水电站智能化改造现状分析及建设思考

水电站综合自动化应用问题的探讨水电站是利用水能转换成电能的发电厂，经过多年的发展，水电站已经实现了全面的综合自动化应用。

在实际运行过程中，仍然存在一些问题需要探讨和解决。

一、设备故障诊断和维护管理水电站的设备涉及到水轮机、发电机组、水电控制系统等，这些设备的正常运行对发电站的稳定性和效率至关重要。

由于设备性能差异、环境变化等因素，设备故障的诊断和维护管理一直是水电站自动化应用的难点之一。

随着大数据、人工智能等技术的发展，可以通过对设备运行数据进行分析和比对，建立设备故障诊断模型和预测模型，及时发现并排除潜在的故障隐患。

建立完善的设备维护管理系统，将设备维护计划、记录、故障处理等信息进行系统化管理，提高设备维护的效率和准确性，也是一个解决设备故障诊断和维护管理问题的途径。

二、安全生产监测和预警机制水电站的安全生产监测和预警机制直接关系到水电站的安全运行。

传统的安全监测主要依靠人工巡检和手动记录，存在信息不全面、及时性差的问题。

而且，水电站通常位于偏远的山区，环境条件恶劣，人力监测难度较大。

建立水电站安全生产监测与预警系统，利用现代化的传感器、控制设备和通信技术，对水电站的水位、水压、温度、振动等参数进行实时监测，并通过数据分析和处理，建立安全预警模型，及时预警可能发生的安全隐患，对水电站的安全生产进行有效保障。

三、自动化控制系统优化水电站的自动化控制系统对水轮机的启停、转速调节、调度控制等起着至关重要的作用。

传统的控制系统功能单一，面临着响应速度慢、精度低、控制效率不高等问题。

如何优化自动化控制系统，提高其稳定性和灵活性，提升控制系统的整体性能，是水电站自动化应用的一个重要议题。

可以采用先进的控制算法和优化方法，对控制系统进行升级和改造，使其具有更快的响应速度、更高的精度和更强的抗干扰能力。

结合水电站的实际情况，设计合理的控制策略和方案，实现水电站的优化调度控制，提高发电效率和经济性。

四、智能化运维管理水电站的运维管理涉及到设备设施维护、巡检保养、安全生产管理、应急处理等多个方面，传统的管理模式往往存在信息不畅通、效率低下等问题。

浅析水电厂自动化技术的智能化改造措施摘要：随着科学技术的飞速发展，我国各行业领域也都向着自动化、智能化方向发展。

水电厂作为我国社会运行中最基础的设施，与国民的生活质量有着直接的关系，加强水电厂的管理，推动水电厂智能化发展不仅对水电厂效能的提升有着直接的影响，同时也能够给周边居民提供更稳定的电力供应环境。

基于此，本文围绕着智能水电厂展开论述，对智能水电厂的系统结构进行深入分析，并对水电厂自动化技术智能改造过程中所存在的问题进行深入研究，同时提出改造措施，以供水电厂行业人员参考，从而推动我国社会经济的稳步发展。

关键词：智能水电厂；系统结构；自动化技术；问题；改造措施引言电网的稳步运行是我国社会经济发展的关键所在，而电网的智能化改造也成为了现代化社会运行的重要环节，其中也包括有水电厂的改造。

从当前我国水电厂整体运行情况来看，智能化水平并不高，这不仅难以降低水电厂的运行成本，对提高水电厂的功效效率和供电稳定性也有着不利的影响。

因此，我国各地也需要加快水电厂智能化改造进度，通过科学的手段将自动化技术全面应用在水电厂的电力生产供应过程中，进而为国民提供更好的供电服务。

一、智能水电厂概述智能化水电厂是基于网络信息技术、计算机电子技术等现代化科技而产生的一种控制模式，相比较传统的水电厂而言，智能化水电厂的整体运行能力和发电效率有了明显的提升。

从整个供电系统层面来看，智能化水电厂主要为智能电网所服务，其所进行的智能化供电是在可靠、稳定的智能化设施上实现的。

智能化水电厂的技术特征主要包含有以下几方面：①控制系统的自动化程度更高，相关设备也具备智能化；②管理系统已经集成为一体化系统，而水电站的管理系统能够对所有的数据进行整合处理，进而有效的提高了资源的利用率；③信息数据具有标准化特点，所有的设备均在一个标准下进行，这也能够有效的提高系统的运行能力；④水电厂决策层的智能化。

通过对水电厂数据信息的分析处理，系统能够为控制人员提供出最优决策方案，从而实现水电厂运行效率的提升，这也不能够降低水电厂的故障率。

水电站自动化技术现状与发展趋势随着水电站建设工程的数量开始逐年增加，有效的促进了各个地区经济和工农业的发展，也为周边的人民群众日常生活和工作提供了非常稳定的电力输送。

然而计算机技术、网络技术、通信技术及其远程控制技术的迅速发展和成熟，使水电站自动化技术也获得了一定的发展。

本文就当前水电站自动化的现状及发展进行简单的分析与阐述。

标签：水电站自动化；现状；发展一、水电站自动化的现状1 提高了水电工作的安全性通常水电站最主要的目的就是希望能够保障区域内的电能安全输送，水电站应用自动化控制技术就能够借助相应的自动化装置来进行迅速有效的监控、预警以及记录等，这样不但能够有效的防止安全事故的发生，同时也能够有效的避免相应的电气设备受到损坏和破坏，这就非常有效的提升了水电站供电的可靠性。

而且通过自动化装置对水电站的控制和操作，不但能够有效的降低由于工作人员操作失误所造成的安全事故，同时还能在紧急事故发生的情况下有效的加快水电站内部操作和控制的全部过程，也有效的保证了电力系统的安全有效运行以及用户方面的正常供电等。

2 提高发电机组运行经济性水轮发电一直工作在满负荷的状态是我们最理想的憧憬，而实际中因为机组故障等诸多原因往往不能满负荷运载。

利用自动控制装置，控制并指令选择最佳的运行组数，结合当前水利条件，使用最少的水生产最多的电能，更好的实现水电站经济任务。

3 保证电能质量电压和频率作为衡量电能质量好坏两项基本指标。

电压正常偏移不超过额定值的±5%，频率正常偏移不超过额定值的±0.2～0.5 HZ。

电压或频率的的稳定主要取决于电力系统中无功功率和有功功率的平衡。

因此要维持系统电压和频率在规定范围内，就必须迅速而又准确地调节有关发电机组发出的有功和无功功率。

特别是在发生事故的情况下，快速的调节或控制对迅速恢复电能质量具有决定性的意义，而这个过程，单纯靠手动操作，无论在速度方面还是在精度方面都是难于实现的，只能借助于自动装置来完成。

