摘要：水电站的是我国水电设施的核心，伴随着城市化进程的加快，水电站作用越来越大。目前，我国一些水电站是在上世纪末建成，自动化水平不高，生产运行安全性、稳定性得不到保障，难以满足人们水电需求。对此，提出水电站自动化系统计划改造升级，确保系统生产运行稳定、可靠，企业实现经济效益最大化。
关键词：水电站；自动化系统技术；改造设计；思考分析
科学技术的进步带动了很多新产品的诞生，水电站作为电力供应组成部分，技术水平对我国电力系统影响较大。信息环境下，水电站自动化系统技术实现了广泛应用，为电力系统提高运行效率、服务质量奠定了基础，为电网发展提供技术支持。对此，本文就水电站自动化系统技术的改造设计展开分析。
一、水电站自动化系统设计概述
水电站自动化形式与设备配置需要结合水电站需求、单机容量、总装容量、运行状态判断分析。水电站综合自动化改造包含计算机监控、微机保护、自动化元件更新，实现无人值班，减少人力资源的投入。自动化系统结构分配需具备保护、控制、信号、测量管理作用。第一，计算机监控。可配置结构包含分层分布、开放式，确保系统的有效操作、可延伸性与变化性。系统包含两层，电站控制与现地控制单元层，利用光纤、以太网卡、网络交换机实现以太网总线连接，通讯速度保持在100Mbps。上位机是由工作站、打印机等有关配套软件组成，是电站控制重要组成部分，进行水电站的自动化控制、处理单元层数据信息、人员交流、电力调度等。下位机是由生产设备现地控制单元组成，发电站机组现地控制单元主要进行信息搜集、机组顺控、调速器、励磁调节。升压站与公用设备现地控制单元负责信息搜集处理、设备监督、保护。不同的现地控制单元利用通信接口与有关设备和上位机保持联系，独立性较强。第二，微机保护系统。发电机、变压器、线路保护都应根据标准技术规程选择，应用微机型继电保护。第三，基础自动化组件。变电站自动化组件作为无人值班的核心，选择满足国家要求、质量稳定、高质量的产品。同时，顺应自动化组件运行条件，符合规程要求。
二、自动化系统功能
（一）信息搜集
自动化系统实时监控水电站运行状态、数据信息稳定性，同时进行预处理并储存到数据中心，显示到计算机系统形成表格打印，便于计算、控制应用。水电站各信息数据的搜集是由LCU单元进行，信息包含模拟量、脉冲量、数字量、中断开关量。
（二）参数计算
自动化系统结合搜集的信息定期计算分析，生成计算数据库与历史数据库，帮助工作人员进行设备监督控制与管理，例如：电量、水量、系统温度计算、设备运行统计计算。
（三）安全监督与警报
利用计算机监控系统运行情况，一旦出现异常现象系统自动打出警报，提醒工作人员。随后，由工作人员记录展开分析问题。
（四）设备调控与运维
自动化系统进行电站设备调控包含监督控制、运行、控制方法、状态转换。结合系统调度的日荷载曲线进行自动发电与电压控制。监控系统自主记录监控信息，分类总结生成当日统计报表，创建数据库存档。该过程中，工作人员可以随时通过画面观察电站系统运行。汇总记录可以自主定时打印，提升了水电站技术现代化水平。
三、水电站自动化系统技术改造设计思考
以某水电站为例，该水电站1号与2号发电机投入使用较早，3号4号发电机间隔25年后投入应用，电站总装机量约12254kW，为电磁继电器保护系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但的发电机运行年限较长、老化程度加剧、自动化程度不高、安全性较低，给水电站运行带来较大安全隐患。对此，决定进行自动化系统技术改造，选择DMP--300型水电站自动化系统，改造时间约两个月，经过调试运行后系统各项参数稳定、运行安全，达到了标准设计要求。
（一）DMP--300型自动化系统分析
DMP--300型自动化系统为全分布开放式控制计划，主要监控电站控制、机组、开关站公用设备监控。现地控制系统是基于PLC下组成，设备接近被控目标设置。电站控制系统和现地控制系统的通讯为光纤双以太网形式，现地控制单元利用PLC冗余网络实现与后台的连接。该系统中，电站控制层引进国外主机，两台设备互为备用，是电站实时监控的核心，主要进行自动化控制、数据处理、报表与设备运行控制。
第一，LCU屏的设备分为一体化工作站、PLC、温度测量装置、转速测量。机组顺序控制包含机组LCU屏的PLC进行，全站开关与辅助设备控制在PCU屏上的PLC进行。机组顺序控制PLC和机组温度信号设备、转速信号设备、调速器设备、励磁调节设备以通讯节点形式连接。公用辅助设备是由分布在公用设备的PLC完成信息搜集与自动化控制，利用厂级双以太网形式和公用LCU屏的一体化工作站通讯。机组与开关站、公用设备现地控制单元还有多串口通讯装置和其他系统的接口。第二，DMP--300型系统保护测控单元。微机保护为分布式单元机箱结构，保护单元独立且与现场总线连接。在功能分配方面尽可能的下放，保护单元箱尽量不依靠通讯网，不同保护单元箱中配备操作面板与手动操作开关、信号等，工作人员只要操作面板即可控制电器装置。即使保护单元出现故障问题也不会影响其他系统。保护单元分为电源、继电器板、主控板、液晶显示器、机壳等构件组成。箱体是全金属密封结构，内设屏蔽隔离板，把微机部分和继电器板隔离有助于提高抗干扰性。改造前单元箱中组屏设置中控室，取缔现有控制屏与继电器保护屏，让分立保护、监控、自动控制实现融合，有助于减少设备连接优化。各单元箱同类插件相通，保护装置中有人机接口设备，主要负责运行监督、装置控制、整定值设计，记录故障问题、电源电压、相位，便于调整检查。第三，SID-2CM-V多点微机自动准同期装置。水电站现地控制屏中配备SID-2CM-V多点微机自动准同期设备，取缔手动准同期设备。机组并网时通过调整机组频率与电压达到规程要求，自主发出合闸脉冲。同期装置分为4个通道，兼容4台发电机，具有自主识别并网性质作用。自动显示断路器合闸回路动作时间，可以看到近期监测参数。
（二）系统运行效益
该系统的优化实现了水电站无人值班，提升了自动化管理水平，节约人力投入。系统通过对设备操作的全面控制与监控，有效避免了不同因素导致的误操作，提升设备操作稳定性。多种智能技术达到了水电站有功功率的自动化控制、机组励磁控制；让线路、发电机、主变压器故障分析成为可能。系统内EDC、ACG经济运行功能投入有助于水电站节能作用发挥、提高经济效益。
结语
总而言之，该水电站自动化系统改造后投入以来，设备运行顺畅、安全，应用功能强大、操作简单，实现了电站自动化水平提升，确保了电站稳定运行，节约人力资源，企业实现经济效益最大化。
参考文献
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论文作者:魏沚洋,占伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：水电站论文; 设备论文; 现地论文; 自动化系统论文; 单元论文; 系统论文; 电站论文; 《电力设备》2019年第3期论文;