王宇 王英旭 张文豪 徐泽文

摘要：国家电力系统正处于快速发展建设阶段，电力设备数字化趋势和信息化技术日渐成熟，而互联网+、AI人工智能、3DVisualization等工具的发展为抽水蓄能电站及水电厂智能化建设提供了强有力的支撑。为了适应电网智能化对电能生产供应产生的相应要求，水蓄能电站及水电厂在实际智能化建设发展过程中，需要积极开拓新思路，科学应用可再生能源解决诸多复杂问题，在保障电力系统安全、可靠运行的同时，积极促使抽水蓄能电站及水电厂的智能化建设发展，以此创造良好的社会效益。

关键词：抽水蓄能电站;水电厂;智能化建设

引言：

国内抽水蓄能电站虽然起步晚，但因后发效应强劲，所以起点相对较高，技术已处于全球领军水准。抽水蓄能电站是电网智能化的重要组成部分，能够将电网负荷低时多余的电能转化为电网高峰时的高价值电能，十分适用于调频和调相，对稳定电力系统的周波和电压来讲十分必要，同时可以作为事故备用，提升系统中火电站、核电站效率。抽水蓄能电站及水电厂智能化建设属于综合性、长期性、全局性相对系统化的工程，能够更好地高效利用电力资源，故此，本文首先针对抽水蓄能电站及水电厂智能化建设进行简要概述，进而将智能化系统结构进行分析，针对性提出智能化建设路径，目的在于为抽水蓄能电站及水电厂智能化建设研究与实践分析提供相应参考。

1抽水蓄能电站及水电厂智能化建设的重要价值

电网智能化是建立在集成、高速双向通信网络基础上，通过先进的传感、测量、设备、控制方法及决策支撑系统技术的应用，以此实现电网安全可靠、经济高效的友好使用，国家大力推动电网智能化的建设，致力建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的智能电网，以此全面提升电网安全性、经济适用性、互动性[1]。

抽水蓄能电站是电网智能化调度环节中的重要组成部分，是稳定器也是平衡器，其凭借储能强大和寿命较长的特点，在电力系统中的普及相对广泛，能够有效解决风能发电和太阳能发电问题，促使新能源电力稳定输出，能够有效消除大规模新能源并网对电力系统产生的影响，为新能源可持续发展和使用提供强大支撑，因此，在未来发展阶段中，抽水蓄能电站的智能化建设将会是长久的发展内容，可以参与到新型电力系统源网荷储各环节的调节服务中，综合效益将会更加显著，承载着电力系统安全供电、清洁低碳、高效运行的重要职能。伴随科技的进步，抽水蓄能电站历经多年的发展，已经实现国内自主化，已经掌握抽水蓄能电站的核心技术，自主化系统涉及到计算机监控、励磁、调速和保护系统等，通过自主调试，已经成功应用于国内多个抽水蓄能电站，自动化水平达到国际水准。

为了推动抽水蓄能电站在未来高质量的发展，共同推进抽水蓄能开发智能化管控、标准化建设，围绕“双碳”目标，高质量做好抽水蓄能“十四五”规划，在科技创新上加强抽水蓄能核心智能技术攻关，攻克智能一体化技术难题仍然需要持续突破。就目前来看，深入应用研究“大云物移智联链”等新技术布局数字化智能电站建设，才能最大限度发挥不同系统功能，实现预期的电网智能化目标，作为电网智能化重要标准体系，IEC61850标准已经在变电环节运用中取得成熟效果，实现了国内智能变电站工程运作标准化，同时，伴随水电厂计算机监控系统参与到水电厂监测控制中，能够在未来实现水电厂安全稳定运行，为智能化抽水蓄能电站建设提供较为可靠的系统技术支撑[2]。

2抽水蓄能电站及水电厂智能化建设系统结构

2.1系统层

根据抽水蓄能电站及水电厂智能化建设要求，系统层将一体化平台作为基础支撑，多业务系统并行，通过主机、操作站、通信装置和功能工作站协同配合，形成核心业务系统，能够进行实时监控、信息分析整理、智能化协调、在线智能分析等决策支持。

