信息化技术在小型水电站的应用要点分析

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:农柔南
[导读] 摘要:小型水电站信息化管理系统是综合自动化系统,也是一种信息化系统。
        (广西凤亭河水利电力开发中心  广西南宁  530232)
        摘要:小型水电站信息化管理系统是综合自动化系统,也是一种信息化系统。小型水电站的信息化技术,主要是应用计算机网络技术和数据管理技术,对水电站各种各样的数据进行集中管理并对相关数据进行发布。
        关键词:信息化技术;小型水电站;应用;
        1概况
        我国小型水电站比较多,分布于全国各个地区,小水电的开发和建设对我国清洁能源的建设有着至关重要的影响,推动了国民经济的快速发展,但是现有小型水电站大多设备陈旧,信息化技术应用程度低,对水利水电资源利用率低,发电效能差,自动化设备欠缺,管理也比较落后。虽然有一些小型水电站进行了信息化技术的优化和新技术的引进,但是信息化技术管理还不完善,需要在引进新的信息化技术的同时,不断加强设备的技改,以促进小型水电站信息化建设,提升小型水电站对水利水电资源的利用能力,提高发电效能,整体改善电站的现代化管理水平。
        1.1管理层,小型水电站信息化系统主要包含管理层、传输层和生产层,主要负责综合管理。管理层结构的基础是网络,设备是通过传输层中的相关服务器和生产层中的相关服务器进行连接,与此同时还连接着外网中的设备。管理层的设备除监控计算机和系统服务器以及调度员站外,还有WEB服务器和手机终端及Pad等,利用中间部件等技术或计算机在通信的基础上,对小型水电站各种运行数据进行采集和分析,经过计算和统计,进行处理。对系统设备的自动控制可以实现设备的信息化管理与有效的故障诊断以及智能辅助决策,同时集成管理信息系统和电力市场信息系统,把数据信息通过数据接口、调度和终端等,进行实时通信,实现远程数据交换,以及远程服务管理。
        1.2传输层,主要负责信息的交换。传输层的组成部分主要是通信设备和通信线缆,实现数据传递和路由以及控制,以通信协议为基础,使小型水电站各信息设备之间的信息实现自动识别和信息实时交换。传输层不但包括小型水电站内部各设备之间的通信,还包括监控设备之间的通信、小型水电站和其它电站之间的通信,小型水电站和调度之间的通信,小型水电站和无线应用终端之间的通信等等。传输层把有线通信与无线通信相结合的通信模式,方便系统布线,便于数据采集。发电过程相关的励磁与调速,机组运行和控制,还有重要辅机和主控室设备都采用光缆通信。
        1.3生产层,主要面向生产。生产层结构的基础是网络,生产设备之间的连接,有通用网络设备和微机之间的连接,还有工作站和服务器之间的连接。自控设备在数据总线作用下,可以实现与智能仪表设备和I/O设备等的连接。完整的自动化控制系统是管理层和生产层之间互相结合形成的。自动化控制系统通过传感元件和执行元件对小型水电站运行数据进行采集,以及数据的分析和处理。数据采集包括对各种电压和电流信息、对功率信息、对设备管理信息、对声像信息进行采集,此外还要采集温度、雨量、气压、油压、机组振动、设备状态等等信息。各数据采集智能模块中都设计有传感元件,根据系统需要实现对小型水电站多态数据的采集和处理及控制。
        2.信息化技术必要性及目标
        2.1信息化技术必要性
        水电工程建设面临环境复杂、建设项目点多面广、周期长、资金投入量大等诸多问题,如何合理控制工期和进度,如何安排及协调设计、施工、监理、项目公司以及金上公司等单位之间的关系,都是流域工程项目管理者和建设者感到棘手的问题。各管理层很难在第一时间全面了解项目当前的进度质量和造价情况,给项目管理带来很大风险,对实现管理规范化、精益化的目标带来巨大挑战。信息化系统建设通过全面规划,统筹建设,实现水电项目全生命周期的管理,实时监控项目进展情况,为项目科学决策提供强有力的数据依据,同时为各层管理辅助决策提供支撑,故该信息化系统建设必要且合理。


        2.2信息化系统建设目标
