大型水电站与抽水蓄能电站智慧运维与控制技术

hg(scn)2大型水电站抽水蓄能电站智慧运维与控制技术
摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,水电站与抽水蓄能电站建设越来越多。电力系统中的新能源电源逐渐增多,占比逐渐增加。鉴于风电、光伏发电等新能源发电的随机性、波动性、难预测性等特点,新能源合理消纳、水电参与调峰的需求日益增强;同时,水力发电设备容量更大、系统更加复杂,这都对水电在建设、运维、控制等方面都提出了更高的要求。“灵活运行、快速响应”也逐渐成为水力发电在区域、厂站、机组等各个层级上的重要指标。本文首先分析了抽水蓄能电站运行方式,其次探讨了大型水电站与抽水蓄能电站智慧运维与控制技术,以供参考。
关键词:抽水蓄能;计算机监控系统;实现;应用
pp18引言
近些年我国的装备制造业高速发展,智能化、信息化技术也取得了长足发展,探索、研究、试行用机械化、智能化取代目前主要依靠传统人工进行施工的时机已经成熟,已经完全具备整合起来服务抽水蓄能电站建设的条件。
1抽水蓄能电站运行方式
向初
抽水蓄能电站启停频繁,工况复杂。一座4台机组的抽水蓄能电站,日启停可达10多次,机组有发电、发电调相、抽水、抽水调相、停机5种基本稳态工况,另有静止、空转、空载3种过渡稳态,同时具备黑启动、线路充电的能力。机组主要运行工况转换有13种(包含:停机→发电,发电→停机,停机→抽水,停机→发电调相,等)。其中抽水方向启动有SFC、背靠背两种启动方式;抽水至发电转换流程分为正常转换和紧急转换方式;各运行稳态至停机包括正常停机、机械事故停机、电气事故停机。
2大型水电站与抽水蓄能电站智慧运维与控制技术
2.1故障检修技术
对于故障检修技术来说,主要包含了事故后期的临时检修、发现机电设备有问题时的检修、各类机电设备的诊断,以确定是否存在问题。故障检修对于整个蓄能电站的影响比较大,如果检修过程不合理,将会对电站带来严重的不利影响。
2.2网络设备
电站计算机监控系统主控层配置2套德国赫斯曼Mice3000交换机系统,现地控制层各LCU均配置2套德国赫斯曼RS2-FX/FX工业以太网交换机。主交换机、各LCU交换机通过光纤构成双星形全分布交换式自适应千兆冗余以太网。2套系统互为热备用,同时收发传输信号,1套故障不影响整个系统运行。
2.3信息的智能化处理和综合决策是智能体和智能化的核心组成
智能执行机构则将实施智能决策结果,改变智能体自身状态来适应环境的变化。这样信息的检测、传输、处理和决策、执行四个环节协同工作,构成一个完整的闭环体系。小到机组、大到区域性水电系统中都包含这样四个重要环节。在这些重要环节上,都具有与智能化、智慧化技术相结合的广阔空间。新型传感器技术、泛在感知技术、物联网技术为检测与智能化的充分结合提供了保障,在实践中也发挥着愈来愈重要的作用。
2.4抽蓄电站的计算机监控系统主要特点
某抽水蓄能电站计算机监控系统全面应用冗余配置,监控系统网络配置采用自适应千兆双星型冗余光纤网,系统设备均连接到两个冗余网络上,整个网络配置结构清晰,方便检修
维护,集安全性、灵活性、可靠性为一体。机组、开关站现地控制单元采用两个双CPU控制器冗余,其他现地控制单元采用单个双CPU控制器自冗余,其供电电源采用双电源结构。同期装置在机组不同工况并网时采用自动准同期方式为主,手动同期方式备用。电站主控级、现地级各节点主设备采用双机热备冗余配置,如主数据服务器、机组LCU、开关站LCU、操作员及通信工作站、通信服务器等双机热备系统,实现设备运行热备份。同时,该抽水蓄能电站的计算监控系统在设计选型时,充分考虑电站设备种类繁多,运行环境复杂,系统控制可靠性要求高的特点。采用了技术成熟度高,具有优异性能和可靠性的ABBAC800M控制器作为现地控制器,系统软件采用ABB800xAPGP及ControlBuild,规避了一些易出故障环节,使得整个系统运行速度快,功耗低,可扩展性好,运行维护方便。由于大量采用冗余配置,当主设备故障时,可自行诊断并发出故障报文,同时无扰动切至备用设备,使系统继续生产运行。极大地缩短了故障检修时间,进一步提高了系统设备运行可用率,满足了电力系统对抽水蓄能电站各功能随调随启,即启即用的苛刻的可靠性需求。
