水电厂梯级电站实现远程集中管理模式

　　摘要：本文立足于白龙江流域中下游开发现状，就目前国内小流域梯级电站远程控制功能具备，管理方面经验仍在探索、实践的状况下，针对白龙江中下游苗家坝、碧口、麒麟寺、梯级电站即将面临流域内实现“无人值班”（少人值守）运行管理模式的需要和可靠性要求，结合流域内梯级电站的地理位置和开发建设时间的安排，对采用的扩大厂站模式和梯级集控中心相结合的配置方案研究，以及对梯级集控中心管理模式进行探索与实践。

　　关键词：流域；梯级开发；无人值班；扩大厂站；集中管理

　　ABSTRACT:In this paper, it is explored and practiced for management mode of centralized control center, based on the development of the status in middle and lower Bailong basin. On the current, there is ability of remote control in cascade hydropower stations of small basin, but loss management experience. According the need of security and management mode of unmanned on duty (which few people are on duty) in Bikou, Qilinsi, Miaojiaba cascade hydropower stations in Bailong river, study configuration scheme combined with the expansion of plant mode and the cascade centralized control center, combined with the geographic location and development and construction of arrange in basin cascade hydropower stations.

　　KEY WORDS: Basin; Cascade Development; Unmanned on Duty; Enlarge Power Station; Centralized Management.

　　1.白龙江中下游流域梯级水电站滚动开发形式

　　20世纪80年代后期，我国开始探索水电滚动开发机制，组建大型流域水电公司【1】。这种方式是业主以已建成的水电站为母体水电站，用母体水电站的盈利开发一个流域的水电站群。我国流域水电的开发模式经过清江、乌江水电流域开发模式成功的初步尝试后，“流域、梯级、滚动、综合”的开发模式开始兴起，各电力公司对流域开发坚持流域、梯级、滚动、综合开发的原则，高度重视资源的综合利用和流域经济社会的发展，大唐甘肃公司在白龙江中下游流域的开发模式就是以已建的碧口电站为母体电站，上、下游分别滚动、开发苗家坝、麒麟寺电站。

　　白龙江发源于甘肃省和青海省交界处西倾山，为嘉陵江的最大支流，全流域面积31812km2，干流全厂565km【2】、。白龙江中下游流域梯级开发，包括已建成投运33年的碧口电站，位于碧口电站上游31.5km正在建的苗家坝电站，位于碧口电站下游13.5km于2008年底投运的麒麟寺电站。苗家坝电站、碧口电站、麒麟寺电站，三大电站运行特征见表1。

　　表1 电站运行特征

　　白龙江中下游流域开发形式为由已建的碧口电站的开发建设演变成流域水电站的开发建设，由已建的碧口电厂的投资建设运营演变成流域内资金滚动发展的态势，目标在于充分利用好白龙江中下游流域的水力资源，通过梯级电站的集中调度管理，制定出相对优化的梯级水库联合运行方式，降低运行成本，提高企业的经营效益，促进企业的管理水平，实现“无人值班”(少人值守)、集中监控、流域调度。

　　2.无人值班”（少人值守）运行管理模式实现的必要性

　　随着电力体制改革的深入推进，“厂网分开，竞价上网”已进入实施阶段，甘肃省电力市场运行规则亦面临变革，白龙江流域建立一个完善的流域梯级有效管理模式是目前白龙江流域各梯级电站首要的环节，可使各梯级电站更有效、便捷地为甘肃省的经济发展服务。

　　建立完善的白龙江中下游流域梯级电站有效模式，就是合理地利用水力资源，根据掌握的白龙江流域可靠的水情、雨情信息，提高水能利用效益，改善梯级各电站电能质量，实现流域梯级电站的优化调度，目前白龙江中下游流域各梯级电站，麒麟寺电站已于2008年12月投产发电，苗家坝项目在建。根据对“无人值班”(少人值守)的定义【4】:“水电厂厂内不需要全天24小时内都有人值班，机组开、停、调相等工况转换操作、有功、无功功率调整以及运行监视等工作，由电网调度所(包括梯调以及网、省、地调等)或集中控制的值班人员及有关自动装置完成;但在厂内有少数全天24小时都在的值守人员，负责现场看守和特殊处理以及上级临时命令交办的工作。”实现流域内电站无人值班或“无人值班”(少人值守)运行管理模式，也可极大降低生产管理成本。

　　所以在建设过程中充分考虑到计算机监控系统，流域的统一规划及集中控制，将三个电站分散的系统集中起来进行有效的资源整合，在集中控制及统一调度模式下，三个电站流域梯级的优势才能体现，也只有在流域集中控制模式下才能实现真实意义上的“无人值班”(少人值守)， 在各类数据极大丰富情况下实现集中的优化统一调度，提高人员工作效率。