        信息化系统建设的总体目标是应用现代项目管理思想和信息技术,建设以项目管理为基础、以合同管理为主线、以成本控制为核心,以业主为主体、各参建单位协同参与的项目全过程管理的水电工程管理综合信息管理平台,形成以工程管理为中心的矩阵式管理系统;系统建成以后,所有的合同结算管理、物资管理、合同变更管理、信息汇总和报送、文档归档等全部在系统中完成。使得建设管理中的财务、统计、物资、档案管理都具有较高的及时性和有效性。其终极目标为项目完工后即可具备工程竣工决算条件,通过信息系统建设,建立一个信息收集、整理及处理的标准,以此实现实时性、精确性的流通;可以引入PDCA闭环工作流程,更新管理办法,持续优化管理过程,降低各个管理环节的能量消耗情况,系统支持正确、灵活、简单的流程定义和监控流程的流向以及执行情况,提高企业的运作效益,降低成本。
        3信息化技术在小型水电站的应用
        3.1信息化管理系统的应用
        小型水电站信息化管理系统是综合自动化系统,也是一种信息化系统,包含工程管理、设备、生产、监控系统、办公自动化、数据整合和信息发布等,集信息测量、处理、监视服务和调节、存储、故障诊断和控制服务管理等强大功能[3]。小型水电站信息化管理系统包括各种电量信息和非电量信息,还包括设备状态信息、声像信息、决策信息管理等等,通过这些信息不仅能对主要设备进行监视和自动监控,还能够对各种公用设备进行监控,实现整个小型水电站生命周期的信息化管理。
        3.2小型水电站信息化管理系统作为一个综合管理系统,还应该具备强大的水库信息化管理功能。
        3.2.1小型水电站信息化管理系统具有水库信息发布功能,可以对水库的一些动态信息进行动态的发布,发布的这些信息用户只需要在浏览器查阅就可以全面了解水库的相关情况。
        3.2.2小型水电站信息化管理系统对水库进行实时的监测,实现对水库的水情和雨情的实时监测,实时采集和传输水库中的雨情和水情,这样能更加全面地了解水库的汛情,以便及时采取相应的措施。
        3.2.3小型水电站信息化管理系统可以监测大坝的安全。对大坝的监测体系要不断完善,需要从多方面进行,比如,设置监测点、查询和分析监测信息等。监测闸门具体需要监测闸门的开度,监测操作记录,监测运行状况等等。
        3.2.4加强网络信息技术应用
        互联网和信息技术的不断发展,云计算、网联网+,大数据等信息技术与行业的结合成为发展趋势,给小型水电站提供了发展空间,使小型水电站在结构和功能上都能不断提升。为了更好地监控水位,实现对水位的立体监控,在小型水电站的上下游,分别安装红外线水位测量仪,红外线水位测量仪运用的是无线发射技术,通过这个技术把数据传输到主控室的计算机当中,在专用的水位显示仪当中,主控室的计算机有预装水位监测的软件,通过这个软件能够显示实时的水位数值,同时和上下游的视频监控画面相互配合,这样才能较全面地对水位进行监控,才能真正实现对水位的立体监控。
        3.3加强无人值班管理
        小型水电站应加强网络信息化技术的应用,提升自动化监控能力,使监控画面全方位立体化,通过智能化运行,实现小型水电站的无人值班管理。
        4结束语
        研究信息化技术在小型水电站的应用意义重大,不仅可以使小型水电站智能装备朝着微型化和网络化以及集成化方向发展,还可以使它朝着物联网与智能化的方向发展,通过以上方式,不仅可以使我国小水电站的自动化以及信息化管理水平得以提高,而且也可以使我国水能资源的利用率得以有效提高,使小型水电站的经济效益得以提高,促进地方经济能够又好又快发展,其意义深远。
        参考文献:
        [1]黄毓瑄.小型水电站增效扩容改造分析[J].陕西水利,2019(7):177-179.
        [2]郭婷.小型水电站自动化系统的设计与实现[J].山东工业技术,2017(24):194.
        [3]梁桂彬.分析小型水电站增效扩容改造关键应用技术[J].通讯世界,2018(7):238-239.
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