摘要：近年来，随着科学技术的发展，智能化安防系统在水电站运行中的应用越来越广泛。水电站应从资源共享、业务整合、功能联动的角度出发，提出水电站智能安防系统的建设，整合各个系统资源和功能，并建设高级智能应用，提升电站的安全防护水平。
关键词：智能安防系统；智能应用；水电站；功能联动
引言
智能化技术在水电站中的运用主要是针对于电气设备的检测，最终达到对水电站设备设施的测量、监控、采集、调节、监控以及保护的目的。随着网络信息技术的发展，我国对水电站智能化技术的研究也取得了一定成果，其不仅推动了相关技术领域的发展、提高了居民的生活质量，同时推动了电力网络智能化的建设进程。对水电站的安防系统进行整体的智能化规划建设，实现设备的自动控制以及各系统的统一管理和联合防护，不仅能够提升水电厂的安全防护等级，还能减少设备的维护成本，减轻员工的工作任务，实现综合效益的全面提升。
1安全检测与评价方法
按照《小型水电站安全检测与评价规范》（GBT50876—2013）要求，对7座电站进行安全检测与评价，包括水库及水工建筑物、金属结构、机电设备、安全运行管理等4个评价单元。其中，水库及水工建筑物评价应以现场检查、测试和监测资料分析、复核计算为主；金属结构和机电设备评价应以现场检查和测试为主，安全运行管理评价应以现场检查为主。在现场检查、现场检测和查阅工程相关资料的基础上，检查工程施工质量是否符合设计和规范要求；对有关建筑物进行结构稳定和结构安全复核、防洪及泄洪能力复核，以确定其工程的安全性，对电站有关建筑物进行安全评价；对金属结构安全、机电设备安全及运行管理状况进行全面评价。
2水电站智能系统结构分析
①流程层。从功能的角度分析，流程层能有效结合电气一次设备与网络二次设备，从而达到对水电站诸多设备及设备本身的监控，从而在接收站控层各项数据指令后，驱动对应的电气设备执行相应的维护及维修任务。为有效应对站控层与中间层出现故障，流程层需配置直流电以及交流电电源，当以上两个层级发生故障并将设备推出系统后可独立进行运行，进而保障水电站智能系统的正常运行，在某种程度上能够避免其它电气设备陷入瘫痪状态，保证水电站的发电工作及运转。②中间层。与流程层不同，中间层具有连接站控层与流程层通讯的作用。更确切地说，即将流程层的监控数据传递给站控层或将站控层指令数据输出给流程层，从而达到对水电站电气设备维护、维修或调节的目的。在实际工作中，电气设备根据重要程度的不同需要做出优先级维护的选择。因此，中间层需要对采集的数据进行统计、运算，判断出优先级，从而提高设备的监控或维护效率。因此，中间层在通信功能上需采用双工通讯的功能，扩展通讯信道，进而保障中间层能同时完成与站控层、流程层之间的通讯。③站控层。站控层是流程层的终端，通过管理、协调流程层达到对电气设备管理的目的。通常，站控层在收纳流程层的信息数据后会构建基于设备监控与维护的数据库。当电气设备出现异常数据后，会及时将对应的数据信息传送到水电站调控中心，以便工作人员设置修改阙值、监控状态指数以及故障处理指导指数等参数信息，并再次通过中间层与过程层转发相关的指令，以达到维修的目的。此外，站控层为应对监控设备中断的风险，往往在电气设备出现故障时向流程层发出特殊的信号，以确保流程层能独立运转。
3系统构成
水电厂智能安全防护系统由电站层中心管理平台、前端子系统以及传输网络构成，整个系统为分布式部署架构。安全防护系统中心管理平台由前端子系统作为底层支撑，基于中心管理平台根据不同用户权限实现对数据的应用管理。所有的数据构建都是为了整体的应用来服务，实现对电气设备的运行参数收集、分析、故障信息处理、巡检等服务功能。通过中心管理平台同时实现整个系统的多级管理和扩展。子系统主要包括信息收集系统、智能分析系统、联动处置系统、智能巡检系统、视频监控系统（工业电视系统），这些系统可分开建设最后统一接入中心管理平台，子系统接入平台通过整个厂区构建的局域网络完成。
