摘要：目前国内外梯级电站都实行集控中心管理，各种相关技术也已非常成熟。如国外的法国电力公司、加拿大魁北克水电公司，国内的湖北清江梯调管理中心、乌江流域梯级电站远程集控中心等流域梯级电站集控中心管理的实践和取得的巨大经济效益和社会效益均有力地证明了梯级水电站集控中心管理切实可行，还能提高工作效率和调度指令的准确率，增强电网的安全稳定运行能力。这些流域性的集控中心机构成立后，在优化生产、提升管理水平等方面积累了成功经验。

关键词：洞河流域;集控中心;技术方案;预期效果

中图分类号：TV73  文献标识码：A     文章编号：1671-2064（2019）17-0000-00

0 引言

紫阳县新坪垭、斑桃、灯芯桥、牛颈项四个水电站地处紫阳县洞河流域，是汉江南岸的一级支流，发源于陕西省紫阳、岚皋县和重庆市城口县三县交界的巴山主脉五个包一带，由南向北流经岚皋县官元镇，紫阳县界岭镇、斑桃镇和洄水镇，与紫阳县城下游约10km的洞河镇注入汉江。洞河流域水力资源丰富，干流总落差2122.4m，多年平均径流量4.17亿m?，水力资源理论蕴藏量为5.6万千瓦，可开发量为4.50万千瓦。目前已建成水电站有8座，总装机容量3.044万千瓦，年发电量0.98亿千瓦时。

紫阳县新坪垭、斑桃、灯芯桥、牛颈项四个水电站所处洞河流域中段，地理环境较偏僻，交通较为闭塞，职工生活条件比较艰苦，为提高劳动效率，降低运营成本，提高职工的生活条件和生活品质，解决人员流动带来的困扰，推进流域水电站远程集控中心建设已经势在必行也是顺应智能电网的发展趋势。

1 电站概况

紫阳县新坪垭、斑桃、灯芯桥、牛颈项四个水电站隶属于陕西省地方电力水电股份有限公司，总装机1.44万千瓦，年发电量0.482亿千瓦时。电站自上而下分布，依次为新坪垭电站装机3200千瓦，斑桃电站装机4200千瓦，灯芯桥电站装机5000千瓦，牛颈项电站装机2000千瓦。其中斑桃电站为周调节引水式电站，总库容285万m?，调节库容160万m³ 。

2 建设远程集控中心的必要性

通过建设4站集控中心，实现对同一流域的4个水电站进行远程集中监视、集中控制、集中调度、集中管理，实现流域梯级水电站水资源优化利用和发电效益最大化，降低电站运维管理成本，达到对水电站的集约化运维管理，提高水电站自动化、信息化、智能化和现代化管理水平，达到调控一体化目标，最终实现企业管理和生产运行的高度集成和管控一体化，确保企业利益最大化，最终成为智能集控中心。

3 建设远程集控中心总体方案

（1）在斑桃电站建设集控中心。一是由于斑桃电站地处同一流域4个电站的中心位置，距新坪垭电站6.5公里，距灯芯桥电站7公里，距牛颈项电站7.5公里;二是斑桃电站是周调节库容电站，有一定的调节能力;三是斑桃电站具备建设集控中心的场地。

（2）实施水电站设备在线监测及故障诊断预警，提高水电站安全管理水平，实现“无人值班、少人值守”的现代化水电站管理体系。

（3）采用先进信息化、智能化和物联网技术，实现全自动发电的远程监控，能优化水资源利用。采用高可靠的先进自动化设备和功能强大的集控软件系统，减少人的运行维护工作量和防止误操作，提高流域水电站管理效益。采用水电联合远程监控一体化系统和移动监控系统，能随时随地监控和指挥管理电站的环境监控、防洪、安全运行和高效维护，实现水电站生态环保、绿色发电。

4 建设集控中心项目主要研发内容和关键技术

4.1主要研发内容

（1）集控系统：采用全分层分布式开放体系结构，便于功能和硬件扩展，便于系统的移植及系统二次开发，实现第三方系统或软件无缝集成和可靠运行，满足功能快速发展的需要。

（2）设备状态监测：实现对水电站水轮机、发电机等主设备在运行过程中的压力、温度、转速等状态信息实时采集和在线监测，并进行设备在线自动分析和故障诊断，为设备状态检修提供设备状态信息和统计分析、诊断数据。

（3）移动智能监测：远程监视各电站重要数据信息及重要设备的运行状态;以数据及图形直观展示各电站运行对比分析及统计结果。

（4）自動发电控制（AGC）：综合分析水情水资源信息、设备运行状况、电网调度发电指令等因素，以水资源耗水最少，发电效益最大为目标，科学合理的自动控制水电站机组运行方式，实现水电站最优经济发电运行。

（5）智能决策支持：依据设备数据库、历史数据，运用智能分析诊断方式，自动计算设备健康数据及故障诊断结果，生成设备计划检修决策建议报告，提示水电站运行管理人员适时进行设备计划检修。

4.2关键技术

（1）IEC61850技术：IEC61850是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。它通过标准的实现，实现了集控中心/智能水电站的工程运作标准化。

（2）平台软件系统：采用面向服务的平台软件，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示的功能;对外提供统一的数据访问接口，支持Windows系统及基于Linux的国产操作系统。

（3）计算机监控系统：具备远程监视所控厂站设备运行状态、远程操作主设备的断路器、远程控制机组启停;具备将采集数据、告警信息传送发布到手机等接收端的功能。

（4）自动发电控制（AGC）：根据上一级调度机构下达的日负荷曲线和AGC命令要求，结合电气安全运行和机组运行限制条件等，通过AGC对各电站的机组制定出运行计划，并实时地自动地将有功负荷分配到流域内各电站，以确保梯级流域电站的安全、经济运行。