水电站智能化改造现状分析及建设思考摘要：经济的快速发展刺激了能源产业的发展。

由于能源生产成本低和环境保护，水电得到了发展壮大，在我国电力生产中占有重要地位。

现阶段，传统的水力发电厂已不能适应社会发展的需要。

随着智能电网及相关智能技术的普及，水电站智能化建设进程将不断发展，水电站智能化改造也将继续进行。

据此，本文作者以一个实际的改造项目为例，对水电站智能化改造的现状和建设进行了深入的分析和研究，希望能为开展该项目的同类型同行提供一个有价值的标杆。

关键词：水电站;智能化改造;现状及建设引言随着工业智能化在全球范围内的普及，自动化和信息化技术不断更新和发展，为电网的变革做出了巨大贡献。

美国电力研究所首先提出了智能电网的概念。

我国近年来在智能电网改造方面做了大量工作。

智能电网的建设主要体现在输配电、用电等方面。

现阶段，我国尚无符合智能电网技术要求的智能水电站。

水电站智能化改造主要基于“无人值守（少人值班）”模式，以智能水电站改造建设为基础。

1传统水电站的现存弊端1.1 设备管理没有统一标准由于建设工期较早，相应的技术和技术条件不成熟，绝大多数传统的水电站通常都是在初期建设，是统一的使用和管理标准。

由于水电站相应设备没有统一标准，直接导致大部分水电站相应设备无法统一、科学地进行维护和维修，限制了水电站的整体效率。

1.2 管理水平不够发达不可否认，我国目前水电站的管理水平远高于传统水电站，尤其是在水电站的日常运行中，低智能控制是传统水电站的主要缺点。

一方面，如果水电站在日常运行中出现问题，比如发动机不能正常工作，传统的水电站就无法实现运转，由于缺乏智能控制水平而无法定时自动报警。

因此，给水电站的正常运行留下隐患。

另一方面，智能控制系统在水电站运行管理中往往起到人机显示、数据采集、数据处理、数据分析和智能预警等作用。

然而，传统的领导力不可能是聪明的，而且往往具有强大的影响力。

在专业的范围内。

无法在操作中表现出良好的性能和效率。

水电站管理智能化技术研究随着信息化和科技的快速发展，水电站管理智能化已经成为水利行业的趋势。

水电站是一种复杂的工程系统，管理效率和质量的提高是非常重要的。

下面将从智能水电站的概念、管理智能化技术的现状、存在的问题和发展趋势等方面进行探讨。

一、智能水电站的概念智能水电站是指已经应用了现代高科技智能技术，如先进的控制系统、自动计量、通信和信息网络、人工智能等先进技术的水电站。

智能水电站可以实现自动化控制，自动监测和预警，以及实时的远程调度等一系列智能化管理。

智能水电站能够更好地利用水资源，减轻对环境的影响，从而提高水电站的管理质量和工程效益。

二、管理智能化技术的现状目前，我国水电站大部分仍处于手动控制和管理状态。

传统的水电站管理存在一些问题，如信息化不充分、指挥调度不灵活、人员效率低下，以及环保压力等问题。

管理智能化技术，包括自动化技术、信息化技术、智能化技术和远程控制技术等，可以极大地改善水电站管理效率和质量。

自动化技术是智能化水电站的核心技术，是智能化水电站实现高效运行、降低运行成本的重要手段。

包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）和SCADA（监视、控制和数据采集系统）等技术。

信息化技术主要是指信息化平台的建设，采用高速传输数据的通信技术，通过信息技术将各个管理层面，包括水文、地质、气象、水动力学等各种数据进行有系统的整合处理，然后对最终的监测结果进行统筹管理。

智能化技术包括小型微机、专家系统、模型预测、人工智能等技术。

特别是人工智能技术，通过建立有效的智能算法和智能系统，能够更加准确的进行分析、预测和决策，提高水电站的管理水平和效率。

远程控制技术，是通过数字通信技术，将水电站调度指令传输到水电站现场，实现在远程条件下对水电站设备和工程的监控和操作，从而降低人为因素对水电站运行的干预，提高水电站的安全性、可靠性和管理效率。

三、存在的问题虽然国内智能水电站的普及已经逐渐提高，但是智能化技术方面仍旧存在一些问题。

变电站智能化建设和改造探讨随着社会的不断发展，电力行业也在不断进步。

变电站作为电力系统的重要组成部分，其智能化建设和改造越来越受到关注。

本文将探讨变电站智能化建设和改造的现状及未来发展趋势。

一、变电站智能化建设的必要性随着电网规模的不断扩大，传统的变电站设备逐渐不能满足电网运行管理的需求。

传统的变电站设备存在设备老化、技术陈旧、管理落后等问题，无法满足电网快速发展的需求。

而智能化建设可以提高变电站的自动化程度、信息化水平和智能化管理水平，从而提高电网的安全可靠性、经济性和普及性。

1. 智能化监控系统智能化监控系统是变电站智能化建设的核心技术之一。

通过对变电站设备进行实时监测、数据采集和分析，可以实现对变电站设备状态的实时监测和故障预警，提高电网的安全可靠性。

智能化保护控制系统是变电站智能化建设的另一个重要技术。

通过引入人工智能、大数据等技术，实现对变电站设备的智能化保护和控制，提高电网的抗干扰能力和自愈能力。

目前，我国的变电站智能化建设已经取得了一定的进展。

一些先进的智能化变电站已经在一些重点地区得到了应用，取得了显著的经济和社会效益。

随着我国电网规模的不断扩大和电力体制改革的不断深化，变电站智能化建设将迎来巨大的发展机遇。

未来，变电站智能化建设将呈现以下几个发展趋势：1. 技术不断成熟随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断成熟，变电站智能化建设的技术水平将不断提高，为电网的安全可靠性、经济性和普及性提供更好的保障。

2. 应用范围不断扩大随着电网规模的不断扩大和电力体制改革的不断深化，智能化变电站将不断扩大其应用范围，从而为电网的高效运行和可持续发展提供更好的支持。

3. 智能化水平不断提高虽然变电站智能化建设和改造取得了一定的进展，但也面临着一些挑战。

技术不成熟、投资成本高、人才短缺等问题。

为了应对这些挑战，需要采取以下对策：1. 加强科研攻关，提高技术水平2. 降低投资成本，提高经济效益探索降低变电站智能化建设和改造的投资成本，提高经济效益，为电网的高效运行和可持续发展提供更好的支持。

智能化水电站建设的思考摘要：智能水电站的建设将通过深化一次调频和电力系统稳定器（PSS）的控制和安全策略，加强自动发电控制（AGC）/自动电压控制（AVC）与调速/励磁系统协调控制，提高机组的快速响应能力和网厂协调能力，为大规模间歇式新能源并网提供支撑。

水电站作为电网发电环节的重要组成部分，在智能电网规划和发展的统一要求下，其智能化建设将是今后的主要发展方向和全新目标。

本文主要分析了智能化水电站的要求和特点，及其建设智能水电站的关键技术。

关键词：智能；水电站；建设；思考智能水电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能电子设备，以全电站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基础，智能的自动完成测量、监控、保护和计量等功能，并根据电站需要支持实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。

目前，我国大型水电站运行已步入智能化和信息化时代，水电站的安全稳定和高效运行越来越成为我国经济社会快速发展的重要支撑。

智能化水电站以“无人值班（少人值守）”运行模式为基础，以“数据采集自动化、信息预测精确化、调度决策最优化、运行控制一体化”为特征，以电站设施可靠性和电网运行安全性为中心，准确地满足流域水情和电网负荷调度要求，实现电站社会效益与经济效益的最优。

1智能化水电站的要求和特点1.1智能电网智能电网是将先进的传感测量系技术、控制系统、通信技术和计算机分析和决策系统有机的结合在一起，实现电网各个部分的互联互通，保证电网的安全、可靠和高效运行。

具体来讲，智能化电网包括如下技术：高速和双向的通信技术、智能固态测量技术、电力电子和大容储的设备技术、动画和虚拟现实的决策技术、多层分布的控制技术。

因此，在智能电网的大框架内，智能化水电站的建设是未来小型水电站发展的主要趋势。

1.2智能化水电站建设的主要方面作为智能电网的组成部分，智能水电站的建设目标为：在安全性和可靠性得到充分保证的情况下，优化水电站的运行和管理方式，建设基于智能化系统的经济和高效运行的水电站。

浅论智能水电站建设发展的探究及设想摘要〕“创新”是五大发展理念之首，作为基础能源行业的电力企业，应率先以科技创新驱动高质量发展。

近年来，电力行业已由高速增长转向高质量发展，不断提升自主创新能力，大胆探索智能电站建设发展，可为电力企业领先发展提供有力的科技支撑。

通过对智能电站建设创新理念、发展方向的探索研究和有效路径的分析设想，利用现有新概念、新技术、新设备在智能电站建设中进行结合实践，助力智能化施工管理应用保障高标准完成电站基建目标任务，为投产后智能、安全、稳定运行奠定良好的基础。

已投产电站将逐步升级成高级智能电站，持续发挥最佳经济效益，使电力行业更好的服务社会经济发展。

以此带动行业应用技术优化升级，促进实施创新驱动发展战略。

〔关键词〕创新驱动；智能电站；语音识别；路径探究；模型数据指令图库引言“十三五”时期，创新是经济社会发展的第一动力。

作为基础能源行业中的电力企业，应率先以科技创新驱动高质量发展，以深化科技创新为重点，为科技创新营造良好生态环境。

近年来，电力行业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，通过不断提升自主创新能力，加快培育发展前瞻性技术，推进物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术与传统电力生产、建设深度融合，大胆探索智能电站建设发展，为建设行业领先的电力企业提供强有力的科技支撑，为建设世界一流能源企业不断注入新的动力和活力。

