCU可以充分实现共享PLC的实时数据动态。
4.与少人值守工作系统的差距
4.1自动化元件可靠性不足
由于自动化原件的可靠性不足，由此导致了WSZ-101系统系下的有些功能运作不良。工作程序中的诸多信号器件、执行元件、电磁阀动作可靠性远远不足，运行紊乱，部分器件较为陈旧，需要不断更新以及引入新式原件产品，从而提升原件的质量。最后断路器辅助接点动作的可靠性有待提高。
4.2电站水情测报系统差异
一、三级水电站水情测报系统亟待建立，并且需要融入现代科技元素，对于进水口闸门的遥测、遥控进行有效设计，可以提升工作效益，迎合市场的需求。
4.3计算机系统对外联网更新
更新计算机系统的对外联网，有助于工作人员有效开启业务培训模式，拓宽业务视野、提升专业水准。
5.结语
综上所述，毛阳河梯级水电站通过引入先进的WSZ－101型水电站自动化系统，利用了全开放、模块化设计的先进性特质，从而实现了“无人值班、少人值守”的工作目标和管理任务，因此提升了工作效率，使阶梯电站在运行的过程拥有了一个很高的起步。
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