抽水蓄能电站自动化系统智能化发展.docx

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1、抽水蓄能电站自动化系统智能化发展摘要：随着互联网+时代的到来,在当前我国电网建设 阶段中,提出高度智能化,自动化的抽水蓄能电站则是其中的 重要构成部分之一,发挥着容纳发电与能量存储,提高电 网运行稳定性,缓解调峰矛盾等应用效用.但值得注意的是, 虽然在后发效应影响下,我国所建设的多座抽水蓄能电站 的总体技术体系较为成熟, 自动化程度较高,但在智能化 发展层面上仍旧存在一定的问题弊病,有待进一步优化关键词：抽水蓄能电站；智能电网；水力发电1 智能抽水蓄能电站系统结构1.1 电站层将发电厂实时监控中心部署在控制区 (安全 I 区)发电厂层， 实现自动发电控制、自动电压控制、抽运条件控制、发电条件控

2、制、经济运行等。将发电站数据前端区放置在非控制区(安全区)发电站层，安装的系统包括发电 计划报告系统、电能计量系统、故障记录信息子站系统和水文预报系统。管理信 息领域主要包括电站数据中心、电站生产管理系统、集成的安全管理系统、设备 健康评估系统和设备生命周期系统、大坝自动监控系统、防洪信息系统以及值守 辅助决策系统。执行电站级别的操作监控、自动发电控制、智能操作、系统关联、智能控制、集成安全管理、设备设施健康评估、运行虚拟模拟等功能。1.2 单元层此层控制区(安全 I 区)根据设备单元、交换机工作站和通用系统分别放置智能电子设备(IED)。单元装置包括单元控制装置 IED、水泵水轮机 IED、

3、发电电动机 IED、调速器器系统 IED、励磁系统 IED、发电机电压装置IED、主进水阀系统 IED、中压气系统 IED、静态变频装置(sfc)IED、主变压器IED、变压器组继电保护 IED、发电电量测量(PMU)。交换机工作站单元层包括GIS 设备、GIS 继电保护和交换机工作站呼机测量(PMU)。通用系统单位层包括水系统集成、金属结构设备集成、火灾报警和火灾控制系统集成、直流电源系统集成、照明系统。非控制区(安全区)单位层包括故障记录系统 IED、电能收集系统 IED、状态监控 IED、水文预报系统、通风和空调系统。管理信息区单元层包括液压安全监控自动化系统、工业电视和安全系统。现场集

4、成评估，包括在主机设备旁边部署、生产数据收集、状态信息监控和评估、智能控制等，以及实时状态预测功能，可满足设备状态可视化要求。2. 抽水蓄能电站的发展现状与作用2.1 抽水蓄能电站的发展现状本世纪初，我国的抽水蓄能电站技术相对落后，很多电站组成设备都只能依靠当时抽水蓄能发展迅猛的欧美国家和日本。2014 年以来， 随着用电量的增加，我国的抽水蓄能市场逐步崛起，国家对于抽水蓄能电站的投资也随之加大。自 1968 年，我国从日本引进了第一台容量为 1.1 万千瓦的抽水蓄能机组，安装在河北岗南水库1。至 2020 年国家拟建 115 座抽水蓄能电站， 在建的抽水蓄能电站已然是布满我国的天南海北，东起

5、ft东，西至新疆维吾尔族 自治区，共计 11 个省。其中河北丰宁抽水蓄能电站为世界上总装机容量最大的抽水蓄能电站。抽水蓄能电站的分布总体与用电量保持一致。选址根据抽水蓄能电站设计导则多选于地势差较高地区2。中国抽水蓄能发电站经过探索与试验阶段、总结与提高阶段、快速发展阶段、谨慎发展阶段后3，根据国家数据库数据显示,我国新增抽水蓄能电站投产规模和目标规模将成倍数增长，以应对城镇化的高速发展。2.2 抽水蓄能电站的作用作为一种特殊的水电站，抽水蓄能电站于其他常规水电站 不同。按径流利用与机组构成划分为纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站、调 水式抽水蓄能电站（较少）和地下式抽水蓄能电站（较少）4。抽