一、建设智慧电站的目标社会经济发展的信息化、自动化、再电气化、智能化需紧跟时代变革需要，电力行业作为基础保障产业，更应做长远考虑和规划。

现在科技多方面发展，可以通过新技术应用升级改变不利的工作状态和环境，使集控运行更加自动化、智能化，确保能源供给安全稳定。

根据以往新技术探索应用的经验，一般采用从简单可靠到复杂摸索尝试的模式。

可采用逐步建设初级智能电站、中级智能电站、高级智能电站，分“三步走”利用现有量产设备、比较成熟技术的方式进行建设，控制投资和成本。

让电站仿生、拟人，使电脑、机器设备像人一样智能的计算、工作、生产。

水电站智能化改造现状分析及建设思考摘要：水电站主要通过水的能量转化为电能，为社会供应清洁、可再生的电力资源。

功能一是发电，水电站将水流能、水位能转换成机械能，进一步转换为电能，并通过输电线路将电能传送到用户。

功能二是调节水量，水电站能够根据电网负荷需求，调整水流的流量和水位，以平衡电力系统的供需关系，稳定电网运行。

功能三是蓄能调峰，水电站可通过调整发电机组的出力，将低负荷时段的多余电能蓄积起来，高负荷时段释放，以应对电网峰谷差异。

功能四是防洪和供水，水电站能够根据水位变化和降雨预测，调节水库的蓄水及排洪，同时为社会供应安全、稳定的用水资源。

本文主要立足水电站，探讨智能化改造，仅供借鉴。

关键词：水电站；智能化改造；现状分析；优化建设水电站智能化改造是利用信息技术、通信技术和自动化技术等手段，对水电站进行优化和升级，以提高运行效率、降低运维成本和提升发电能力。

主要包括以下方面的改造：监测和控制系统，引入现代化的监测和控制系统，实现对水电站各个环节的实时监测、数据采集和远程控制，提高运行的可视化和自动化程度。

智能化设备，采用先进的设备和传感器技术，对水电站的发电机组、变压器、闸门等核心设备进行智能化改造，提高设备的运行效率和可靠性。

大数据和人工智能应用，利用大数据分析和人工智能技术，对水电站的运行数据进行深度挖掘和分析，提供数据支持和智能决策，优化水电站的运行模式和调度方案。

增强安全和环境保护，通过智能化改造，加强对水电站的安全监测和警报系统，及时发现和处理潜在的安全风险。

同时，优化水电站的调度方案，减少对生态环境的影响，实现可持续发展。

一、水电站进行智能化改造的原因随着城市规模的日益扩大和社会生活生产需求的增多，传统水电站的运行已经无法满足实际所需，所以水电站的优化、改造十分必要。

与此同时，在信息化、智能化时代，水电站要想适应新时期所提出的要求，更好的发挥自身服务作用，改革的一个必然趋势就是智能化。

水电站综合自动化应用问题的探讨水电站是利用水能转换成电能的设施，是我国水利能源的重要组成部分。

随着科技的发展，水电站也在不断进行自动化改造，以实现更高效、安全、稳定的运行。

在水电站自动化应用过程中，也存在着一些问题和挑战。

本文将针对水电站综合自动化应用问题进行探讨，分析其中存在的挑战，并提出解决方案和建议，以期推动水电站自动化水平的进一步提高。

一、水电站自动化应用问题分析1. 技术更新换代难度大随着科技的发展，水电站自动化设备也在不断更新换代。

由于水电站设备的复杂性和特殊性，新技术的应用往往面临着难度较大的挑战。

一方面，水电站自动化设备需要具备稳定性和可靠性的特点，因此在新技术应用过程中需要经过严格的测试和验证；水电站作为重要的能源设施，在更新换代过程中不能影响到正常的运行和供电，因此技术更新换代的难度也相对较大。

2. 数据采集与处理困难水电站的运行监测和控制需要大量的数据进行支撑，而如何有效地进行数据采集和处理成为了一个难点。

一方面，水电站作为大型能源设施，数据量庞大，如何高效地进行数据采集成为了一个难题；采集到的数据需要进行有效的处理和分析，才能为水电站的运行提供有效的支撑，这就需要具备较高水平的数据处理技术和算法。

3. 安全风险和应急处理困难水电站的运行安全是至关重要的，然而在自动化应用过程中，安全风险和应急处理成为了一个难题。

一方面，水电站作为重要的能源设施，安全风险的一丝不苟，任何一点差错都可能导致严重的后果；在发生应急情况时，如何快速有效地进行应急处理也是一个难题，需要依靠先进的自动化应用技术和设备。

二、解决方案和建议1. 加强技术创新和研发投入针对水电站自动化应用中存在的技术更新换代难度大的问题，可以加强技术创新和研发投入，引入先进的科技手段和设备，提高水电站自动化设备的可靠性和稳定性。