　　2.1“无人值班”（少人值守）实现条件

　　白龙江流域中下游梯级水电站的联合运行的实现，要求流域梯级水电站设置唯一的流域运行机构，对外统一接受省调的调度命令，对内负责梯级的防洪、发电、排沙等综合运用的统一调度等。梯级各水电站建立与流域运行机构的调度、通信、监控等的网络连接，直接接受流域运行中心的调度命令，调度执行由梯级枢纽监控系统完成。以前建成的流域中心通常称为梯级调度中心,其功能主要包括对流域内各梯级电站的运行进行远方监视、管理,对各电站总的负荷进行分配(站间AGC功能)、水资源的优化调度等。近几年,随着电站自动化程度的提高,按照“无人值班”(少人值守)的运行管理模式设计,梯级电站之间的通信带宽和可靠性提高,电站计算机监控系统简化,梯级中心的计算机监控系统逐步取代了电站上位机的部分功能,可直接实现控制命令下到LCU而不仅仅是以前的下到上位机,以及实现站内AGC的功能等。为避免与省调的电网调度功能的冲突,宜将原有的梯级调度中心称作梯级集控中心【3】。白龙江流域中下游梯级电站集控中心，目前初步建立在流域开发的母体电站——碧口电站所在地甘肃省文县碧口镇，计划于2009年底投运。

　　2.2“无人值班”（少人值守）可实现高效的现代化管理

　　白龙江中下游流域梯级开发母体水电站——碧口电站地处甘肃省陇南地区文县碧口镇，其对外交通不便，陇南地区及文县又是甘肃省贫困地区，做为水电企业的职工，照顾家庭、赡养老人、小孩入学，就医都是直接与电站职工息息相关的事情，通过“无人值守”（少人值班）水电站管理模式的逐步称为可能，水电站远程集中管理的实现，使生产调度地点逐步转移到中心城市，相应的问题就会迎刃而解，不但稳定了职工队伍，提高了广大职工的积极性，将生产系统与管理信息系统结合，形成真正意义上的综合生产管理平台，极大方便生产管理，提高人员工作效率。

　　3.“无人值班”远程集中管理模式实践探索

　　白龙江中下游流域属中小型流域，流域开发、滚动的项目建设周期不长，投入资金及运行维护人员有限，并且考虑到地理环境和电站运行检修便捷，以及流域内电站实现“无人值班”（少人值守）运行管理模式的需要和对可靠性的要求，结合流域内梯级电站的地理位置和开发建设时间安排，流域远程集中管理模式采用扩大厂站模式和梯级集控中心相结合的方案，将集控中心设置在流域内人员较为集中的碧口电厂附近，对流域内麒麟寺、苗家坝电站进行远方监视、优化调度，这样可减少人员及交通和运行维护经费问题，也可以充分体现集中调度的优势。

　　3.1梯级集控中心主要功能

　　通过设置流域梯级集控中心,可实现梯级电站的集中监控,对水库的水资源集中调度,有效利用水能,提高发电效率,提高安全可靠的运行水平,减轻值班人员劳动强度,减少值班人员,为实现“无人值班”创造条件。设置流域梯级集控中心后,在碧口、麒麟寺、苗家坝电站设备具备一定的自动化程度的前提下,可按照“无人值班”的运行管理模式,由梯级集控中心值班人员统一进行监视、控制、维护人员通常在各厂站集控中心休息、待命，定期进行巡视检查、日常维护以及检修管理等工作。

　　同时,集控中心也可以作为碧口、麒麟寺、苗家坝电站的管理、维护的生产办公和生活基地,负责流域内梯级电站的日常运行、管理工作。碧口、麒麟寺、苗家坝电站可根据情况,取消部分常规配置的机修间、电工实验室、档案室、油库等,由整个流域统一规划,设置在集控中心。

　　为实现集控中心对碧口、麒麟寺、苗家坝电站的远程监视、控制和管理,除计算机监控系统以外,还应根据情况配置部分必要的辅助系统,例如消防监控系统、水情测报系统、能量计费及报价管理系统、继电保护信息管理系统、大坝安全观测系统、工业电视系统、大屏幕显示系统、安全防盗系统、管理信息系统等,以及可靠的光纤通信基础平台。

　　3.2远程集中管理模式的探索

　　随着麒麟寺电站的投运、苗家坝电站建设进度的步伐，梯级电站的管理理念与模式成为白龙江流域生产管理和梯级电站发展的重大课题。目前正在筹建集控中心，一是要组织管理及技术人员，在国内、外调研，深入实地考察，引进同行在远程集中管理方面的先进经验。二是集控中心筹备成员需要在集控中心成立前完成相关制度编制工作，主要围绕梯级水库防洪调度管理、梯级发电优化调度方式的营销协调管理、梯级水电站远程集中监控与控制以及通信自动化系统等方面的管理制度，做为实行远程集中管理的技术性、规范性依据。

　　目前，白龙江中下游流域梯级电站集中调度管理机构、远程控制、水库调度等均处于起步阶段，远程集中调度控制功能有待进一步推进。经过前期调研和设计专家咨询，白龙江中下游流域梯级电站远程集中管理必须打破原有的单站式调度运行管理，通过管理体制的变革，真正实现白龙江中下游流域梯级电站的综合发展的目的。集中管理模式拓扑图如图1.

