智能水电厂自动化系统总体构想初探

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1、第３５卷第１期Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．１２０１１年２月２０日Ｆｅｂ．２０，２０１１智能水电厂自动化系统总体构想初探王德宽，张毅，刘晓波，何飞跃，余江城，段振国（中国水利水电科学研究院，北京市１０００３８）摘要：智能水电厂的总体目标应该是通过智能化改造，进一步提高水电厂生产及管理的自动化水平，提高设备的安全运行水平，提高全厂经济效益，为实现状态检修创造条件。建设智能水电厂，目的是提升水电厂的安全和经济运行水平，进一步提高机组的可观性、可控性和可调性，提升网厂之间的智能协调水平。由于国内在智能水电厂方面刚刚起步研究，加强智能水电厂的概念、目标、功能、系统配置及系统间互动的研究，有利于推动

2、计算机监控系统、机组状态检修、水电厂经济运行等方面研究的展开。关键词：智能水电厂；自动化系统；监控系统；总体构想０引言１智能水电厂的总目标经过多年的不懈努力和技术进步，中国水电厂智能水电厂是智能电网的重要组成部分，但又已普遍装备了计算机监控、水情水调、继电保护等系与智能电网关注的重点有本质的不同，应注重水电统，机组状态监测、大坝监测、计量等自动化系统也厂的安全和效益。初具规模。但各系统发展水平不平衡，由于没有统智能水电厂的总体目标应该是通过智能化改一的接口标准和规范，各个系统间数据共享困难，未造，进一步提高水电厂生产及管理的自动化水平，提能有效发挥系统功能，距智能水电厂信息化、

3、自动高设备的安全运行水平，提高全厂经济效益，为实现化、互动化的目标有较大的差距。状态检修创造条件。具体目标如下。国际电工委员会第５７技术委员会（ＩＥＣＴＣ５７）１）生产过程控制的智能化：通过对通信传输和制定了有关自动化系统实时通信的国际标准ＩＥＣ计算机网络系统的改造，完成水电厂计算机监控系６１８５０，可以将当前众多的通信协议规范化，代表了统的智能化升级。自动化技术的发展方向。目前，已正式出版了水电２）运行调度决策的智能化：完成水情、气象、水厂监控通信标准ＩＥＣ６１８５０７４１０。调和防汛决策支持等系统的智能化改造，实现水库通过智能水电厂建设，实现一次设备智能化，二智能化调度

4、，提高全厂经济运行水平。次设备网络化、数字化，数据的采集和传输光纤化，３）设备检修决策、大坝安全监测、设备运行管理全厂数据共享互动化，各信息系统之间有机配合与的智能化：实现对水轮发电机组、变压器、断路器等互操作，减少设备重复建设，节约大量二次电缆，解主要设备及水工建筑物的在线状态监测和诊断，提决电站抗干扰问题，提高设备及系统的可靠性和实高设备故障诊断水平，降低运行维护及检修成本。时性，最终减少电站投资。４）数据信息平台的一体化：建设数据信息统一建设智能水电厂，目的是提升水电厂的安全和平台，实现各自动化系统之间、系统与数据采集之间经济运行水平，进一步提高机组的可观性、可控性和的Ｉ

5、ＥＣ６１８５０互连，实现各生产自动化系统、管理信可调性，提升网厂之间的智能协调水平。由于国内息化系统的数据共享与综合应用。在智能水电厂方面刚刚起步研究，加强智能水电厂５）全厂经济效益的最大化：提高设备安全运行的概念、目标、功能、系统配置及系统间互动的研究，水平，全面提升经济效益，提高全员劳动生产率，降有利于推动计算机监控系统、机组状态检修、水电厂低劳动强度。经济运行等方面研究的展开。２智能水电厂建设的总原则１）安全可靠性。智能化改造首先必须遵守安全、可靠性的原则。应采用成熟可靠的技术和产品，收稿日期：２０１００９０２。确保改造后的系统能安全、稳定、可靠运行。—１—２０１１，

6、３５（１）２）开放性。广泛采用国际标准、国家标准、行业逐步展开，取得实效。标准和规范，如ＩＥＣ６１８５０，提高系统的开放性。选３系统总体设计用国际知名厂商的标准化产品，以方便备品备件及后续升级。３．１智能水电厂自动化系统总体构成３）先进性。追求技术先进和一定的超前性，但智能水电厂具体体现在一系列高度智能化的生不盲目追求先进而损害安全可靠性。已建电站智能产过程控制、运行决策和生产辅助管理自动化系统化改造时改动一次设备难度大并存在风险，应在二中。这些系统相对独立、功能明确、界限清晰，完成次设备、故障诊断与状态检修、水库优化调度和水能各自的特定功能，相互之间又有机联系，实现数据共最佳

7、利用等方面下功夫，充分考虑技术的先进性与享互动配合，完成全厂智能化的目标。生产的安全性的平衡。３．１．１智能化系统的构成４）经济性。在确保智能化目标的前提下，原有智能水电厂自动化系统总体构成可以概括为具设备通过局部升级改造时，尽量进行局部改造，避免有特定功能的一系列智能化应用自动化系统的有机投资浪费。集成。这些系统分属三大安全区域，通过全厂统一５）积极稳妥抓重点。由于智能水电厂是一个新数据信息平台实现互动，实现水电厂生产过程控制、生事物，没有先例可鉴，工作量大，涉及面广，应以提运行决策与生产