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監控系統在水電站的應用發展及階段情況

作者:無錫三革監控公司    時間:2020-05-01 20:30:30    信息來源:本站原創     點擊:

  水電是世界上能夠進行大規模商業開發的第一大清潔能源。隨著世界能源需求增長和全球氣候變化,世界各國都把開發水電作為能源發展的優先領域。目前水力發電滿足了全世界約20%的電力需求,有55個國家一半以上的電力由水電提供,其中24個國家這比例超過90%。

  我國水能資源蘊藏量居世界首位,全國技術可開發裝機容量5.42億kW,經濟可開發裝機容量4.02億kW,是僅次于煤炭的常規能源??砷_發的10Mw以上的水電站總數約11600多座,據不完全統計,目前已建成各類大、中型水電站近6000座。截至2008年底,全國水電裝機容量達到1.72億kW,居世界第一,年發電量達到5633億kW·h,分別占全國電力裝機容量的21.6%和年發電量的16.4%。水電作為優質清潔的可再生能源,將在國家能源安全戰略中占據更加重要的地位。目前,我國水能資源開發程度僅為31%,遠低于發達國家平均水平,發展潛力很大。根據國家可再生能源中長期發展規劃,2020年全國水電裝機容量將達到3億kW,平均每年新增1200萬kW計算機監控技術的不斷發展,為水電站的安全可靠經濟運行奠定了基礎。國外于20世紀60年代開始在水電廠采用計算機監控技術。1978年我國科技大會召開后,迎來了科學的春天,各行各業積極開展技術革新。

  我國水電站計算機監控技術的研究與開發起步于20世紀80年代初。當時的水電部安排了一批科研試點單位,開始在富春江水電廠進行計算機監控系統試點研究,于1984年11月正式投入運行,成為我國第一套水電廠計算機監控系統1994年電力部在東北太平灣水電廠召開會議,開始制定《水電廠“無人值班”(少人值守)的若干規定(試行)》,并確定了永定河、桓仁、葛洲壩二江、太平灣、長甸等5個水電廠為“無人值班”(少人值守)第一批試點單位。上述規定于1996年頒布執行,并擴大龔嘴、映秀灣總廠、萬安、隔河巖、柘溪、葛洲壩大江、魯布革、白山、緊水灘等9個水電廠為第二批試點單位。與此同時,電力部頒布試行了《一流水電廠的考核標準》。上述試點工作有力地推動了水電廠的自動化建設,調動了各水電廠建設計算機監控系統的積極性,把計算機監控系統當作全廠“創一流”工作的重點,以監控系統建設帶動全廠的自動化改造,為監控系統工作的順利展開營造了良好的氣氛。在此期間,被譽為“五朵金花”的廣蓄、漫灣、隔河巖、巖灘、水口等5座1000MW以上的大型水電廠,相繼實現了“無人值班”(少人值守)的運行模式。

  2000年初,隨著國內水電廠運行管理的目標進一步由“無人值班”(少人值守)向真的無人值班發展,要求進一步完善計算機監控系統的功能,提高其可靠性,滿足無人值班電站的要求。隨后,開發工具軟件進一步完善,基于以太網的對外通信得以迅速發展出現了PLC直接上網技術,在AGC/AVC等高級應用軟件的應用方面取得了較大進步。

  隨著三峽工程左岸電站首臺機組于2003年7月發電,三峽右岸電站、龍灘、小灣拉西瓦及金沙江上游等一批特大型水電站建設的全面展開,進入建設高潮,2007年后陸續投產發電,標志著中國水電建設進入巨型機組特大型電站時代。由此,巨型機組特大型電站計算機監控系統的關鍵技術研究及開發成為各方面關心的焦點,與常規電站相比,巨型機組特大型電站計算機監控系統須進一步考慮更多問題:

 ?、儆捎诰扌蜋C組特大型電站在電力系統中的重要性進一步提高,其控制系統可靠性的措施更需加強,以避免由于控制設備的可靠性影響發電可靠性及電網安全;

 ?、诰扌蜋C組的強電磁場對控制系統電子設備的電磁干擾;

 ?、郯l電機、水輪機等重要設備的監測點急劇增加,如何提高監控系統的海量數據實時采集與處理能力;

 ?、苡捎跈C組及電站的重要性,控制系統的性能指標要求應進一步提高,如數據采集周期、事故處理響應時間、控制響應時間等;

 ?、莺A繄缶畔⒌闹悄芑幚砼c輔助運行技術水平應進一步提高。

  我國水電廠計算機監控系統實施30多年來,在一代代水電工作者的努力下,水電建設事業得到空前的發展,以計算機監控系統為代表的自動化技術迅速推廣普及,技術水平不斷向世界先進水平邁進。

  計算機應用之所以被引起如此的重視,其本質在于它具備有完成自動化功能的良好性能條件,即它具有大的存儲容量、快的運算速度和高的精確度等。實踐證明,水電廠應用計算機對提高自動化水平,保證安全運行,提高經濟效益,改善勞動條件,促進技術進步都具有十分重要的意義。它用來構成自動化系統,與常規自動化設備相比有以下幾方面的特點:

  (1)它可以模擬各種復雜的控制規律,實現系統高質量的控制。同時,它可以不改變控制設備而方便地修改控制器的模型結構和參數。

  (2)它具有記憶和判斷的能力,使得它能綜合生產過程中的多種情況,作出最佳選擇,實現最優控制。

  (3)它有分時操作的能力,可滿足多個回路的控制任務,用以代替多臺常規控制設備的功能。

  (4)它能及早地發現生產過程中孕育著的各種故障和事故,不失時機地作出預報和處理。

  (5)它能實時進行生產過程計劃調度、經濟核算、物料平衡等。

  當今世界計算機科學仍在飛速發展,即將跨入以智能控制和專家系統為代表的一個新時期??梢怨烙?這將會對水電廠自動化技術帶來新的變革,產生更為深遠的影響。面對水電廠計算機應用繁重而艱巨的任務,人才培養和專業隊伍建設顯得十分重要。希望通過本教材內容的學習,能使其了解計算機在水電廠中應用的知識,掌握必要的理論基礎,以及提高用于解決實際工作的能力,適應水電廠計算機監控發展的需要需要說明的是,由于計算機產品的不斷推陳出新,水電廠自動化系統中采用計算機系統的配置尚難以完全統一。同時,由于篇幅所限,此教材不去詳細討論某一機型所構成系統的硬件內部結構和軟件程序,而主要介紹應用計算機實現水電廠監控的基本原理和方法。為讀者在具體工作中提供必要的知識掌握計算機監控技術必須具備一些基礎知識。然而,對缺乏計算機軟、硬件知識的讀者,也能大致學懂并掌握書中的主要內容,從中得到應用計算機實現水電廠監控任務的啟示,這也是編寫本教材的期望之一。

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