（5）一体化管控支撑技术：适应各级管控信息协同共享和信息支撑环境，为集控中心的监视、统计、分析、控制、预警和辅助决策提供强大的数据支撑，提供灵活开放的信息化结构和高效可靠的技术支撑。

（6）通信故障诊断技术：对通信系统的故障类型、故障量进行统计分析与故障诊断，并将通信系统故障诊断信息实时传于一体化监控系统中，实现通信在线监测与故障告警。

（7）主设备故障诊断：实现水轮机、发电机、变压器、开关柜等主设备的温度、压力、转速、声音等在线监测，结合设备设计参数、运行历史数据和专家知识库，自动完成主设备的故障诊断分析，提出设备健康分析诊断报告，为设备的状态检修提供依据。

（8）手机移动智能监测系统：电站职工可在智能手机中安装手机移动监测客户端，通过网络访问远程监控中心移动终端服务器，查询各电站的实时、历史数据和告警信息。

（9）物联网技术：通过物联网技术应用，在流域水电站建立全信息互联共享的无线传感、无线通信和移动互联、公用网络系统，实现智能水电站的河流流域、水库的水情监测、大坝闸门监测、气象环境监测、安全防护监测和电厂智能巡检、远程监控等应用。

5 集控中心系统结构和技术方案

5.1横向层次划分

系统按照电力系统安全防护相关要求横向应划分为3个安全区，分别为安全Ⅰ区、安全Ⅱ区和管理信息大区。安全Ⅰ区、安全Ⅱ区隶属于生产控制大区。安全Ⅰ区为实时控制区，用于实时且带有控制功能的电力信息系统，其安全防护等级最高。计算机监控系统应部署在安全Ⅰ区。安全Ⅱ区为非控制生产区，用于实时但不带有控制功能的电力信息系统。水调自动化等系统功能应部署在安全Ⅱ区。管理信息大区为生产管理信息区，用于电力生产管理的信息系统和电力生产办公的信息系统。设备状态检修决策、安全防护管理等智能应用组件应部署在管理信息大区。

5.2纵向层次划分

纵向应划分为集控系统层和电站厂站层。集控系统层一体化平台采用分布式结构，分别布置于3个大区。集控系统层主要由一体化监控系统和计算机、时钟同步装置硬件设备等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统。直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现水电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。集控系统层采用双星形网络结构设计，具备远程配置、监视、报警和维护功能。建立集控系统层通信总线，生产控制大区应优先采用IEC61850标准MMS协议（长远发展考虑）实现一体化平台与电站厂站层设备通信;管理信息大区应优先采用IEC61970标准Web Service规范实现一体化平台与外部系统通信。电站厂站层主要负责将采集到的数据进行处理，对所有数据进行运算、存储，并将数据上传至集控系统层设备，并接收集控中心下发的各类控制命令等。

6 建设集控中心预期成果

（1）提高管理先进水平。通过在斑桃电站建设4站集控中心，实现同一流域4个电站的远程集控，完成平台软件系统、计算机监控系统、设备在线监测及故障诊断系统等软件功能开发及应用，实现各电站设备运行状态及参数的远程监视、控制及调节，实现远程通信访问、设备状态监测、开关变量管控、水情自动测报、作业环境监察等，实现信息化、自动化、现代化的管理操作模式。

（2）减员增效，实现“无人值班、少人值守”的管理模式。集控中心建立，各电站分站值班改为集中监控值班，各电站只保留少量维护巡视人员，工作重心向设备操作，巡检、维护转移，降低了管理运营成本，提高了劳动效率和公司的营运水平。

（3）实现安全防护，事故语境，故障追溯。对4个电站的视频监控、环境监测、火灾报警、门禁等子系统进行整合，实现综合管理功能，各系统根据预设规则进行联动。数据系统将自动采集数据，生成各类生产报表和设备缺陷统计分析，避免人为因素造成生产数据的漏报，误报，实现监视、电气设备控制与调节、故障告警、事件顺序记录、事故追忆等功能。

（4）实现同一流域梯级调度管理，联动生产，优化发电结构统筹实施。对4个电站实行统一调度管理，合理调配各电站运行方式，充分发挥水资源的综合利用效益并统一组织上下游各水电站的生产和管理，保证各电站开、停机、监控运行、调整负荷、其他设备操作等功能的顺利完成，实现效益最大化。

（5）实现人力资源优化配置，实现远程诊断。集控中心能突破区域和距离的限制，通过专家远程诊断平台指导流域水电站的倒闸操作、事故处理、检修和维护工作，合理利用人力资源，缩短工作时间，从而降低生产运营成本，提高运行管理水平。

（6）利用手机APP，实現协作监控，移动办公。电站职工可在智能手机中安装手机移动监控客户端，通过网络访问远程监控中心移动终端服务器，查询各电站的实时、历史数据和告警信息。

7 结语

建设紫阳新坪垭、斑桃、灯芯桥、牛颈项同一流域4个电站的远程集控，是流域开发企业实现现代化管理的必然趋势，可以较好地利用水能资源，为各电站实现“无人值班，少人值守”的管理模式，创造了非常有利条件，从而提高了生产效率、降低了劳动强度，也是顺应智能电网的发展趋势。

参考文献

[1]SL 193-1997 小型水电站技术改造规程[S].1997.

[2]吉隆朝，戚永健，曹波.二郎坝梯级水电站集中监控系统设计方案[J].中国水能及电气化，2011（8）：59-63.

收稿日期：2019-07-23

作者简介：罗俊（1977—），男，陕西紫阳县人，大专，陕西省地方电力水电股份有限公司紫阳水电分公司安全监察部主任，技师，研究方向：水电站集控中心建设。