20第43卷 第S2期
2020年12月
Vol.43 No.S2
Dec.2020
水 电 站 机 电 技 术
Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station
0 引言
当前社会对于电力能源的需要越来越多，对电能生产、电能供应提出了新的要求。抽水蓄能电站与水电厂为了能够满足当前社会的具体需要，就必须将智能化作为建设标准。在进行智能化建设过程中，会面临许多问题需要解决，因此必须要详细了解项目实施背景，对智能自动化系统有充分认识，才能保证建设完成的智能化项目符合生产实际。 1 项目实施背景
1.1 电力系统发展的需要
国家发改委在2015年颁布了《关于促进智能电网发展的指导意见》 (发改运行[2015]1518号文) ，可见国家层面对于智能化电网建设的重视程度。通过发展智能电网能够帮助我国在能源生产、生活消费、技术革新等方面实现升级，同时也是实现能源互联网的重要基础条件。意见中提到，要全面提升电源侧智能化水平。通过将各类电源的调控能力和网源协调发展水平全面提升，将电力系统的信息处理以及智能决策能力提升到新高度。国家能源局制定的《电力发展“十三五”规划》中，也对电源侧智能化水平提升有着明确的要求。通过强化传统能源和新能源发电的厂站级智能化建设水平，实现多种能源间的优化以及互补。当前电力系统最关键的发展目标就是建设智能电厂，直接对我国电力系统未来发展起着重要影响。 1.2 发电企业市场竞争的需要
面对当前电力行业市场化改革的持续深入，电力能源要直接参与到市场竞价交易中去，这一举措的制定能够进一步提高发电企业的生产效率，全面提升电力行业的安全生产水平。过去传统的分散式微机控制系统自动化模式已不能适应当前快速发展的社会，智能化电厂才是未来的趋势。以物联网、三维可视化、虚拟现实、人工智能、大数据分析、云计算等技术为基础的智能化电厂，能够推动电厂生产、管理的巨大飞跃。
2 智能自动化系统组成
抽水蓄能电站及水电厂建设智能自动化系统，主要包括两个部分。这两个部分分别是一次设备与二次设备。一次设备主要实现系统的智能化，二次设备则主要实现系统的网络化。智能自动化系统依据现有的通信协议，将系统的逻辑结构分为3个层次，这3个层次分别是过程层、现地控制层、系统层。 下面，就过程层、现地控制层与系统层这3个系统层次的具体组成、功能、特点进行简要论述。
2.1 系统层
对于抽水蓄能电站及水电厂，建设智能化系统
收稿日期： 2020-09-30
作者简介： 张 博（1991-），男，工程师，从事抽水蓄能电站的建设、运行、维护及检修工作。
抽水蓄能电站及水电厂智能化建设实践研究
张 博
（浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江 台州 317300）
摘 要： 经济快速发展带动着电力行业的进步，当前我国正在大力建设智能化电厂，利用智能化来实现电厂更加高效和稳定的运行。建设智能化的抽水蓄能电站与水电厂能够更好地实现电力资源的高效利用。因此，文章首先就项目实施背景展开论述，然后概述水电厂智能自动化系统组成，最后就水电厂智能化建设实践进行分析。
关键词： 抽水蓄能电站；水电厂；智能化建设
中图分类号：TV736 文献标识码：B 文章编号：1672-5387（2020）S2-0020-03
DOI：10.13599/jki.11-5130.2020.S2.007
21第S2期张 博：抽水蓄能电站及水电厂智能化建设实践研究
有着最基本的要求。而系统层则是实现这些基本要求的基础，系统层作为一体化平台，能够实现各种业务提出的实际要求。系统层包括主机、操作员站、远动通信装置、保护信息系统以及其他不同功能工作站，这几部分共同组成系统层来实现电厂的实时动态监控。同时，系统层还能够进行信息处理，实现厂内网络系统的自动化控制、智能化调节。此外，系统层可以实现在线分析，为决策提供重要支持。
2.2 现地控制层
现地控制层主要包括6个组成部分。分别是LCU单元、调速器系统、励磁调节器系统、SFC系统、继保系统、在线监测系统。各个自动化系统能够汇总实时数据，对数据进行统计和运算，进行操作和保护并提供标准接口，利用标准接口的支持实现设备信息到一体化平台的传送工作。
2.3 过程层
过程层是一次设备、二次设备的接合面，主要有5个部分组成，分别是自动化元件、变送器、电子互感器、合并单元、智能终端，过程层主要负责的任务是运行信息的实时采集工作，监测、操控设备的实际运行状态。
3 智能化建设途径
3.1 设备智能化应用
对于电力系统的智能化应用，重点在二次智能设备。当前二次智能设备与一次设备相比发展更快速、更智能。在未来一段时间内，一次智能设备无法实现重大的技术改进、技术突破。因此，智能化发展预期目标完成的难度是较大的。
对于智能化建设工作，应该遵循具体的基本建设原则。抽水蓄能电站建设工作会涉及到诸多方面，这些方面包括生产、运行、维护管理。所有环节不仅涉及到的规模非常大，同时结构又相对比较复杂，
运用的技术难度也是较高的，智能化建设周期较长，属于系统性的、成规模的、大型工程项目。为了保证智能化建设工作有一个良好的起点，要求对全厂范围内各个系统实现统一的管理，促进各个系统之间的有效互动，避免出现重复性建设问题，通过遵循统一规划、分步实施的基本原则落实总体规划。对于智能化目标的实现，要求建设智能化电站时以进度要求作为主要依据，充分结合现场的实际情况，规划设计要根据系统的总体层次构架来开展，开发建设需要分成多个层次、多个阶段，让各个系统之间实现有序的耦合，避免出现投资浪费的情况。