可以加强与高校和科研机构的合作，开展相关技术研发项目，加速自动化设备的更新换代进程。

针对数据采集与处理困难的问题，可以引入先进的数据采集和处理技术，如物联网技术、大数据分析技术等，提高数据采集和处理的效率和精确度。

ＤＯＩ:１０ １６６１７/ｊ ｃｎｋｉ １１￣５５４３/ＴＫ ２０１９ ０１ ０７浅谈常规水电站智能化改造思路陈胜利(四川南充水利电力建筑勘察设计研究院ꎬ四川南充㊀６３７０００)ʌ摘㊀要ɔ智能电网建设在输电㊁配电和用电环节得到了广泛应用ꎬ信息化㊁数字化㊁自动化㊁互动化的特征在输配环节得到了充分体现ꎬ但在水力发电环节智能化建设推进缓慢ꎬ影响了 智能电网 发展计划的整体推进ꎮ为此ꎬ文章对常规水电站存在的问题㊁常规水电站智能化改造的必要性进行了阐述ꎬ对常规水电站智能化改造原则性方案进行了初步探究ꎬ对水电站智能化改造存在的障碍进行了分析ꎬ供水电建设同行参考ꎮʌ关键词ɔ水电站ꎻ智能化ꎻ改造中图分类号:ＴＶ７３６㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７３￣８２４１(２０１９)０１￣０３２￣０８ＢｒｉｅｆＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｉｎｇＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｈｏｕｇｈｔｏｆＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＣＨＥＮＳｈｅｎｇｌｉ(ＳｉｃｈｕａｎＮａｎｃｈｏｎｇＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＥｌｅｃｔｒｉｃＢｕｉｌｄｉｎｇＳｕｒｖｅｙａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＮａｎｃｈｏｎｇ６３７０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｅｌｌｉｇｒｉｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎꎬｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ.Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎꎬｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎꎬａｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｆｕｌｌｙｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｋｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒꎬｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｌｉｎｋｉｓｄｅｃｅｌｅｒａｔｅｄꎬｔｈｅｒｅｂｙａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｒｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｌａｎ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｉｎｇｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄꎬｔｈｅｒｅｂｙｍａｋｉｎｇａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｃｈｅｍｅｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｉｎｇｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓꎬａｎａｌｙｚｉｎｇｅｘｉｓｔｉｎｇｏｂｓｔａｃｌｅｓｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｉｎｇｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓꎬａｎｄｐｒｏｖｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｐｅｅｒｓｉｎｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎꎻｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｉｎｇꎻｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ１㊀概㊀述经过近１０年发展ꎬ我国智能电网建设取得了巨大成就ꎬ但电网智能化比较偏重输电㊁配电和用电环节ꎬ而在水力发电环节智能化建设非常滞后ꎮ据最新统计ꎬ我国水电装机和年发电量分别占全国装机容量和年发电量的２０ ９％和１９ ４％ꎬ预计２０２０年水电总装机容量将达３ ８亿ｋＷꎬ发电量将达１ ２５万亿ｋＷ ｈꎬ水力发电在电网中的地位和作用愈发突显ꎮ国家能源局在«水电发展 十三五 规划»中提出ꎬ我国将大力开展水电科技㊁装备和生态技术研发ꎬ建设 互联网＋ 智能水电站ꎬ重点推动水电工程设计㊁建造和２３管理数字化网络化智能化ꎬ研发和建立数字流域和数字水电ꎬ促进智能水电站㊁智能电网㊁智能能源网友好互动ꎮ本文结合近年我国水电站现状ꎬ提出常规水电站存在的问题ꎬ借鉴变电站智能化建设与改造的成功经验及可以引用的体系和规程规范ꎬ探究水电站智能化解决方案ꎮ２㊀常规水电站存在的问题２ １㊀电站中配套设备较差先期建设的水电站机电设备标准各异ꎬ站内主机㊁励磁㊁调速㊁保护㊁监控等关键设备通信一般采用低速串口方式ꎬ各设备通信协议不统一ꎬ互操作性差ꎮ随后建设的水电站采用了现场总线技术ꎬ但大量的现场总线导致基础信息交换效率低下ꎬ兼容性差ꎬ互操作性仍较差ꎬ阻碍了全站信息共享和网络化ꎮ随着网络通信的发展ꎬ近十几年建设的电站站级通信采用了以太网ꎬ但由于通信规约不统一ꎬ站内须配设专门的规约转换器以衔接不同规约的设备以及远方调度ꎬ导致数据㊁信息的采集与传输迟滞㊁低效ꎮ２ ２㊀二次设备结构性能较差常规水电站二次装置大多为电磁型或小规模集成电路ꎬ缺乏自检和自诊断能力ꎬ且结构复杂㊁可靠性差ꎮ另外ꎬ系统需要定期的试验和维修ꎬ且仍然存在故障或异常运行不能及时发现的现象ꎬ而试验和维修又可能由于工作人员过失引起新的故障ꎮ２ ３㊀设备异构问题突出常规水电站自动化系统设备异构问题突出ꎬ设备间相对独立ꎬ协调和互动化困难ꎮ站内基础自动化层各类信息数据向高级应用层传输及不同高级应用层应用之间的横向共享均存在一定障碍ꎮ需大量人力干预与衔接ꎬ增加了人工强度和出错概率ꎮ２ ４㊀远动功能不完善传统自动化系统中ꎬ水电站能提供给远方调度控制中心的信息量少㊁精度差ꎬ且站内自动控制和调节手段不全ꎬ难以满足电网实时监测和控制的要求ꎮ２ ５㊀高级应用功能的综合分析和智能决策水平低㊀㊀水电站中存在ＡＧＣ/ＡＶＣ控制㊁安全运行管理㊁设备在线诊断和监测㊁事故分析和处理专家策略等多种高级应用功能ꎬ它们在常规水电站中以计算机监控系统为核心并协调其他二次装置实现控制㊁调度㊁管理ꎮ这些高级应用功能常受制于微机监控系统的局限性和不同系统之间信息共享和互动化方面的障碍ꎬ其分析㊁诊断㊁决策智能化水平不很理想ꎮ２ ６㊀常规水电站依赖性较强由于传统一次设备及基础信息层主要依靠电缆进行硬接点和模拟信号的采集㊁传输㊁交换ꎬ一方面系统信息量小㊁可靠性低ꎻ另一方面系统易遭受电磁干扰和一次设备传输过电压的影响而引发二次设备运行异常㊁继电保护误动等隐患ꎻ另外由于电缆多ꎬ互感器负载重㊁二次设备冗余配置多ꎬ导致接线复杂㊁检修困难㊁投资大ꎮ３㊀常规水电站智能化改造的必要性３ １㊀常规水电站智能化改造符合国家及行业发展规划㊀㊀智能电网发展列入了国家«十三五发展规划(纲要)»并逐步实施ꎬ电网智能化建设应在规划指导下在发㊁输㊁变㊁配㊁用㊁调度六大环节全面协同推进ꎮ水电站是电网重要组成部分ꎬ常规水电站智能化改造符合国家发展规划ꎬ是建设坚强智能电网的重要基础ꎮ３ ２㊀常规水电站智能化改造是提高水电站安全运行的技术举措㊀㊀常规水电站智能化改造是提升设备安全能力的有效途径ꎬ可实现设备的可观㊁可控和可调ꎮ可通过管理平台了解每个工作岗位的任务㊁全体设备的运行状况ꎬ可实时对不规范行为进行提示和修正ꎬ从而全面提升安全生产管理水平ꎮ３３水电站技术ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ３ ３㊀可实现无人值守常规水电站智能化改造可减少人力工作㊁人力干预㊁人工出错ꎬ提高劳动效率ꎬ真正实现 