梯級水電站系統中，調度中心是核心，肩負著監控整個系統的重任，本文提出一種基于梯級水電站調度中心的集中監控方案。

　　《廣西電業》是廣西電力有限公司主辦的，國內外公開發行的技術類期刊。該刊涵蓋了電力工程設計與施工、電力系統(電網)自動化技術、高電壓技術、輸變電工程、電力通信、供配用電和電力技術經濟、電力基建、電力鷦管理等方面的專業。

　　梯級水電站一般由一個業主獲取一個流域開發權，其開發具有連續滾動特點，往往是先

　　發中上游1~2個電站，待其發電后，利用回收資金再持續開發水庫資源和后續水電站項目，形成一種良性循環。這種開發模式具有充分利用水資源，統一規劃建設流域內輸電、變電、通訊設施等優點。隨著電力體制改革不斷深入，如何對梯級電站進行高效監控和管理，如何有效利用好人力資源，成為首要解決問題。

　　系統組成

　　各級梯級水電站監控系統采用分層分布技術，每個機組設有一套現地控制單元(控制LCU)，實現機組自動開停機，事故停機處理，以及各種故障處理;設有一套保護單元(保護LCU)，實現發電機的差動保護、后備保護、勵磁保護等，直接作用于出口斷路器，實現對主設備保護;設有一套同期單元(同期LCU)具有自動準同期功能，并備有手動同期，具有手動同期時電壓和相位顯示。

　　每個機組對象設置一套現地SCADA系統，安裝于現地控制單元上，實現對機組對象集中監控，通過串行總線與PLC、勵磁、電量表、繼電保護、溫度儀等設備的通訊，并具有100M以太網，采用IEC-60870-5-104規約，接入光纖網絡。現地機組監控系統組成如下圖(1)：

　　調度中心實現對流域內梯級水電站集中監控，包括遙信、遙測、遙脈、遙控、遙視。設置2臺熱備工作站，設置1臺通訊服務器，接入GPS時鐘，接入報表打印機，設置一臺工程師工作站。調度中心監控系統組成如下圖(2)：

　　通訊組網是實現調度中心實時監控的最重要環節，隨著通訊技術不斷進步，采用專用光纖環網技術已經非常成熟，為確保通訊的安全性，采用雙光纖環網熱備運行，同時，設置一路備用通訊線路，備用通訊線路采用載波通訊，載波通訊技術很早運用于電力系統，具有投資少，通訊線路專用，技術成熟等特點，在光纖環網出現故障的情況下可以快速投入運行，在光纖環網恢復后可以退出備用。網絡結構圖如圖(3)所示：

　　0　梯調中心監控系統功能

　　0.1　實時數據監視及自動統計報表

　　梯調中心監視各級水電站實時數據，包括機組運行功率，系統頻率，功率因素，電量，機組溫度，勵磁電流，勵磁電壓，開關位置、刀閘位置，保護信息等。安裝歷史數據庫系統，將重要的實時數據存盤處理，根據設置，自動統計制表，自動打印運行記錄。并能夠確保報表記錄完整性和實時性。

　　0.2　機組自動開停機及閉環功率調節

　　梯調中心還必須接入地區或者省級調度中心，接受調度中心調度。因此，梯調中心監控系統具備對機組自動開停機及功率調節尤為重要。通過光纖環網，梯調中心和各級梯級水電站的LCU層同在光纖環網內，都是作為環網一個節點，并具有100Mbps的高速連接速度，因此，梯調中心按機組對象直接進行開停機控制完全能夠滿足實時性要求。功率反饋速度非常快速，能夠滿足實時功率調節。

　　0.3　全流域實現經濟運行

　　在梯調中心接受地調或省調出力一定的情況下，通過梯調中心科學調度，能夠實現全流域梯級電站經濟運行。梯調中心得到實時數據為各個梯級電站各個機組全部數據，可利用數據非常充分，而且反饋信息十分快速，這些數據為實現經濟運行打下基礎，相比于分散控制，這種集控方案為全流域經濟運行提供可能。

　　0.4故障自動處理

　　水電站每臺機組裝設3套LCU，分別實現現地控制，機組保護，同期等功能，機組SCADA安裝于控制LCU上，配有相應輔機控制單元。實現對機組電、氣、油、水、溫度、機械等進行監控，實現自動故障保護，無需人為干涉。若現地發生機械故障，現地控制單元自動切除故障，機組事故停機，并將故障信息快速反應到梯調中心。梯調中心根據故障信息迅速做出處理，安排現場檢修。若現地發生電氣事故，繼電保護裝置自動跳開斷路器，并作用于機組事故停機，同時，將事故信息快速傳送到梯調中心，梯調中心不僅接收到本機組電氣事故信息，同時可以監測整個梯級電站功率、頻率、繼電保護反應情況等信息，如果本次電氣事故對系統構成一定威脅，如系統過負荷等，則可以通過安全穩定裝置做切機等處理。

　　0. 5遠程視頻監視

　　梯調中心安裝實時視頻監視服務器，各個機組現地裝設視頻終端，通過高速光纖網絡將實時信息傳輸到視頻服務器，梯調中心能夠實現遠程視頻監視，達到“無人值班”效果。

　　0.6納入閘門及儲能站監控

　　對于中小型水電站，將原有的閘門監控、大壩備用電源監控納入到梯調中心監控范圍，使之作為梯調監控系統一個部分，實現遠程監控。閘門控制單元，大壩備用電源現地配置現地控制單元(LCU),現地控制單元接入到光纖環網，梯調中心即可實現實時數據監視，遠程控制等功能。

　　1　梯調中心監控系統的優點

　　1)采用雙光纖環網，可以極大確保系統運行安全性。

　　2)安裝備用載波網絡，載波是電力系統中最常用，最成熟技術之一，在光纖網絡故障的情況下快速切換到載波網絡，確保數據的正常傳輸。

　　3)機組現地SCADA直接接入光纖環網，取消傳統水電站系統中后臺監控系統，實現“無人值班”運行，節約建設后臺SCADA的部分投資，不僅傳輸速度更加實時，更是減少系統故障點。

　　4)機組現地設備采用雙網雙備模式，極大的增加了系統安全穩定性。

　　5)更有效安排人員檢修和故障處理。

　　6)數字式視頻信號的接入，實現遠程視頻監視，為減員增效提供可能。

　　7)梯調中心掌握各個梯級電站的數據更加完整全面，信息反饋速度更加快速，能夠實現高級閉環控制和調度策略，如全流域AGC控制等。

　　2　結束語

　　隨著通訊技術的高速發展，光纖網絡的成本越來越低，技術也越來越成熟。建設基礎性的專用高速光纖網絡，應擺在和建設電力輸電線路具有同樣重要的地位。在高速網絡基礎上，建設梯調中心監控系統，將各個梯級電站信息納入到梯調監控范圍中，實現高級別優化和控制策略，將極大的提升發電企業的管理和資源利用水平，極大的提升工作效率。

　　參考文獻:

　　[1]　王定一，等·水電廠計算機監視與控制[M]·北京:中國電力出版社,2001

　　[2]　方輝欽·現代水電廠計算機監控技術與試驗[M]·北京:中國電力出版社,2004