（国家电投贵州金元安顺水力发电总厂）
摘要：近年来，随着国内水电资源的开发殆尽，如何高效运行管理现有的水电资源成为水力发电企业的工作重心，且对群远程式集中控制的系统设计利用方面需求更为强烈。故而，本文主要围绕着区域中小型水电站当中群远程式集中控制的系统设计及其实现开展深入研究，期望可以为今后更多设计技术专家及学者对相关课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。
关键词：水电站；区域；中小型；集中控制；群远程；系统设计；实现；
前言
建设区域集控中心，对所属区域的水电群进行远方实时安全监视、控制、经济运行和联合优化调度、管理，为边远山区水电站实现“无人值班，少人值守”，提升自动化控制和管理水平，改善劳动生产环境，促进流域梯级电站群的联合高效运行，成为我国中小水电站发展的必然趋势。洪渡河流域集控中心正是在这样的发展背景下启动建设，目前已完成了基础设施建设和集中控制系统的搭建，并接入了区域内6座中小水电站进行调控，形成了传统单个电站经济运行向流域梯级电站群联合高效运行的转变。
1.流域水电站群概况
洪渡河流域水电站群已投产的水电站有高生（2×53MW）石垭子（2×70MW）、沙坝（2×15MW）、方竹（3×3.5MW）、尖峰（2×0.8MW）和落脚河（2×10MW），总控装机容量308.1MW；其中高生、石垭子、沙坝、方竹、尖峰水电站位于贵州省遵义境内，落脚河水电站位于贵州省毕节境内。
2.集中控制系统的总体结构
洪渡河流域集中控制系统包括配套设施、通信系统和综合自动化系统三部分。综合自动化以配套设施、通信系统为支撑，实现远程对水电站实时信息的采集与处理、运行监视与远方集中控制、统一调度管理，全面提高综合经济效益，逐步实现水电站现场 “无人值班，少人值守”的日常运行管理需要[1]。
3.配套设施
集中控制系统配套包括机房及集控中心装修工程、机房供配电系统、机房精密空调系统、机房门禁系统、机房消防系统、机房防雷及接地系统、机房综合布线工程、机房动力环境监测系统共8个子系统。完善的配套设施为集控综合自动化系统的可靠运行提供保障。
4.通信系统
洪渡河流域集控中心对外通信业务包括集控中心与受控水电站间的通信，集控中心与地调间的通信。通信系统传输通道包括专用光缆传输通道、电力通信专网带宽租用、公网带宽租用、城内光缆等。集控中心通过电力专网与上级调度机构进行数据通信，以下着重介绍集控中心与流域各电站间的通信。
集控中心与流域各电站间的通信通道有3种：①2M专用通道。租用电力通信专网光纤通道，带宽2M。接口类型为E1。②集控主用通道、租用电力通信专网光纤通道，带宽4M。接口类型为以太网。③备用通道。租用电信运营商专线光纤通道，带宽50M，专用于安全Ⅲ区工业电视的信号传输[2]。
5.综合自动化系统
监控系统，它属于洪渡河流域水电站综合自动化的系统当中维持电力高效化生产的核心。数据交换系统平台，属于传输数据重要纽带，监控系统有效连接其余子系统，可实现信息数据的实时化交换。各个子系统，属于洪渡河流域水电站综合自动化的系统当中各项功能相应总站系统，电站传递信息至总站，子系统实时接入至交换系统平台内部，洪渡河流域水电站可实现在无人值情况下维持正常可靠地运行状态。
5.1在监控系统层面
集控计算机监控系统采用中水科技的H9000 V4.0系统，能够接入洪渡河流域水电站监控信息，借助统一系统接入洪渡河流域水电站群主装置监控信息，实现设备监视、调整及控制各项系统功能。监控系统局域网按照IEE E802.3z来设计，采用星结构交换形式以太网、局域网络通信规约TCP/IP，、全开放分布式的接口，以光纤、超五类屏蔽双绞线作为网络介质。以碰撞检测载波监听的多路访问为介质访问主要控制方式，集中控制内网设1000Mbps传输速率，集控内网的交换机为同等速率以太网的交换机。此系统结构特点详细如下：