无人值班 ꎮ３ ４㊀可降低现场建筑安装和设计工作量常规水电站智能化改造可逐步实现水电站相关子系统模块化㊁集成化㊁装配化㊁标准化ꎬ从而大大降低现场建筑安装和设计工作量ꎬ缩短建设工期ꎻ水电站智能化建设与改造简化了二次接线ꎬ可大大节省安装㊁检修㊁维护工作量ꎬ可降低误操作概率ꎮ３ ５㊀水电站智能化改造是经济运营的需要水电站安全经济运行受负荷需求㊁接入传统㊁水文气象条件㊁水情㊁防洪㊁灌溉㊁航运等多方面条件的制约ꎮ欲实现经济运行就必须建立一整套完备的智能决策分析系统ꎬ智能化水电站可智能化地合理调配流域水资源ꎬ提高流域水资源利用率ꎬ实现最优经济运行ꎮ４　智能水电站体系结构４ １㊀常规水电站体系结构目前ꎬ常规水电站监控基本上采用分层分布式结构ꎬ分为电站层和现地层ꎮ电站层主要包括数据服务器㊁工作站㊁时钟同步㊁ＵＰＳ电源㊁网络设备等ꎬ现地层主要包括机组㊁升压站㊁公用和大坝等ＬＣＵꎮ各现地设备主要通过硬接线电缆与现地控制单元ＬＣＵ相连ꎬＬＣＵ与电站层通过网络相连ꎬ电站不同的自动化系统或系统内不同的ＩＥＤ之间采用网络或现场总线通信ꎮ站内微机监控㊁调速㊁励磁㊁保护㊁辅助控制㊁闸门控制㊁故障录波㊁报价㊁通信㊁设备状态监测与分析㊁安全防误㊁消防报警㊁工业电视㊁水情测报与水库调度㊁大坝安全监测等各系统均已基本实现信息化和数字化ꎬ已初步具备 智能化 的部分特征ꎮ４ ２㊀智能化水电站体系结构由于水电站布置形式多样ꎬ设备分散且种类和数量繁多ꎬ自动化子系统数量也较多ꎬ因此ꎬ目前还没有层次划分标准模式ꎮ本文将智能水电站体系结构划分为三层二网ꎬ即主控层㊁单元层和过程层ꎻ主控层网络和过程层网络ꎮ４ ２ １㊀主控层智能水电站的主控层包括站级监控㊁通信和对时等系统ꎬ主要由主计算机㊁操作员工作站㊁远动工作站㊁保护故障信息系统和其他各种高级应用功能站构成ꎮ主控层主要完成监视㊁控制㊁告警及数据通信功能ꎻ数据采集处理和监控与调节等功能ꎻ操作闭锁及同步相量电能量采集㊁保护信息管理等功能ꎻ故障诊断㊁状态监测功能ꎻ运管㊁指导㊁培训功能ꎻ自动控制㊁智能调节㊁协同互动及综合决策分析管理等高级功能ꎻ与远方监控调度中心通信并接受其控制的功能ꎮ４ ２ ２㊀单元层本文将常规水电站的ＬＣＵ定义成智能水电站的单元层ꎬ包括现地控制单元㊁继电保护装置㊁励磁系统㊁调速器电柜㊁电气量智能采集装置㊁温度智能测控装置等ꎮ单元层主要实现本单元的数据采集且作用于被控设备ꎬ实现本单元内各设备的监控㊁保护㊁操作闭锁㊁同期㊁励磁和调速的控制与调节等功能ꎻ实现与各种远方输入/输出设备㊁传感器和控制器通信ꎻ实现同时与主控层和过程层网络通信的功能ꎮ４ ２ ３㊀过程层过程层包括主变㊁隔离开关㊁断路器㊁互感器㊁避雷器㊁合并单元等一次设备及其所属的智能组件和独立的智能电子装置ꎬ还包括主机及其附属设备(阀门㊁自动化元件㊁电机及各类传感器等)㊁公用设备㊁坝区启闭机闸门设备㊁水工建筑等特有系统及其所属的智能组件㊁智能终端设备ꎮ过程层将各现地设备与单元层有机结合ꎬ完成与现地设备相关的电气量与非电气量的监测与采集㊁运行状态的监测与统计㊁控制命令的执行等ꎮ主控层㊁单元层和过程层既相对独立又相互联４３水电站技术ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ系ꎬ单元层功能的实现不依赖于主控层ꎬ即使在主控层及网络失效的情况下ꎬ单元层应能独立完成本单元设备的就地监控功能ꎮ５㊀分阶段实施常规水电站智能化改造方案水电站智能化改造涉及所有一㊁二次电气设备及主机㊁辅机㊁阀门㊁启闭机等各种机电设备和水工建筑物ꎮ由于目前水电站智能设备研发相对滞后ꎬ加之各水电站建成时序㊁分布地域㊁企业属性等各异ꎬ运管模式五花八门ꎬ各站自动化水平㊁效率水平㊁安全性㊁可靠性㊁可控性等千差万别ꎮ因此全国水电站智能化整体推进是一个长期的过程ꎬ分阶段实施较适合我国现状ꎮ改造可从机组及其附属设备㊁主变㊁升压站开关设备㊁线路㊁监控保护等机电设备的智能化改造开始ꎬ根据各水电站具体情况分阶段㊁逐步实施ꎮ５ １㊀先对一次设备进行更新的智能化改造对于一次设备使用寿命届满的水电站ꎬ互感器可换用电子或光学式互感器ꎬ断路器㊁隔离开关等全部更新为智能设备ꎬ从而完成过程层的智能化改造ꎮ互感器需选用可提供数字和模拟两种信号接口的型号以便先期通过模拟接口与原常规二次系统通信ꎬ待后期二次设备智能化改造后通过数字接口与智能化的二次系统通信ꎬ全面实现全站智能化改造ꎮ在对过程层进行智能化改造的同时ꎬ可同步对主控层进行智能化改造ꎮ５ ２㊀先对二次系统进行更新的智能化改造对未实现微机监控的水电站二次系统智能化改造ꎬ将原常规ＲＴＵ报废ꎬ全面完成单元层㊁主控层的智能化更新改造ꎮ过程层改造可根据情况先完成ＭＵ单元的配置ꎬ一次部分可继续利用原有电磁式互感器ꎬ通过具备二次电流㊁电压设备的ＭＵ合并单元与电磁式互感器接口ꎮ待一次设备使用寿命届满时ꎬ再以智能化一次设备替换原设备从而实现全站智能化ꎮ对已实现微机监控的水电站的智能化改造ꎮ只需对二次系统软件进行升级使其满足ＩＥＣ６１８５０标准规约通信ꎬ完成单元层㊁主控层的智能化改造ꎮ单元层设备与一次设备之间仍保留原有接口ꎬ待未来一次设备智能化改造时完成过程层的更新换代ꎬ并将原间隔层设备改为数字化接口从而实现全站的智能化改造ꎮ６㊀智能化改造方案６ １㊀一次设备智能化改造方案６ １ １㊀主变改造方案对于还有使用价值的主变可通过设置外置式传感器和智能组件实现智能化改造ꎬ智能组件主要包括智能终端㊁状态监测ＩＥＤ㊁通信接口等ꎮ主变各侧智能终端单套配置并分散于就地智能组件柜内ꎬ本体智能终端需具有主变非电量保护ꎬ智能单元实现所有非电量保护信号启动并经大功率继电器重动ꎮ非电量保护跳闸通过控制电缆以直跳方式实现ꎬ信息通过本体智能终端上送至过程层ＧＯＯＳＥ网络ꎬ再通过ＧＯＯＳＥ经测控装置上送至站控层ＭＭＳ网络ꎮ状态监测传感器按照设备参量对象进行配置ꎬ各状态参量共用状态监测ＩＥＤꎮ智能组件通信采用光纤以太网接口ꎬ非电量保护采用基于ＭＭＳ的ＤＬ/Ｔ８６０服务实现在线监测信号传输及设置ꎮ对于使用寿命届满的主变ꎬ应将其更换为节能㊁环保㊁智能化的主变ꎮ主变改造后应具备冷却器智能控制ꎻ油位㊁绕组温度㊁套管㊁局放等监测ꎻ顶层油温数字化测量及本体非电量保护等ꎮ３３０ｋＶ及以上主变还应具备油中溶解气体分析(ＤＧＡ)监测㊁油色谱分析㊁铁芯电流监测㊁油中含水量监测和气体继电器压力测量等在线监测功能ꎮ主变中性点互感器相关数据传输至主变高压侧合并单元ꎮ６ １ ２㊀升压站断路器、隔离开关改造方案常规水电站开关设备众多ꎬ对于大量的水电站而言ꎬ原有开关往往仍有较长的使用寿命ꎮ开关设备智能化改造不宜盲目追求智能而全面换代ꎮ高压开关设备的智能化改造可选用两种实施方案:ⓐ敞开式配电５３水电站技术ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ装置采用 智能终端＋ＧＯＯＳＥ网络 ꎻⓑ气体绝缘金属封闭开关设备(ＧＩＳ)配电装置采用 ＧＩＳ智能汇控柜＋ＧＯＯＳＥ网络 ꎮ敞开式配电装置智能化改造采用就地增设智能终端且单独就地布置在一次设备附近方式ꎮ通过光纤ＧＯＯＳＥ网络与保护测控装置通信ꎮ智能终端应具备 操作箱 功能(分合闸回路㊁合后监视㊁重合闸㊁操作电源监视㊁控制回路断线监视等)ꎮ其以ＧＯＯＳＥ方式上传一次设备状态信息ꎬ同时接受来至主控层㊁单元层ＧＯＯＳＥ下行的控制命令实现实时控制功能ꎮ其能记录ＧＯＯＳＥ命令㊁收到命令时刻及来源㊁出口动作时刻等内容并能查看ꎮ其具备完善的闭锁告警功能ꎬ能接受传感器输出信号ꎬ能接入温度㊁湿度等模拟量输入功能并上传自动化系统ꎮ智能终端与一次设备采用电缆连接ꎬ与保护测控等二次设备采用光纤连接ꎮＧＩＳ的智能化改造采用在原ＧＩＳ本体上附加智能组件或传感器方式ꎮ通过智能组件以及状态传感器和指令执行元件实现状态的可视化㊁控制的网络化和自动化ꎮ智能组件构成:开关控制器(实现ＧＩＳ测量控制网络化)ꎬ集成到ＧＩＳ智能组件柜内ꎬ其与ＧＩＳ本体采用电缆连接ꎬ与保护㊁测控等二次设备采用光纤连接ꎻ合并单元(实现互感器就地数字化采集)ꎬ集成到ＧＩＳ智能组件柜内ꎬ也可安放在保护小室单独组屏ꎬ其对二次转化器的电流㊁电压数据进行相关组合ꎬ使电流㊁电压数据符合ＩＥＣ６１８５０标准ꎻ状态监测ＩＥＤ(构建ＧＩＳ状态监测)ꎬ集成到ＧＩＳ智能组件柜内ꎬ安装在开关本体或附近ꎬ接收本体传感器发送的数据ꎬ实现数据采集㊁加工㊁分析㊁转换ꎬ输出数据符合ＩＥＣ６１８５０标准ꎻ传感器(感知元件)ꎬ将ＧＩＳ设备的某状态参量转变为可采集的信号(如ＳＦ６压力传感器㊁ＵＨＦ局放传感器等)ꎮＧＩＳ智能汇控柜具备对ＧＩＳ设备位置信号采集和监视㊁模拟量信号采集与显示㊁远方/就地控制㊁信号与操作事件记录与上传㊁谐波分析㊁储能电机的驱动与控制㊁在线监测㊁基于网络通信的软件连锁等一系列功能ꎮＧＩＳ智能汇控柜将传统的二次测控功能与ＧＩＳ监控有机结合起来ꎬ联合组屏形成智能化控制功能ꎮ智能终端或智能汇控柜配置原则:送出线路间隔㊁母联(分段)间隔单套配置ꎬ且采用合并单元㊁智能终端一体化装置ꎻ主变各侧ꎬ３５ｋＶ及以下配电装置采用保护㊁测(计)量㊁控制㊁合并单元㊁智能终端多功能一体化装置ꎮ参与顺序逻辑的各级隔离开关和接地开关操作机构采用电动机构并实现远动ꎮ改造后开关不仅具备常规功能ꎬ还具有在线监视㊁智能控制㊁数字化接口㊁状态检修㊁电子操动等附加功能ꎮ６ １ ３㊀互感器改造方案将常规互感器的模拟量先接入电流㊁电压采集装置(采集装置安装于户外柜内并作为互感器不可分割但又相对独立的一部分)ꎬ再通过转换装置使模拟量转换为标准数据并以光纤传输至合并单元ꎬ合并单元对传来的数据进行处理后ꎬ再为保护㊁测量㊁计量㊁控制㊁录波等提供采样值数据ꎮ当电磁型互感器生命周期届满时ꎬ只需将常规互感器更换为电子互感器或光电互感器ꎬ其光纤连接回路无需改造ꎮ６ １ ４㊀避雷器改造方案将避雷器(升压站和户内开关柜)的常规监测仪ꎬ更换为具有远传功能的在线监测仪ꎮ６ １ ５㊀户内开关柜改造方案应彻底淘汰无 五防功能 ㊁采用油式断路器㊁锈蚀严重㊁机构失效㊁存在安全隐患的户内开关柜ꎬ配以新型智能型高压开关柜ꎮ其集保护㊁监测㊁控制与故障诊断于一体ꎬ具备数字及状态显示和双向数据通信等功能ꎮ相关性息依靠传感器采集㊁微机处理㊁网络传输㊁数字与波形显示ꎮ智能开关柜可对开关重要参数进行不间断在线监测ꎬ可监测开关状态ꎬ能分析各种重要参数变化趋势ꎬ识别故障ꎬ从而提高设备的利用率ꎬ减少维修保养的费用ꎮ６ １ ６㊀厂用电系统改造方案厂用电不设置过程层网络ꎬ中低压进线㊁低压联络间隔应配置支持ＩＥＣ６１８５０标准的单套保护测控一６３水电站技术ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ体化装置ꎬ就地采集开关㊁刀闸位置信息ꎬ同时完成保护ꎬ控制出口ꎮ全站配置１套支持ＩＥＣ６１８５０标准的备投装置ꎬ完成厂用系统的自动备投ꎮ厂用系统各保护测控及备投装置均直接接入主控层网络ꎬ备投装置与相关单元通过主控层网络完成信息交换ꎮ６ １ ７㊀交直流电源改造方案交直流电源均配置支持ＩＥＣ６１８５０标准的管理单元ꎬ完成交直流电源的集中供电和统一监控管理ꎬ实现在线状态检测ꎬ并将信息上送至主控层ꎮ６ １ ８㊀公用设备改造方案空压㊁检修排水㊁渗漏排水等相对独立系统ꎬ均分别配置智能ＰＬＣꎬ按常规接线实现监控功能ꎮ公用系统不设置过程层网络ꎬ信息直接送主控层网络ꎮ火警㊁通风等系统可经现场总线或常规接线接入公用系统智能ＰＬＣꎬ完成信息交换ꎮ６ １ ９㊀一次设备状态监测系统所有一次设备㊁主机㊁油水气㊁闸坝等系统的传感器一般外置于设备或其附件ꎬ传感器对各系统信息进行数字化采集ꎮ主变㊁开关等在线监测装置作为独立的智能装置(ＩＥＤ)具有数据分析和处理功能ꎮ主变处设智能组件柜ꎬ实时在线监测油中气成分分析㊁局部放电㊁接地电流㊁油温㊁油位等参数ꎬ并以光纤接入ＩＥＤ信息ꎮ由于升压站各开关间隔需监测的参数较少ꎬ故以电压等级分区ꎬ各电压等级场区分别设置２面智能组件柜ꎬ将开关设备特性参数㊁避雷器泄漏电流等监测信息通过光纤或电缆就近接入各智能组件柜ꎮ对主机㊁油水气系统ꎬ主厂房各层分设２~４面智能组件柜ꎬ将主机㊁油水气系统特性参数监测等信息通过光纤或电缆就近接入各智能组件柜ꎮ升压站㊁主厂房㊁闸坝各智能组件柜分别以光纤网络接入主控层ꎬ在主控层之间实现各系统之间的信息交互ꎬ各智能组件柜之间也可以信息共享ꎮ站端信息根据需要ꎬ分别通过调度数据网㊁综合数据网上传至梯级调度中心㊁集控中心㊁公司监测中心等ꎬ真正实现全站设备状态信息的数字化采集㊁网络化传输㊁状态智能分析和可视化观测ꎮ状态监测系统包括数据采集层㊁数据集中层㊁数据综合层㊁数据整合层㊁功能应用层ꎮ６ ２㊀微机保护智能化改造方案对常规水电站中不支持ＩＥＣ６１８５０协议的已有保护设备须全面更换ꎬ对硬件支持ＩＥＣ６１８５０协议但通信为其他规约的已有设备应升级改造ꎮ将所有保护装置通过ＩＥＣ６１８５０规约接入后台监控一体化平台ꎬ建立完善的智能告警㊁分析决策㊁故障信息综合分析系统ꎬ再通过调度数据网和调度端调控一体化系统与继电保护主站相连ꎬ实现所有保护软压板远方投退和定值区切换㊁保护动作报告的远方提取㊁远端复归报警信号等功能ꎮ６ ２ １㊀设备智能化改造６ ２ １ １㊀机组ＬＣＵ配置方案常规水电站通过现地ＬＣＵ(ＰＬＣ)统一采集数据并向主控层设备上传信息ꎬ现地ＰＬＣ的Ｉ/Ｏ量大ꎮ而智能化水电站的主控层网络采用开放协议ꎬ各厂家产品在对外通信上均采用同一个协议ꎬ在单元层上的控制保护设备可直接上传信息到主控层的设备ꎬ大大减少了现地ＬＣＵ的数据采集量(ＰＬＣ的Ｉ/Ｏ量)ꎮ由于常规水电站主要采用ＰＬＣꎬ且ＰＬＣ种类多㊁可靠性高ꎬ因此虽然当前还没有基于ＩＥＣ６１８５０标准的产品ꎬ但对机组启/停控制ꎬ水轮发电机组的油温㊁瓦温㊁绕组温度㊁油位㊁水位㊁压力和流量采集仍利用ＰＬＣ实现ꎬ智能化采用智能装置＋ＰＬＣ方式来实现ꎮ６ ２ １ ２㊀发电机保护智能化改造方案发电机分别配置保护装置(双配)和测控装置(单配)来实现机组保护测控功能ꎮ保护测控装置的光口接口均按ＩＥＣ６１８５０标准配置ꎬ数量满足直采直跳及网络传输要求ꎮ其中１个光口用于接入过程层网络ꎬ接收开关位置㊁保护闭锁㊁失灵启动等ＧＯＯＳＥ信息ꎮ发电机保护相互独立并分别接入独立的过程层网络ꎮ保护跳闸采用光纤点对点直跳ꎬ装置提供相应光口分别接入各智能终端ꎬ保护测控装置接收发电机各侧合并单元的交流采样值ꎮ对于转子一点接地等保护采用传统的硬线接入ꎮ７３水电站技术ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ６ ２ １ ３㊀调速系统调速系统分布在主控层和过程层网络之间ꎬ调速控剌器按照ＤＬ/Ｔ８６０(ＩＥＣ６１８５０)标准建模ꎬ具备完善的自描述功能ꎬ与机组过程层网络直接通信ꎮ其从过程层网络采集电压㊁电流等交流电气量和其他必要的状态和位置信号ꎮ处于单元层的是冗余型水轮机调节器ꎬ含两套互为主备用的控制器ꎮ处于过程层的是Ａ/Ｂ液压伺服系统智能接口㊁压油系统智能接口㊁转速继电器智能接口㊁机组单元智能接口ꎮ调速器还应具有在线监测㊁自诊断功能ꎮ由于电站往往难以停运改造ꎬ加之符合上述功能要求的设备还在研发中ꎬ故调速系统改造考虑在现有调速器上加装满足ＩＥＣ６１８５０标准的智能终端来实现ꎮ智能终端配置两套互为主备用ꎬ具有符合ＩＥＣ６１８５０的通信通道(也可通过协议转换设备)接入过程层和主控层冗余网络ꎮ为适应现有调速系统工作需要ꎬ保留现有调速器与液压伺服系统㊁导叶反馈信号的控制和采集接线ꎮ６ ２ １ ４㊀励磁系统励磁系统分布在主控层和过程层网络之间ꎬ对其改造对外接口应满足ＩＥＣ６１８５０标准的网络系统ꎮ处于单元层的是冗余型励磁调节器(两套互为备用)ꎬ处于过程层的是磁场断路器智能接口ꎬ它们控制和采集磁场断路器的开关量㊁温度量㊁反馈量等信号ꎮ励磁调节器通过智能接口ＧＯＯＳＥ接收信息及进行相关操作ꎬ通过网络接收发电机㊁励磁变㊁系统等的电压㊁电流㊁开关位置等相关数据ꎮ励磁调节器系统具有在线监测㊁自诊断功能ꎮ灭磁系统全方位在线监测可通过开关量启动ꎬ也可通过模拟量突变启动ꎮ为方便监控系统采集数据ꎬ调节器把所有采集到的数据和软件的运行状态通过主控层及过程层网络发送给上位机及机组智能控制单元ꎬ同时通过网络调节器接受并执行控制室操作人员从监控系统发来的操作指令ꎮ由于满足上述要求的智能化励磁设备尚处于研发中ꎬ故当前励磁系统智能化采取将励磁设备加装智能终端的方式ꎬ为了保证磁场断路器可靠分/合ꎬ另单独为其配置智能终端ꎬ并按过程层设备处理ꎮ励磁调节器智能终端应符合ＩＥＣ６１８５０通信通道(也可通过协议转换设备)标准并分别接入主控层和过程层网络ꎬ完成机组的启动和工况变换控制以及单机或成组无功调节ꎮ灭磁开关等设备的智能终端接入过程层网络ꎬ完成单元层设备之间信息交换ꎮ为适应现有励磁设备的工作需要ꎬ保留配置一套常规电流㊁电压互感器ꎮ６ ２ ２㊀故障录波改造方案基于ＩＥＣ６１８５０标准的故障录波设备处于单元层ꎬ其能记录机组的交直流电压量㊁交直流电流量和开关量ꎮ交流电压量用于记录发电机机端/中性点电压ꎻ交流电流量用于记录发电机定子电流ꎻ直流电流用于记录发电机转子电压/电流㊁保护/控制用直流电源等ꎻ开关量用于记录发电机组继电保护装置的跳闸触点㊁水机保护装置的跳闸触点㊁断路器辅助触点㊁灭磁开关辅助触点及其它影响机组运行的重要触点ꎬ故障录波系统采用直接接入ꎮ６ ２ ３㊀计量改造方案计量智能化改造应支持ＩＥＣ６１８５０标准ꎬ可接收来自合并单元的测量/计量值信息ꎬ可通过点对点或网络方式采集电流电压信息ꎮ６ ２ ４㊀二次系统安全防护ＩＥＣ６１８５０通信协议未对网络安全作规定ꎬ且其本身也标准化并具有开放特性ꎬ故各类供应商都可开发应用程序进行监控或远方诊断ꎬ因此网络安全性较低ꎮ智能化电站安全防护目前采用加密与防火墙两类技术措施ꎮ水电站分为生产控制和管理大区ꎬ生产控制大区又分为安全区Ⅰ(控制区)和安全区Ⅱ(非控制区)ꎮ安全区Ⅰ中主要有监控㊁保护㊁安控㊁ＰＭＵ等ꎻ安全Ⅱ区主要有水能量自动化㊁电能量采集㊁市场报价终端㊁故障录波等ꎻ管理信息大区主要有水电站生产管理㊁气象网关㊁水文网关等ꎮ８３水电站技术ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。