6、水蓄能电站 的总体工作原理是：再用点高峰期时造电，在用电低谷时造能，来解决能源浪费。在用电低谷时，将过剩的电量用于驱动水泵，将造电时流入低水位水库的水抽至位于河岸上方的高水位水库储存，并用于用电高峰期的电力输出。虽然过程中会有能量消失，但是相比于其他发电方式，在用电量低谷时压荷，停机，更加环保节能。抽水蓄能电站是电力的产生者，同时又是电力用户。这一工作原理也就体现了抽水蓄能电站的作用：1. 调峰、调频。2.节能效益（数据）。3.改善水电调节性能5。此外，抽水蓄能电站还具有应对其他电站罢工，临时增加电力输送的作用，在抽水蓄能机组作为电网性能最优良的事故备用容量，在错综复杂的电力输送网络中，一旦有

7、一处电站罢工，调度员经常采用开启抽水蓄电站来调动电力，这样的手段在火电机组占比较高的电网中更加有效6，4.配合大型机组做测试在其他电站做设备测试时提供测试环境，或提高测试性能。3、抽水蓄能电站自动化系统智能化发展探究3.1 发展原则从本质上来说，抽水蓄能电站自动化系统智能化发展的实现，具有较强的系统性，与生产、运行及维护等方面都存在密切联系，内容众多且规模较大，结构较为复杂，存在一定技术难度。为全面提升抽水蓄能电站自动化系统智能化水平，要致力于提升系统管理的统一性，保证互动的有效性，科学防范重复建设问题，基于同一规划出发，对计划进行分布实施，以确保抽水蓄能电站智能化建设达到一个理想的效果。基于

8、智能化目标出发，抽水蓄能电站自动化系统的智能化发展，要全面把握现场需求，依据要求来对建设进度加以控制， 并确保技术条件充分。在此基础上，依据系统总体层次架构出发，实施科学规划设计，层次化的推进抽水蓄能电站智能化建设，确保开发建设的阶段性，令其与技术发展情况高度相符，确保抽水蓄能电站自动化系统实现有序耦合，这就能够减少不必要的资源消耗和投资浪费。3.2 二次设备的优化在抽水蓄能电站中，大多应用可逆式机组设备，以发电电动机为大轴上端，以水泵水轮机为大轴下端，在抽水操作实际执行过程中，机组发挥着水泵-电动机的作用得以有效运行，发电操作执行过程中，机组则发挥着水轮机-发电机的作用来进行操作，在不同工况

9、下，机组转向相反。抽水蓄能电站自动化系统运行过程中，必须要规范安装二次设备，为切实提升系统智能化水平，在二次设备优化的过程中，要落实继电保护，结合抽水蓄能电站运行过程中的复杂工况出发，对继电保护进行合理配置，并确保保护跳闸输出与定值的合理性。抽水蓄能电站在实际运行过程中，必须要确保继电保护 100%可靠动作，与监控系统相独立，从而对事故进行有效防范。4、抽水蓄能电站自动化系统智能化的发展趋势抽水蓄能电站工程作为电网基础设施建设中的重要组成部 分，其建设质量及安全运行将会直接影响到我国国民经济的发展。本文提出了抽水蓄能电站基建期质量监督机制及指标体系，运用风险权重分析模型给相应的指标评分，制定了

10、各参建单位及实体专业的质量监督检查表，为建立抽水蓄能电站建设阶段质量监督体系提供了有力的支撑。对抽水蓄能电站基建期质量监督管理提出如下建议:(1)建议国家或行业进一步完善相关规范编制，确保规范间的一致性，尤其是施工规范与验评规范的标准统一。(2)每年度的质量监督完成后，企 业可充分利用参建单位质量监督的检查得分进行系统内年度评比工作，亦可将其纳入各承包商考核，从而进一步促进各单位各项目质量管理水平提升。(3)对质 量监督工作引入加分项，充分调动企业的积极性，适当给予质量奖励，以此带动工程质量整体水平的提高。 (4)质量监督应追求主动发挥企业主体质量管理责任， 对标先进的质量管理经验和方法，同时充分结合企业特色，通过实践不断优化完善。参考文献1操俊磊,张吉刚.仙居抽水蓄能电站计算机监控系统设计J.水电厂自动化,2017,38(03):1-5.17.