①在构架模式方面
集控计算机监控系统设构架设定为三层模式，即现地、厂站、集控这三层。各层均设相应调节控制操作权限，依照着现地、厂站、集控层次顺序，由高向低，将闭锁条件设定好。下层调控权限在切换到了上层后，上层便可执行调控条件各项操作。这一模式对厂站内部设备维持正常运行状态来说有着积极作用，集控中心内部监控系统维持正常运行期间，全流域内可实现集中化监控、经济运行及联合调度。集控中心内部监控系统倘若瘫痪，则系统权限将会自动切换到梯级的电站侧，厂站测控系统负责执行全站监控指令[3]。
②在双机冗余方面
集控中心内部监控系统当中，核心交换装置、通信网关装置、历史和实时数据信息库服务装置、程序服务装置等，均实行双机冗余这一配置形式，以系统软件进程，来完成双机自动化切换操作。某台设备出现运行异常或者故障问题后，系统会自动切换到另外设备维持正常运行状态，并不会对监控系统总体运行稳定、安全产生不利影响。操作员站内业实行冗余配置，各个操作员站可远程监控所辖流域的梯级电站，对系统运行安全可起到可靠保障作用。
③在安全分区方面
梯级电站、集控中心、电网调度等通信，均为设横向的加密装置和专网，以对系统安全提供基础保证。各个安全区域监控系统相互通信，均以硬件系统防火墙为基础实现有效隔离，系统安全得以保证。集控中心内部监控系统的边界，设计入侵检测专用探头，对网络入侵可实现实时化监测，更具保证了系统的运行安全。
5.2数据交换系统层面
洪渡河流域水电站群内部数据交换系统平台，可实现在线的自动化及生产管理的一体化，可综合利用企业信息，多系统和多平台数据共享均可实现，以实时化管理为基础，达到高度集成化系统运行状态。所有子系统均借助数据交换系统平台，实现数据接口的规范化，对数据资源实现多系统整合、并联及共享。集控中心内部数据交换系统平台框架主要是以UDES数据信息平台为基础，调取数据工具选用商用IBM-WII中间件，依托于IE EE802.3z设局域网。洪渡河流域水电站群内部数据交换系统平台功能设计详细如下：一是，提供实时化调度业务数据交换系统平台，借助中间件系统软件，确保实现以跨各个安全分区基础上，异构系统透明化数据交换，构建完善化数据共享综合体系，统一设计编码规范好体系；二是，构建集中化、统一化生产运行数据中心，便于高效化加工处理信息数据，促使洪渡河流域水电站群内部数据交换系统平台下主题信息数据库能够逐渐形成，便于获取及分析信息相关信息数据；三是，统一基础化生产运行实时化信息、电网、设备、气象水情等动态信息，以便于为经营、发电及防洪等调度优化提供数据参考。
6.结语
从总体上来说，为能够更好地开展区域中小型水电站当中群远程式集中控制的系统设计应用实践工作，就需要广大设计者能够结合流域水电站群实际情况，规划设计好集中控制系统的总体结构，做好配套设施、通信系统、综合自动化的系统各方面设计，以保证区域中小型水电站当中群远程式集中控制系统设计的完整性、科学性，确保该集控系统可维持高效化运行状态。
参考文献：
[1]周小录，刘毅，刘贵平，等.跨流域水电站群大坝安全集控系统中的通用远程采集协议研究[J].电子技术与软件工程，2019，30（02）：169-171.
[2]陈启萍.梯级水电站群"远程集控"模式实施探索[J].中国水能及电气化，2018，15（12）：299-301.
[3]孙克飞，罗蕾.九龙河流域梯级水电站群集中控制中心建设[J].四川水力发电，2018，37（02）：610-611.