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4智能应用
4.1智能终端
为有效接受来自断路器、SF6气体传感器、电流/电压互感器等电气一次设备的状态以及位置讯息，智能终端通常采用光缆或电缆与电气一次设备连接。当设备发出故障讯息后，智能终端能够及时对电气一次设备传递跳闸指令，以避免故障设备引发进一步的损害并同等待接受相应的维系讯息，进行对一次设备的调整以及维修。因此，智能终端需要支持三相跳闸、指令连锁、以及遥控分合等功能。此外，智能终端与合并单元相同，将从电气一次设备收集的讯息传递给保护装置，从而达到及时保护电器一次设备的目的。
4.2智能识别
基于智能安防平台，针对电厂中的图像数据，通过智能识别分析技术，实现需要记录的数据的自动化采集，以代替人工采集，避免了人工数据采集中的误读、麻痹大意、字迹不清等原因造成的误差，同时大量节省了人力。具体包括：表计智能读表，针对电站中的表计图像数据，采用表计图像智能识别技术，实现了对电站内重点仪器仪表的远程读表，将非机构化的视频画面信息转换为结构化的数字信息；设备智能状态判别，针对刀闸、隔离器等开关设备，进行智能图像分析，通过设备关键特征点比对，从而完成对监视对象的开合状态结果的输出。
4.3合并单元
合并单元需对电力系统的电压及电流瞬时值进行分析处理，确保电压及电流的数值出于正常范围后，再将电压电流的讯息输送到保护装置，以便实现对电力系统保护与检测。此外，为对电力系统实施全面的监控和保护，合并单元需建立足够的数据接口，以便建立与电力系统中的智能组件间的通信。另一方面，为提高智能组件的功效及发挥保护机制的作用，合并单元一般由于流程层的交换机进行连接，以便将讯息传递给测控装置，从而使站控层接受电压/电流的数据信息，最终达到保护装置的目的。
4.4智能联动
系统联动由中心管理平台以及各需要联动的子系统间通过联动信息的交互解析实现。其联动过程主要是一个点对点、点对多点的网状结构，各类信息根据业务需求的规划将联动方案制定成标准流程，再由中心管理平台下达，各联动子系统在接收到相应的指令后解析并执行，系统联动中需合理规划联动模式、联动策略，并通过相互间的消息通信完成整个联动过程。安全防护系统通过平台实现各个系统之间的功能联动，具体包括子系统内部设备联动、子系统间联动以及子系统与计算机监控、消防等外部系统联动。
4.5智能巡检
智能安防系统通过视频监控系统的固定摄像机群，用机器代替人工对电站的场地和设备进行自动巡检。系统自动根据电站巡检路线设置巡检预案，实现对系统内的所有监控点进行图像自动巡检，同时结合智能识别应用，在巡检过程中可以自动分析识别刀闸等主要设备的状态、断路器等仪器仪表读数，并把结果反馈给平台，系统平台进行自动比对及智能分析，从而达到远程巡检的目的。
结束语
综上所述，水电站智能安防系统是智能化水电厂建设的重要组成部分，通过智能化安防系统的建设和应用，实现各安防系统的集成控制和管理，并开发实现高级智能应用，辅助电厂员工开展安全防护工作，提升水电厂的安全防护等级。水电站智能安防系统的规划设计，同时有利于进一步规范安防系统的建设，有助于建立一套完整的、科学的电站安全防护体系。
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论文作者:王磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：智能论文; 水电站论文; 系统论文; 设备论文; 安防论文; 流程论文; 子系统论文; 《基层建设》2019年第14期论文;