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1长春工程学院2武汉理工年夜学3吉林省地方水电局贾振国1 许 琳1 何 军2 邓长君3
摘要：针对小型水电站比力集中的地域，连系小水电自身的特点，论述了今朝小水电站自动化改造中存在的问题，提出了小型水电站群实现综合自动化的结构模式和治理方式，从而实现小水电站的"无人值班"（少人值守）运行。
要害词：小水电群；综合自动化；实现方式
1概述
1.1我国小水电的开发现状
21世纪，中国将坚定地向中等蓬勃国家迈进，其中能源、电力供给是首当其冲要解决的问题。我国水电资本丰硕，居首位，可开发装机容378GW，发电1.9PWh。在我国可开发的水电资本中，其中可开发小水电资本占75GW。小水电资本散布普遍，在全国2166个县（市）中有1573个县有可开发小水电资本，其中可开发在10～30MW的县有470个，30～100MW的县有500个，跨越100MW的县有134个。今朝全国已建成小型水电站6万余座，装机容跨越30GW。
党中心、国务院尤其重视农村小水电建设，2003年部署启动了小水电代燃料建设。计划方针到2020年解决2830万户、1.04亿农村居平易近生活燃料，新增小水电代燃料装机24.04GW。实现人与自然和谐成长，以水资本的可延续哄骗保障经济和社会的可延续成长。
1.2小水电自动化方面存在的问题
今朝我国年夜、中型水电站已普遍采用计较机监控系统，尤其是百万以上装机容的水电站年夜多已实现“无人值班”或这些电站所采用的自动化装备和装配一般都比力进步前辈和复杂，价格昂贵，不仅不适合于在小型水电站中推行运用，同时也与小水电站的自身特点不相顺应。
1.2.1小水电站建设资金欠缺，自动化水平低
小水电站以地方投资和平易近间集资为主，资金来历有限。是以，在兴修进程中主要力图装备简单、造价低廉，这样就制约了小水电站自动化水平的提高。同时由于小水电站每一年的技术更新费用很少，即使装备存在缺陷也没有足够的资金往更新和完善。例如在某些几百kW的小水电站在机组停机进程中采用木棍撬杠进行机组刹车的情况其实不少见；再如在小水电站中根蒂根基自动化装配不完善，很多小水电站没有自动同期装配，调速一般采用老式机械液压调速器，很多已不能进行远方操作和调理。
1.2.2技术气力亏弱，不能顺应自动化运行要求
小水电站一般地处偏远山区，技术气力亏弱，运行维护人员以当地工钱主，年夜多没有受过正规的教育和培训，没法顺应复杂、繁多的自动化装配和应付复杂的运行方式的要求。有些小水电站连一块万用表都没有，更别说示波器等进步前辈的检测仪器和装备了。表1、2是兰州工高等科黉舍尤世炎教员统计的甘肃四地域水电资本哄骗情况和从人员组成情况表。
1.2.3治理体系体例制约了自动化水平的提高
持久以来，多个部门对小水电进行治理，在部门间发生了本能机能交叉。由于职责不明，分工不清，在一定水平上削弱了政府对小水电的宏观调控和行治理。在省县级机构改造中，这类情况进一步加重，使有的地域小水电治理处于紊乱和障碍状态，严重的制约了小水电综合自动化水平的提高。
2小水电站群实现综合自动化的需要性、模式和步骤
2.1小水电站群实现综合自动化的需要性
小水电站一般地处偏远山区，统域内往往有几座或十几座电站组成梯级小水电站群，每一个小水电站都配备了各自的技术、运行和治理人员，缺少各电站间的协调运行治理。由于各小水电站普遍存在装备老化、技术落后、人浮于事、效益差等现象，没法实现化运行治理。是以，想法整合各小水电站的势，提高小水电站群的综合自动化水平势在必行。以吉林省为例，今朝吉林省已建、在建和计划小水电站161座，装机451台，总容691.103MW。其中1MW以上小水电站59座，装机195台，总容288.829MW；已建1MW以下小水电站79座，装机184台，总容29.734MW；在建小水电站10座，装机29台，总容89.32MW；计划建设小水电站13座，装机43台，总容283.22MW。这些电站的年夜部门集中在安图、抚松、长白和通化境内。
类似安图、长白这样小水电站集中地域在全国有很多，每座小水电站的运行治理人员平均到达20人左右，不仅加年夜了发电成本，也阻碍了电站自动化水平的提高。是以有需要探讨和研究小水电站群的综合自动化问题。
2.2小水电站群实现综合自动化的模式
小水电站群的综合自动化问题包括电站级自动化和集中控制中心自动化两方面内容。
2.2.1电站级自动化
小水电站的自动化重点不在于高性能，也不能像年夜中型水电站那样追求功能的完善化，不能照搬年夜、中型水电站自动化系统的模式和设置装备摆设，而要凭据小水电站的特点选择适合自身要求的自动化系统，重点是在实现基本的控制、操作和庇护功能的根蒂根基上，提高系统的靠得住性。就今朝的技术成长和人们的认可情况，小水电站的自动化也应采用计较机监控系统，但在监控系统的设置装备摆设上要进行适当的简化。对于单机容小于1MW，电站装机台数小于4台的小水电站可以采用如图1所示的简略单纯散布式计较机监控系统模式。
这类监控系统结构简单，主要设置装备摆设如图1所示：
（1）主计较机：电站设置一台工控制计较机作为主机，有条件的电站可以设置两台主机，其中一台作为冷备用主机，当工作主机故障退出运行时，由备用主机替换工作。