智能水电站的研究与开发随着人们对于环境保护的意识不断提高，可再生能源的发展也得到了越来越多的重视。

而水电能源作为一种清洁且十分稳定的能源形式，正在逐渐变得越来越重要。

近年来，智能水电站的研究和开发也受到了广泛关注。

一、智能水电站的定义智能水电站是指在传统水电站的基础上，通过应用新一代信息技术、人工智能、互联网等新技术手段，使水电站拥有更高水平的运行效率、更低的维护成本、更快速的故障诊断和修复能力，从而提升水电站的可靠性和稳定性。

二、智能水电站的研究与开发现状当前，国内外智能水电站的研究和开发已经进入了实际应用的阶段。

例如，我国国电集团的青川水电站智能化改造项目已经完成了范围扩大、安全性提升、节能环保等目标。

另外，美国、德国、瑞士等国家和地区也有不少水电站借助最新的技术进行了智能化改造。

可以看出，与传统水电站相比，智能水电站在提高水电能源的运用效率、减少环境污染、降低生产成本方面具有一定的优势。

三、智能水电站的技术特点1、先进的自动控制技术智能水电站的核心是自动控制系统，这包括了自动化系统、通信系统、计算机控制系统、数据采集系统等，不同的系统协同工作，构成了一个自动化的整体。

2、新型传感器技术传感器技术是智能水电站自动化控制的基础，通过传感器技术，可以实现水位、水流、涡轮等多种数据的实时监测和传输，并反馈给控制系统，从而实现全局的智能化管控。

3、机器学习与预测维护技术机器学习技术可以帮助智能水电站能够从历史数据中学习，并根据学习结果进行智能预测，例如发现水位变化的趋势，以便政策制定方便，实现半自动化的维护管理。

4、安全保障技术智能水电站具有高安全性，通过数据采集、传输，实现多层次的安全监测，如压力变化，温度变化，电流电压等重要参数通过安全设备传输。

一旦发现问题，安全设备可以实时采取措施避免灾难的发生，从而保障水电站的可靠性和稳定性。

四、智能水电站的应用前景智能水电站在未来的能源发展中具有重要地位。

水电站建设行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势一、引言水电站是我国能源产业中最重要的组成部分之一。

随着我国经济的快速发展和能源需求的增加，水电站建设行业面临着巨大的发展机遇和挑战。

为了准确把握当前水电站建设行业的现状，并预测未来五至十年的发展趋势，本报告将对行业的关键问题进行深入分析，以期为业内从业人士提供有价值的参考和指导。

二、行业现状分析1. 行业规模持续扩大随着我国经济的快速发展，对能源的需求越来越大。

作为清洁能源的主要来源之一，水电站受到了政府的大力支持和重视。

由此，水电站建设行业的规模也在不断扩大。

根据数据显示，过去五年内，水电站建设项目数量增长了30%以上，行业总产值达到了新高。

2. 技术创新推动行业进步在过去的几年中，水电站建设行业在技术创新上取得了长足的进步。

新技术的应用提高了水电站的发电效率，减少了环境污染，提高了可持续发展能力。

例如，通过引入先进的水轮机装备和自动化控制系统，水电站的效益得到了大幅提升。

技术的进步不仅让水电站建设行业更加现代化，也提高了行业的竞争力。

3. 环保意识的增强随着全球环保意识的增强，水电站建设行业也面临着更高的环保要求。

政府对水电站建设项目的环保审查力度不断加强，违规项目的处罚力度也在增加。

这使得水电站建设企业不得不加大对环境保护的投入，引入更加环保的技术和设备。

虽然这增加了企业的成本，但也为行业的可持续发展奠定了基础。

4. 人才短缺问题亟待解决然而，水电站建设行业仍然存在人才短缺的问题。

随着技术的进步和行业的发展，对高素质人才的需求越来越大，而供给却相对不足。

水电站建设行业需要具备深厚专业知识和工程实践经验的人才来推动行业的发展。

因此，培养和吸引优秀人才成为行业的迫切需求。

三、未来五至十年发展趋势1. 清洁能源发展的重要组成部分在应对能源危机和全球气候变化的背景下，清洁能源的发展成为了全球各国的共同目标。

水电站作为清洁能源的主要来源之一，将在未来五至十年继续发挥重要的作用。

关于常规水电站智能化改造思路摘要：近年来，随着社会用电量的不断增大，对于水电站智能化改造需求也在不断攀升，因为常规水电站根本无法满足逐渐加大的高用电需求，其在运行过程中所产生的弊端问题越来越明显，不仅给电力系统的运行安全及稳定性造成较大影响，而且还会电力供应质量以及水电站的经济效益等造成较大的影响。

所以，要想改善现状，当务之急就是要加大对常规水电站的智能化改造力度。

本文也会针对常规水电站运行过程中存在的实际问题以及智能化改造的重要意义展开着重分析，并提出更为合理的改造策略，以便有关人士参考。

关键词：常规水电站；智能化改造；问题分析；策略探讨前言现今，水力发电厂生产规模越来越大，但由于其二次系统缺少规范化和标准化建设，再加上基础信息采集方式不合理，监控系统存在一定的应用局限性，所以这就使得水力发电系统的运行稳定性以及供电安全等受到很大的影响。

进而很难满足当前社会高用电需求。

基于此，为了改善现状，促进水力发电厂的持久健康发展，关键任务就是要对常规水电站的智能化改造工作给予高度重视。

1.常规水电站智能化改造的重要意义分析1.1有利于提高水电站安全生产管理水平针对常规水电站的智能化改造，不仅能提升电力系统的运行稳定性，使其达到可观、可控、可调的安全生产标准。

而且还能帮助电厂管理人员全面了解水电站的整体运行情况以及各个工作岗位任务的完成情况等，以便可以在此基础上及时发现和纠正不规范行为，进而在有效提升水电站供电能力的同时，使其安全生产管理水平得到全面加强。

1.2有利于满足水电厂经济运行需要水电站在日常运营过程中，要想实现可持续发展目标，切实满足高用电负荷需求。

前提条件就是要构建一套功能完备的智能决策分析系统，以便可以在此基础上对流域内的水资源实现智能化的调配，这样才能在提高水资源利用率的基础上，更好地增强自身的供电能力，进而真正达到经济运行的目的[1]。

2.常规水电站运行过程中存在的实际问题分析2.1二次系统缺少标准化和规范化建设常规水电站大部分二次系统，都是采用现场总线的方式进行数据信息交换与通信。

水电站智能化改造现状分析及建设思考摘要：在可持续发展理念不断推进的过程中，突出了水力发电形式的重要性，在清洁型能源的利用过程中，水电站的不断发展，逐渐成为水电建设行业中的关键组成部分。