其次，智能化建设要提前确定好实施路线，保证实施路线能够合理有效。考虑到现阶段智能化开关组件成熟度、稳定性还不够，与之相关的技术标准也不够完善，因此需要从两个阶段开展抽水蓄能电站的智能化建设。
3.1.1 二次设备的智能化阶段qsc6270
对于智能化建设工作，要按照现场的实际情况进行二次设备的智能开发，确保二次设备通信工作的网络化，设备集成实现标准化，设备数据实现共享化，设备运行管理实现一体化，设备业务实现互动化，确保系统能够稳定的运行，将设备的实时性、可靠性全面提高。二次设备的智能化建设包含系统层与现地控制层两层结构，在进行设备选择时要优先考虑具备通用协议支持的，如不支持则需要借助规约转换器进行连接。这一阶段任务完成以后，能够显著提高电站的智能化水平，高效优化系统的性能。
3.1.2 一次设备的智能化阶段
无菌检测系统对于一次设备来讲，智能化建设的目的在于让一次设备可以实现通信的网络化、智能化，能够让系统控制操作实现稳定、实时控制。在一次设备的智能化阶段，重点内容是对过程层进行智能化改造。一次设备的智能化改造会使用到大量的电子智能设备，利用这些电子智能设备形成自动化系统，自动化系统能够提供给协议重要的支持。电站实现自动化运行，离不开高级应用功能与智能决策系统，这些智能应用的投运保证了一次设备的智能化。
3.2 推陈出新, 建立状态检修及状态维护机制
光触媒滤网
面对当前电力体制持续改革，电力市场整体存在一个供大于求的形式，这就加剧了发电企业之间的竞争，传统的计划检修模式也无法适应现阶段电力市场的需要。状态检修主要是利用综合性的技术手段对设备状态准确掌握，对设备故障发生、发展趋势进行预测，借助技术经济分析，来进行检修决策的一种现代化设备检修模式。国内小湾电厂，通过总结国内其他电厂的模式，制定了“状态检修+状态维护”这一新模式。
状态检修工作，按照设备运行趋势年分析、运行风险、寿命评估等各类规程规范，讨论确认各个系统的设备关键部件、关键项、评价内容、评价标准 (判据) 及分数权重，充分结合现场实际情况进行各个
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水 电 站 机 电 技 术
专业状态检修策略的制定。
按照状态监测与检测结果来进行状态维护，参考设备的关键运行参数变化情况，对运行趋势展开分析，有效结合设备具体特点以及使用寿命，对设备固有的故障模式展开分析，进行状态维护任务的制定。
3.3 智能巡检管理模式
3.3.1 智能巡检机器人系统
智能化巡检管理重要的一部分就是智能巡检机器人系统，这一系统主要组成包括3部分，分别是轨道式智能巡检机器人、传输网络 (智能巡检机器人及系统平台之间的数据交互) 、中心综合管理平台。
轨道式智能巡检机器人组成部分有控制中心、电机驱动、轨道总成、升降机构。机器人借助系统自带的各类摄像机和各类传感器，达到音视频采集、烟雾探测、液体监测、噪音监测的功能，收集到的数据信号利用光纤传输网络向系统综合管理平台进行传输，系统综合管理平台能够在线控制摄像机 (智能球机) 等设备。管理平台可以制定相应逻辑策略帮助系统实现智能报警输出以及自动分析汇总。
智能巡检机器人系统通常会选择智能图像分析技术，这一技术能够分析设备具体信息以及设备周围环境。分析出来的结果同初始化的标准值或图像展开对比，充分地利用各种紧急信号进行智能报警。机器人系统能够实现区域入侵检测、物品遗留/消失的动态侦测、音频异常的侦测、场景变更的侦测。如果发现设备出现了异常，可以根据预案选择报警，联动预置位将镜头转向故障设备，对设备进行抓拍、录像。
地面网3.3.2 智能巡检摄像机
防辐射裙
选择热成像双目数字摄像机，将拍到的视频采用数字信号进行传送，统一上送给工业电视数字平台现地控制柜。这一型号的摄像机，能够做到针对设备运行情况开展实时、动态的监控，摄像机形成的画面送到工业电视平台，系统具备火电探测报警，拌线入侵、区域入侵报警等功能，这些功能可以对设备温度等异常情况做到及时发现、及时处理，将设备的运行可靠性全面提高，能够及时发现设备存在哪种故障，尽可能减少财产损失。
4 结语
总而言之，当前电力行业持续进步和发展对智能化建设要求越来越迫切。抽水蓄能电站及水电厂未来发展的重要方向就是开展智能化建设，在建设智能化电站的过程中必然会面对许多困难和阻力，因此需要各个专业之间的相互支持与协调配合。文章对智能自动化系统进行分析，并就智能化建设途径提
出几点建议，分别是二次设备的智能化阶段，一次设备的智能化阶段；推陈出新，建立状态检修及状态维护机制；智能巡检管理模式。希望通过全文的分析能够对抽水蓄能电站及水电厂智能化建设提供一些帮助，为我国抽水蓄能事业的智能化发展贡献一份绵薄之力。
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测作为现代先进检测方法之一，操作简单、灵敏度
高、易于观察、不受被检件表面颜限制。进一步规范抽蓄机组的无损检测，包括超细荧光磁粉检测，提高设备运行健康水平，保障抽蓄机组安全将会发挥更大作用，必将是抽蓄电站今后金属监督技术管理的重点与趋势。参考文献：
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