2.2现地控制层

根据现地控制层功能，主要由数据采集处理装置、信息显示装置、顺序控制装置和过程控制装置共同组成，主要包含LCU现地控制单元、调速器系统、励磁系统（功率单元、调节器）、SFC集中控制管理系统、继电保护系统、在线监测系统等。不同的系统针对实时数据进行信息的实时分析汇总，并且完成高速统计运算，便于进行操作和保护，同时可以提供相应接口，在接口的支持之下，能够将信息快速传输到智能电网一体化平台中。

2.3过程层

过程层是模拟量、开关量采集和控制命令的执行层，主要完成电力运行电气量检测、运行设备状态参数检测、操作控制执行与驱动。智能变电站拥有过程层，设备包含发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电流电压互感器、合并单元和智能终端[3]。

3抽水蓄能电站及水电厂智能化建设的主要路径

3.1一次设备的智能化建设

抽水蓄能电站及水电厂智能化建设中的一次设备主要指的是直接用在生产使用电能、保护电器和接通断开电路的电器设备，在抽水蓄能电站及水电厂智能化建设过程中，要优先对过程层开展智能化建设，同时对现地控制层的智能化建设予以科学完善。具体建设可以根据如下方法进行，首先将系统层、现地控制层的分布结构过渡为三层结构，其次，使用大量全球通用标准的智能化电子设备，为自动化运行提供支持，实现抽水蓄能电站及水电厂智能化系统的智能监测和智能控制。经过多年的研究与实践分析，国内有关单位已经成功掌握自主研发关键技术参数，成功积累相应智能化建设经验，为未来智能化建设夯实基础[4]。

3.2二次设备的智能化建设

在抽水蓄能电站及水电厂的二次设备的智能化建设中，主要通过二次设备的安装标准化提升系统的智能化建设水平，促使集成标准化，在二次设备的智能化建设过程中实施继电保护，和抽水蓄能电站及水电厂运行条件的复杂性相吻合，通过科学配置继电保护，能够确保跳闸输出和设置数值的合理性，以此保证系统稳健运行，提升实时性和可靠程度。在此建设阶段，暂时不进行过程层建设，选择二次设备的过程中，要优先选择支持通讯协议的设备，对于不支持通讯协议的设备，可以通过规约转换器进行可靠连接。二次设备的智能化建设完成后能够大幅度提升抽水蓄能电站及水电厂智能化建设水准，通过二次设备通信实现网络数据共享，运行管理一体互动，对智能系统的性能优化程度有效提升[5]。

结论：

综上所述，智能化抽水蓄能电站及水电厂能够更加高效地实现电力资源的开发利用，快速带动电力行業跟从经济发展的脚步。抽水蓄能电站及水电厂智能化建设属于一项长期工程，在建设运行与管理等方面需要不同专业的大力支持与配合，所以，要通过科学规划设计和建设抽水蓄能电站及水电厂，促使其发挥出重要作用，促使电网总体燃料得以节省，降低电网运行成本，提升电网可靠性，推动行业朝向规范化、智能化和标准化方向前行。

参考文献：

[1]谢加荣，蔡卫江，邢红超，等.抽水蓄能机组调速系统健康状态评估[J].水电能源科学，2020，38（04）：134-137+196.

[2]孙廷昌，肖楚伟，李亦凡，等.抽水蓄能电站三维运维仿真培训系统应用研究[J].水电站机电技术，2020，43（04）：14-15+20+70.

[3]韩杨，张小珩，汪胜和，等.废弃矿井抽水蓄能多场景利用可行性及技术经济研究[J].现代商贸工业，2020，41（11）：210-213.

[4]李君，杨欢，李慧.基于组合赋权法的抽水蓄能电站EPC总承包业主风险评价[J].水利规划与设计，2020，10（04）：136-141.

[5]丁景焕，王珏，杨静，等.某抽水蓄能电站水泵工况导叶关闭规律优化[J].水电能源科学，2020，38（03）：148-151.