（2）CRT：采用年夜屏幕显示器，供运行人员监视机组运行状态使用。
（3）打印机：可以采用普通针式或激光打印机，用于打印各类报表。
（4）马赛克模拟屏：可以凭据电站现实需要设置，主要用于显示电站主辅装备的运行状态和模拟操作练习训练。模拟屏上各装备的状态由监控主机实时提供。
（5）温度巡检单元：智能型温度巡检仪，主要对各台机组轴承和定子温度进行收集并经由过程RS485总线与监控主机进行数据通讯。
（6）电收集单元：智能型电巡检仪，用于收集各台机组和线路的电压、电流、有功、无功、电等电气信息，一样经由过程RS485总线传送给主机。
（7）非电收集单元：智能型非电巡检仪，完成各台机组压力、流、液位等旌旗灯号的收集。
（8）机组现地控制单元（LCU）：由性能价格比力高的小型可编法式控制器（PLC）组成，主要完成本台机组和辅助装备的顺序操作与调理。如机组的开停机操作、机组运行工况的转换操作、机组有功、无功功率的调理等，在主计较机故障时可以经由过程LCU完成对机组的操作控制。
（9）全站公用现地控制单元（LCU）：主要对全站公用装备，如开关站、主变压器等进行监视和操作控制。
（10）调制解调器（MODEM）：主要用于经由过程公用电话网与集中控制中心相毗连。
2.2.2集中控制中心自动化
这里所说的集中控制中心相当于年夜、中型梯级水电站的梯级调剂中心，只不外它所承当的使命要比年夜、中型梯级水电站的梯级调剂中心弱得多，同时其复杂水平和自动化水平和造价也要低得多。其基本思绪是将中心设在小水电站比力集中的某一县城或规模较年夜的电站内，控制中心微机经由过程调制解调器与公用电话网相连，这样就将本区域内各小水电站的计较机监控系统毗连在一起了，如图2所示。
在这里之所以采用公用电话网作为网络信道主要是由成本身分和集中控制中心的地位所决议的。我们知道今朝的数据通讯信道主要以光纤为主，其点是通讯容年夜、衰减小、抗干扰与抗侵蚀性能强、传输速度高，但其成本与通讯距离成正比，加上小水电站年夜多散布在偏远山区，敷设光纤与现实成本的投进形成了矛盾，不适合进行系统的推行运用。同时，由于小水电站容小，在系统中的地位也比年夜、中型电站低得多，所收集的数据相对也少得多。集中控制中心的主要使命是领会小水电站运行的历史数据和下达使命指标，站内机组的化运行主要由站内监控系统凭据中心下达的指标自动调理。是以，对控制中心的实时性要求不高，经过需要的技术处置，采用公用电话网作为通讯信道不仅可以知足监控系统的要求，还可以勤俭年夜的建设资金。
2.3小水电站群实现综合自动化的步骤
鉴于小水电站的装备状态和根蒂根基自动化水平，实现小水电群的综合自动化必需接纳整体计划、分步实施、区域试点、慢慢推行的方式。所谓整体计划是指小水电站的主管部门在充实领会和掌控当地区小水电站的散布与装备自然状态的条件下，选择小水电站散布密集，装备条件好的若干小水电站作为首批试点区域，如吉林省的安图、长白等类似地域；散布实施和区域试点是指先对各电站内部的自动化网络进行建设，使区域内电站均能到达综合自动化的要求，然落后行集中控制中心的建设。在这个进程中需要联合有关科研单元一起研发适用于小水电站的有关软、硬件和根蒂根基自动化装备。在试点区域的综合自动化系统完善后慢慢向其它区域推行。在实施进程中需要注重以下几方面的问题：
（1）对电站原有装备的技术改造。小水电站现有的调速器、励磁调理装配、同期装配是实现站内自动化的年夜的亏弱环节，为了和微机监控系统毗连往往需要进行需要的技术改造，在改造进程中应当本着实用、经济的原则进行。
（2）机组现地控制单元的研发。机组现地控制单元是实现站内自动化的要害。各电站应当选择统一的装备，以便于运行和维护。建议参照区域内较年夜容的电站进行有针对性的集成或研发。
（3）技术人员的超前培训。实现小水电站群综合自动化以后，对运行人员提出了更高的要求：一是要求运行人员思想政治素高，具有高度的责任感和秀的职道德，和较强的法制观念；二是要求营技术素高，不仅要熟练掌控全电站发电装备的基来源根基理和技术性能，还应掌控需要的计较机常识和监控系统常识；三是身体素要好，能精神充沛的值守岗位；四是要求有秀的心理素和事故状态下的应变能力。是以，在系统实施前应当在各电站选派部门素比力高的技术人员到有关的单元介入研发进程或到相关院校进行有针对性的技术培训。
（4）运行与治理方式的变化。小水电站群实现综合自动化以后，各电站可以采用少人值班或无人值班或少人值守的方式运行。区域内配备检修与技术服务队伍负责各电站的检修与系统维护工作。残剩人员可以连系地域特点从事第三工的工作，固然这是政策性较强也是比力棘手的问题，需要各级本能机能部门相互配合协调解决。
3结语
小水电站群的综合自动化问题是一个复杂的技术课题，试点的成败直接关系到从此小水电站的自动化水平。小水电站群综合自动化方案的选择，要从实用、经济、进步前辈的角度动身，既要充实斟酌现代化水电站的技术特征，又要连系小水电站的现实状态；既不能追求年夜而全，又不能使之太落后不顺应信息时代的要求；同时敷裕人员的安置、运行和治理机制的变更等一系列问题也是需要深进研究和探讨的。
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