摘要：伴随社会经济发展水平以及人们生活质量的提升，对水电资源的需求量也显著提升，这就对水电站建设与管理提出了更高的要求，为了确保其安全有序运行，当前我国诸多中小型水电站都非常重视对各种先进技术的应用，并逐渐实现了无人值班自动化控制的目标，这对水电站运动效率和质量的提升来说起到了一定的积极作用。本文笔者就针对中小型水电站完全无人值班自动化系统进行了分析和研究。
关键词：中小型水电站；完全无人值班自动化系统
近些年，在各类先进科学技术的带动下，我国中小型水电站的自动化水平也进一步提升，采用自动化运行模式不仅能减少水电站的值班人员，控制其运行过程中的人力成本，同时还能推动中小型水电站的现代化发展，但是从目前的现状来看，我国绝大多数水电站的无人值班自动化系统建设水平并不高，还需从多方面加以改进和完善。
一、完全无人值班自动化系统的概述
2009年，我国水利部首次提出了水电站完全无人值班运行模式，并相继在吉林、四川等省开展了试点工作，由湖南华自科技股份有限公司负责水电站完全无人值班自动化系统的设计与调试等工作，参照试验的成果，最终制定了《完全无人值班自动化系统技术导则》，以此来指导自动化系统的实际开发与应用。现代中小型水电站大都表现出自动化发展的趋势，而且其中一些已经取得了明显的自动化建设成果，但是距离完全无人值班自动化系统的建成还有一段距离，不管自动化发展水平如何，大多数中小型水电站都积极推广和运用自动化技术，这已经成为我国水电行业发展的普遍趋势。现阶段，由于受到计算机技术等高科技的影响，水电站各类设备的综合性能都越来越完善，在管理质量上也取得了一定程度的改善，这些都给完全无人值班自动化目标的实现提供了有利条件。为了促进我国电力工业的深入发展，实现水电站自动化建设水平的提升，彻底改变当前我国水电站运行效率偏低、工作人员冗杂等现状，就必须加快对完全无人值班自动化系统的建设，加强对无人值班模式的应用力度，因为这一新型值班模式一旦得到广泛应用，必将大大促进我国水电站的现代化发展进程。
二、水电站完全无人值班自动化系统的主要运行模式
在进行水电站完全无人值班自动化系统建设的时候，应当根据实际情况选择最为适当的运行模式，这样才能实现自动化系统的安全高效运行，具体来说，完全无人值班运行模式包括下列几种：（1）小型水电站的完全无人值班运行模式。（2）单座水电站的完全无人值班运行模式。（3）梯级水电站的完全无人值班运行模式。在选择完全无人值班自动化运行模式的时候，应当满足以下几个方面的条件：第一，具备性能良好的一次设备，在对设备性能进行评价的时候，应当参照一类设备的基本要求，确保所有设备都能达到要求。第二，对二次系统进行合理优化设计，特别是在通讯通道的设计上，为了实现二次系统运行的安全可靠，最好采用容错的冗余设计。第三，在基本实现完全无人值班自动化系统建设目标之后，必须对相关制度体系加以改进和完善，构建与之相适应的管理机制。第四，应注重对水电站工作人员综合素质的提升，因为完全无人值班自动化系统的运行对工作人员的素质要求更高，只有具备高素质的工作团队，才能为系统的正常运行提供保障。
三、中小型水电站完全无人值班自动化系统的设计分析
（一）监控系统的设计
在开展水电站监控系统设计工作的时候，必须严格依照当时的实际情况，包括水电站的建设要求、可供利用的技术情况等，最终确定最为适宜的监控中心建设规模。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若需要对中型水电站监控中心进行设计，则首先应当确保其能实现稳定可靠的通讯，可采用光纤双通讯形式，在网络结构的设计上，环形或者双星形都行，需要用到的基本配置主要是以太网通讯通道，若系统需要和外网相连，则还需要安装防火墙，除此以外，上位机、共用GPS、打印机和视频工作站等也是监控系统所必备的，上位机的主要功能是监督水电站的运行，在实际运行过程中，只要具备上述设备，基本就能确保监控中心的正常运行，但如果采用这种设计模式，不管从经济效益上来看，还是从配置的科学性上来看，都明显偏低，所以，为了实现配置的合理性与较高的经济效益，可在实际设计的时候参考下列形式：首先，在通讯结构的选择上最好采用星型。其次，应配备2台上位机，这样才能适应中小型水电站的监控需求，且整个系统应当利用一台服务器。再次，GPS、打印机等设备的配置应当参照实际的工作需求。最后，整个监控系统之中应当具备一个视频工作站，这样才能及时对小型水电站的运行情况进行监督和控制。
（二）梯级水电站系统的设计
从目前的现状来看，我国不少梯级水电站自动化系统都采用的是单模光纤通讯形式，和其他类型的通讯形式相比，光纤通讯表现出容量大、传输距离长等多方面的优势，而且在实际设计的过程中可实现对数据信息、声音以及图形信息的有效传输，即使是在距离较长的传输环境中，其传输的速度也是非常之快的。现阶段的自动化系统建设中，应用比较广泛的是双环形网络结构，这种结构形式的通讯可靠度较高，但是在初期的建设过程中往往需要投入较多的资金，且必须参照实际情况进行科学设计和选择。环形网络结构最大的优点是不管在哪一处发生中断问题，都不会影响到正常通讯的进行，而且一旦遇到中断问题必会在第一时间报警，所以不会耽误检修时间，维护起来也相当方便快捷。还有一种是两根光缆的通讯形式，这种通讯形式能在一定程度上提升通讯过程的稳定性和可靠性。
（三）自动化系统的设计
设计人员在进行水电站完全无人值班自动化系统设计的时候，应当尤其关注以下几个方面的问题：第一，在设计过程中，为了确保通讯的可靠性与稳定性，最好选择双网结构的通讯形式。第二，在选择可编程逻辑器件的时候，应当全面考虑水电站的规模。容量大小等问题，若提出的设计要求比较严格，则应当采用双CPU、双电源和双通讯模块的形式。第三，在整个设计过程中，最为重要的一点就是必须确保系统的安全性，为了最大限度提升系统的安全水平，在一些关键节点最好选用双重冗余设计模式。第四，考虑到用户对水电站的安全可靠性、功能完整性以及经济实用性等都提出了较高的要求，在实际开展系统设计工作的时候，计算机监控系统最好设计成各类应用层次分明的开放性双网结构。
结语：
综上所述，中小型水电完全无人值班自动化系统的建设对我国水电行业的现代化发展来说至关重要，当前虽然我国已经有许多中小型水电站实现了无人值班，但是由于资金、人才和技术等方面的限制，距离完全无人值班自动化系统建设目标的实现尚需一段时间，在今后的实践中，中小型水电站应提高对自动化系统建设的重视度，进一步加大资金与人才等的投入力度，特别是在完全无人值班自动化系统的设计上必须配备专业素质较高的设计人员，以确保监控系统、梯级水电站系统和自动化系统设计的科学性，
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论文作者:汪林飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/14
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