结合水电站的发展现状，提出智能化的改造形式，总结智能化改造环节的相关优势，为该工程项目的建设提供全新发展思路，优化水电站智能化改造工作成效。

关键词：水电站；智能化改造；建设现状；建设思考引言：在水电站智能化建设过程中，应突出该类改造形式的必要性，将智能化作为基础改造原则。

通过总结有效建设思路，攻克水电站智能化改造阶段的障碍和问题。

一、水电站智能化改造现状（一）缺乏新型管理思维对于传统形式的水电站来说，在运行过程中能够具备稳定性，并且可以在可靠的技术和设备支持下，满足水电站的建设和发展目标，所以在长期使用过程中，形成了固化的管理思维。

在信息技术、通信技术的发展过程中，设备之间的传输方式过于保守，通常需要借助控制电缆的形式，无法发挥出先进通讯方式的实用价值，对水电站智能化改造项目的发展造成了阻碍。

（二）缺乏明确思路，缺少有效经验在智能化水电站的建设过程中，所形成的建设标准缺乏统一性，所以通常是以常规类型的水电站为主，虽然技术发展日趋成熟，但在设备和控制框架这一角度，仍然无法实现一次性的改造目标，为智能水电站改造建设工作的开展造成了阻碍。

二、水电站智能化改造的必要性（一）提高水电站运行安全性在对常规类型水电站进行改造时，以智能化的改造要求为主，不仅能够加强设备的运行能力，还可以确保设备的可观性、可调性和可控性，进而提高水电站运行的安全系数。

在设置先进管理平台时，能够对各工作岗位的任务进行分析，综合考虑所有设备的运行状态。

以实时化的监控形式，对存在不规范、不合理的运行状态进行修正，进而及时予以提示，从全方面的角度入手，促进生产安全管理水平有效提升。

（二）符合国家以及行业发展规划在智能电网的发展过程中，随着智能化建设进程日益加快，在发、输、变、配、用、调度等6个环节中，能够促使其协同发展并全面推进。

水力发电智能化现状及发展策略分析摘要：当前我国发电企业高度重视环境保护工作开展，而火力发电模式下存在一定环境污染问题。

如今我国面临资源日益紧缺局面，需要积极利用清洁能源发电，其中水力发电就是一种可以持续发电的形式，并且发电期间不会带来环境污染问题。

新时期智能化技术用于水力发电工程当中显著提升了发电效率，满足了工业生产和群众生活用电需求。

本文从智能化水力发电优势入手，讨论水力发电智能化存在问题，阐述水力发电智能化技术的利用，最后提出如何推动水力发电智能化发展，希望进一步提升水力发电水平，促进社会健康发展。

关键词：水力发电；智能化；现状；发展尽管我国采取水力发电形式时间较长，但是在智能化技术利用方面时间较短，相关技术不够成熟，目前主要成果在于实现远程监控和无人值班，并且利用微机监控系统进行了旧式水电厂改造，需要继续研究如何在水力发电中利用智能化技术，进而提升发电效率，以下对相关内容进行分析。

一、智能化水力发电优势一方面，可以保证发电设备安全。

利用水力发电智能化设备和技术能够减少设备运行中的不确定性因素，并且能够迅速分析系统运行情况，全面提升设备运行安全性；另一方面，能够节约项目管理成本。

利用水力智能发电技术可以减少人力支出，避免由于人为操作失误影响设备正常运转。

当前水力发电站普遍建立在河道周边，潮湿的气候会对工作人员操作产生一定影响，并且以往依赖于技术人员进行设备现场检查和维修，费时费力。

新时期利用智能化系统可以有效减少自然环境带来的不利影响，能够监测分析设备运转情况，并且代替人力进行部分设备维修工作，有效降低工作强度，推动水力发电站的健康发展[1]。

二、水力发电智能化发展现状和存在问题上世纪90年代初，隔河岩电厂首次利用全危机监控系统标志我国水电智能化起步。

当前水电站无人值班模式得到了逐渐推广，其中微机监控系统涵盖机组运行状态监测、水库防洪监测、大坝安全监测等内容，但系统整体发展不平衡。

目前的研究成果体现在集成化智能化元件的利用，比如在水电厂中应用水力控制阀、集成制动阀组、智能电动阀门以及全智能滤水器，并且常规仪表广泛使用的模拟信号通信标准已被可编程逻辑控制器模式取代。

智能化水电站建设的思考【摘要】随着智能电网的不断构建与完善，智能化水电站的研究与建设已经成为新建水电站的发展目标。

本文首先分析了水电站智能化应用的优势，然后说明了智能水电站的基本结构，最后详细阐述了智能化水电站建设的技术要点。

【关键词】智能化；水电站；结构；IEC61850标准；监测一、水电站智能化应用的优势（一）具有较高的系统可靠性首先通过实行水电站的智能化，可借助各种自动装置及时、准确地进行检测、报警、记录，有效防止和提前制止异常事故的发生，并且有效避免一些可能会发生的更严重的损坏和损失，全面提高供电系统的安全可靠性能。

其次，通过借助各种自动化装置完成水电站的各项控制以及操作，将工作人员的操作失误以及事故的发生率将到最低，智能化的快捷操作控制过程，特别是在发生紧急事情的情况下，对保证安全运行和正常供电，具有重大的意义。

（二）高效率，具有良好的经济性实行水电站智能化后，可以依据具体的电站条件以及系统分配的各项负荷，合理有效的进行高度以及运行机台数的分配，使机组始终处于最高效率的运行状态，实现经济效益最大化。

（三）电能质量高衡量电能质量好坏的最重要的两个指标：频率和电压。

其中频率的正常偏移应控制在±0.2～0.5 HZ 的额定值范围内，电压正常偏移不超过额定值的±5%。

频率和电压的稳定与否，取决于系统的有功功率以及无功功率的平衡水平，要想真正将频率和电压维持在规定范围之内，必须快速准确地将发动机组发出的有用功率以及无用功率进行调节。

而这一过程，如果单纯依靠手动，则在精度、操作速度上都是很难实现的。

只有借助自动装置来完成。

所以保证电力系统电能质量，是必须以自动化为前提的。

（四）提高生产率效，有效改善工作条件水电站往往处在一些偏远山区，远离城镇并且环境非常差，传统的水电工作模式下，一线职工必须长期处于这种恶劣环境中，然而水电站在实现自动化以后，由于水电站大多处于生活环境较差，远离城镇的偏远山区，一线职工长期处于较差的环境之中，而水电站实现自动化以后，就可以使用计算机监控代替人工操作和定时的巡回的检查，记录等。

智能化水电站设计思路浅析发布时间：2022-07-22T06:03:40.460Z 来源：《中国电业与能源》2022年5期3月作者：王慧覃春阳[导读] 社会经济的发展不断推动着人们对于能源的需求和使用，王慧覃春阳福建仙游抽水蓄能有限公司福建仙游 351267 锦屏水力发电厂四川西昌 615000摘要：社会经济的发展不断推动着人们对于能源的需求和使用，这就需要水电供应商利用现代科技技术的发展建立智能化的水电站，实施集中管理的目标。

虽然目前在我国已经开展了自动化水电站的设计以及一些传统水电站的智能化改造，但是由于技术的局限性，在这些水电站的使用过程中仍然还存在着很多的问题。

因此如何在智能化的热潮下形成由软件算法控制各项流程成为新时代的目标。

本文主要分析目前智能化水电站的发展现状，为未来智能化水电站提供设计思路。

关键词：智能化水电站；数字化；设计思路近几年来我国颁布了一系列的措施强调构建多层联动的产业互联网平台，推动企业数字化转型升级。

为了能够实现水电站的智能化、信息化，目前全国水电厂在智能化水电站方面已经有了初步建设。

但是这些水电站的建设还不能够满足人们的需求，所以还需要水电厂进行统一规划，紧跟科技创新的潮流，提出切实可靠的水电化设计思路。

1 智能化水电站的建设目的和意义智能化水电站的建设可以根据当前经济科技水平的提高来适应智能电网网源，采用电子装备来完成一些高难度的检测工作，对中国水电行业的发展有着极大的影响，大大的促进了社会经济的发展。

传统模式下的水电站在工作时会产生大量的废水和废气污染，对周边的环境会产生一定的破坏。

但是智能化的水电站，所有的能源都来自于当地的光伏发电和风力发电，因此它的能源相对于传统模式下的水电站具有非常清洁的功能。

在水电站的建设过程中，采用的也是一些智能化的机械设备，在施工过程中就大大减少了环境的破坏。

智能化的水电站，一体化水平更高，可以应用自身的应用组件来实现水电站各个环节的顺利运作，实现了水电站工作时的安全可靠、环保高效。