2.5制定完善检修制度
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检修工作开始之前,相关单位需要先制定一个完善的检修制度,确保检修工作的顺利开展,同时还要与状态检修、定期检修和主动检修相结合,对于检修中的重点内容进行明确。在实际的工作中,还要与设备运行状态、使用年限、工作需求进行结合,进而制定一个有针对性的检修方案,确保检修以及维护工作顺利开展。此外,对于抽水蓄能电站的管理人员来说,在日常管理的过程中,还需要重视管理制度的创新,比如现场检修执行定置化管理等等,抓好以安全为首的质量、文明、进度、定置、检修过程管控五要素;并在整个检修过程现场盯守,为电气设备检修工作提供良好的基础保障。
2.6优化电气设备设施及安装
(1)为加快电站机电设备全面国产化进程,应用国产化GCB技术研制全套抽水蓄能机组开关设备,包括发电(电动)机断路器、电气制动开关、换相隔离开关、启动母线分段隔离开关、启动开关、拖动开关等打破国际垄断,填补了我国该领域的技术空白。(2)提前设定机组18kV浇筑母线长直段、接口,使得弯头生产周期减少至21天,配合空运,最终控制交货期在1个月左右。提前具备1号机浇注母线安装条件,满足了1号主变压器充电的进度要求。(3)在主变压器洞施工时加大投入采用专用平台,减少搭脚手架时间,同时主变
压器等大件设备和车辆都可以通过平台下面运输,加快主变压器洞整体施工进度。(4)敦促高压电缆安装厂家在电缆下竖井的楼板、钢制楼梯安装完成时立即进场进行脚手架搭设、支架安装,使得直线工期提前约15天。
2.7制定完善检修制度
检修工作开始之前,相关单位需要先制定一个完善的检修制度,确保检修工作的顺利开展,同时还要与状态检修、定期检修和主动检修相结合,对于检修中的重点内容进行明确。在实际的工作中,还要与设备运行状态、使用年限、工作需求进行结合,进而制定一个有针对性的检修方案,确保检修以及维护工作顺利开展。此外,对于抽水蓄能电站的管理人员来说,在日常管理的过程中,还需要重视管理制度的创新,比如现场检修执行定置化管理等等,抓好以安全为首的质量、文明、进度、定置、检修过程管控五要素;并在整个检修过程现场盯守,为电气设备检修工作提供良好的基础保障。
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结语
抽水蓄能电站由于其在电力系统中具有调频调相、调峰填谷、黑启动、储能,降低风电、
光伏等新能源消纳对电力系统运行冲击等一系列的特殊作用,电力系统对抽水蓄能电站运行提出了更高的要求。该抽水蓄能电站计算机监控系统充分采用了现代计算机控制各种先进技术,如开放性和可扩展性好、分层分布结构、多重冗余技术和现场总线技术等,能实现容错功能和系统冗余功能,最大程度地保证了电厂的安全、高效运行。
参考文献
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[1]汪军,方辉钦,钟敦美,等.抽水蓄能电站计算机监控系统特殊性与设计要求[J].电力系统自动化,2000(11).
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