图1 集中管理模式图

　　其中，“无人值班”(少人值守)、集中监控、流域调度功能的实现要求集控中心的综合自动化系统完善并达到相应水平， 根据各流域集控中心实现的功能不同，梯级电站集控中心的模式不同，不同集控模式所包含的综合自动化系统中各子系统和功能也不同。白龙江中下游流域梯级电站是在扩大厂站的方式下设置集控中心，由于所有集控中心设备和各电站LUC组成了一个统一的计算机监控网络，因此梯级电站和集控中心的计算机监控系统建议采用一家公司的系统，以确保系统的整体协调性，以及网络管理的一致性，同时还可大大降低需配置的其他设备的数量、软件开发费用、备品备件数量、系统维护人员数量和劳动强度等。

　　4.集中管理的实施进程

　　由于碧口电厂相对较落后的自动化程度、设备老化以及麒麟寺电站初期投产的不稳定因素等原因，一步到位的实施集中监控、无人值班并不符合实际，贸然实施肯定会对安全生产造成极大的影响。因此，有计划、有节奏、分布的实施，加大现场技术改造，提高自动化水平，不断积累运行管理经验，最终实现集中监控的远景目标。

　　1.整合人力资源，打造团结、实干、高效的集控中心。集控中心成立后，根据工作专业的不同，可整合原有部室建立相应管理、技术岗位，对每个岗位制定相应的岗位工作标准，力争达到规范化、标准化的工作流程。

　　2.加强培训，建立高素质的职工队伍。由于集控中心的技术管理岗位非常重要，每一个运行值班员，在运行值班过程中，需要直接与调度联系协调梯级水电站的优化运行，对3座水电站的调度管理工作进行协调管理，因此，不但要求值班员具备全局观念的执行力，而且应具备较好的组织管理和协调能力。所以加强培训，创建学习型组织，提高员工的学习能力是高效实现集中监控的必要一环。

　　3.加强梯级水电站联合优化调度控制应用研究，发展先进的远程集控自动化平台。

　　水库优化调度和发电优化控制基本理论研究的模型和规则，必须要有相应的平台系统做为支撑。系统平台以流域集中监控系统和流域水调自动化系统为核心组成，实现了遥测、遥信、遥调、遥控、遥视的五遥功能，包含了工业电视、电能量等辅助系统；高级应用软件包括水文预报、防洪优化调度、发电优化调度、发电优化控制等软件，形成一个优化计算、远程监视、集中控制和调度管理集一身的综合性自动化系统。

　　4.理顺调度关系，实现电网调度管辖的远程集中管理。

　　白龙江流域中下游梯级电站在当前的调度管理模式下，梯级水库的运行调度权在甘肃省电网调度管理部门，甘肃省电网调度部门通过“调电调水”，因此，白龙江流域中下游水电站必须清楚如何制定合理、高效的优化运行方式，通过电网调度部门的全面考虑、综合安排、才能够尽可能体现出流域电站优化调度的意图，实现梯级电站的联合优化，最后实现白龙江流域的综合发展。另外，当电力市场形成后，基于电力市场条件下的流域发电公司的优化调度问题，更需要建立专业的流域管理队伍，才能充分考虑水电能力、负荷预测、电网分析、市场需求、发电成本等约束条件，在竞价上网过程中实现水电的经济调度。

　　5.结语

　　白龙江流域中下游苗家坝、碧口、麒麟寺电站,根据 “无人值班”（少人值守）运行管理模式的需要和可靠性要求，采用的扩大厂站模式和梯级集控中心相结合的配置研究方案，可以较好地利用水能资源,合理地规划使用流域内输电走廊、通信通道,采用合理的监控系统方案提高生产效率、降低劳动强度，并逐步在设计、实施进程中考虑使用一家供应商的产品,采用扩大厂站,主、辅机一体化等措施,优化梯级集控中心和电站的计算机监控系统，使之真正实现“无人值班守”（少人值守）集中管理。

　　参 考 文 献

　　【1】马光文，刘金焕，李菊根等，《流域梯级水电站群联合优化运行》【M】，北京：中国电力出版社，2008
　　【2】水利电力部第五工程局，白龙江碧口水电站技施说明书；1975
　　【3】《水电厂“无人值班”(少人值守)的若干规定》
　　【4】王劲夫，林峰，中小型梯级水电站实现“无人值班”集中监控的技术探讨【J】，《水电站设计》第22卷第2期，54-60