---南瑞集團率先承建智能化水電廠試點項目
楊渺

       站在白山發電廠幾十米高的發電廠房內，你肯定會感嘆智能化的力量。新安裝的攝像系統整齊的排列著，作為新的工業電視系統的一部分，通過這些高清攝像頭，在中控室乃至幾十公里外的集控中心，都可以看到廠房內發電機房壓力表指針的讀數，無人值守得到了真正的實現。這個智能化場景，正是南瑞集團承建的白山智能化水電廠的縮影。
       其實工業電視系統只是智能化水電廠的冰山一角，南瑞水利水電技術分公司承建的中國首座智能化水電廠—松江河水電廠剛剛在吉林省長白山通過竣工驗收，標志著我國首次提出的智能化水電廠的運行方式由概念變成了現實，為我國水電廠安全、經濟和高效運行提供了智能保障。截至目前，南瑞集團是國內唯一一家能夠提出智能水電廠體系架構和完整解決方案的企業。

       吹響智能化水電號角
       多年來，水電作為清潔、低碳、環保發電的第一主力軍，很好地在灌溉、航運、防洪、工業用水等諸多方面體現出良好的經濟效益與社會效益。然而，隨著可再生能源發電如風電、太陽能的迅速發展和智能電網建設納入國家“十二五”發展規劃，傳統水電單向的“靠天吃飯”的特性已經不能滿足能源結構調整和經濟快速發展的需求，急需尋找一個新的發展運營模式來做出轉變。
       此時，南瑞集團吹響了智能化水電的號角，并描繪出水電廠智能化發展的藍圖：建設一個以智能電網為服務對象，以“無人值班、少人值守”模式為基本，以通信網絡平臺為支持，具有信息化、自動化、互動化特點，自動完成信息一體化的采集、測量、傳輸、控制、保護、計量和監測等基本功能，并以一體化管控平臺為支撐，根據業務需求支持經濟運行、狀態檢修、防汛決策、安全防護多系統聯動等高級功能有機融合的現代水電廠。
       嶄新的智能水電廠概念的提出，對于快速實現傳統水電廠適應能源結構調整，并安全、可靠、經濟、高效運行的目標具有重要意義。
       然而，如此領先的智能水電廠概念的提出不是一夕之間的事。
       水電廠受監控、水情水調、大壩安全監測等各專業之間相互獨立的影響，不能進行統一智能決策，難以實現電廠效率效益最大化。2009年，南瑞集團水利水電技術分公司參與編制了“智能電網關鍵設備研制規劃”中的發電側部分，隨后承擔的“數字化水電站綜合管控平臺”項目，至此揭開了智能化水電廠的面紗。
       2010年年底，南瑞水利水電技術分公司提交了白山和松江河發電廠智能化改造規劃設計，并于2011年正式建設實施。這套系統以先進可靠的智能設備為基礎，實現、通信平臺網絡化、信息集成標準化、運行管理一體化、經濟運行最優化、資源利用最大化、業務應用互動化、決策支持智能化。智能水電廠不僅能為管理服務，更能為水電廠實際生產運行服務。智能化改造后的松江河發電廠，2011年全年發電量增加了1700萬千瓦時。

“三層架構”實現信息共享
       白山發電廠是國網新源公司水電裝機容量最大的常規水電廠，擔負著調峰、調頻和事故備用任務。智能化改造前，信息系統由水電廠監控系統、水情水調系統、工程安全監測系統、主設備狀態監測系統等各個相對獨立的子系統組成，存在著設備重復配置、信息分散、共享困難等問題。智能化改造后的系統以智能水電廠一體化管控平臺為核心，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，支持經濟運行、大壩安全監測與分析評估、防汛決策支持、狀態檢修決策支持、安全防護多系統聯動等智能應用。
       為達到橫向集成、縱向貫通、消除信息孤島的目標，智能水電廠信息系統的建設引入了縱向分層、橫向分區的設計理念，實現了數據互聯互通的完全共享。
       根據IEC61850標準，南瑞提出把整個水電廠站分為三層控制結構的理念，面向不同的控制對象分別為過程層、間隔層、站控層。
       過程層設備主要是硬件設備，主要功能是采集外部信息，相當于智能化水電廠的“耳目”。具體包括由一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元、智能終端等，可完成廠站系統信息的分配、變換、傳輸及測量、控制、保護、計量、狀態監測等功能。
       間隔層設備相當于智能化水電廠的“神經”，其主要功能是匯總實時數據信息、實施對一次設備的測量和操作控制、對采集的數據進行統計運算、承上啟下進行通信等。主要由機組LCU、開關站LCU、公用 LCU、勵磁單元、調速單元、各種控制單元（如同期裝置）、水情數據測報站、大壩監測數據采集站等構成。
       站控層則相當于智能化水電廠的“大腦”，它基于一體化平臺基礎之上，實現了多類業務的一體化應用。水電廠監控、水情水調自動化、水文與氣象信息、大壩安全監測、狀態監測與分析、安全防護、生產管理、綜合網管和對時等所有的子系統都納入了一體化平臺上，實現面向全廠實時監視、調度控制、生產管理、狀態檢修等生產運行各個環節的智能化應用。
       “三層架構”體系奠定了白山電廠智能化的基礎，而通過采用IEC61850標準進行信息傳輸，在智能一體化平臺上進行數據的深入挖掘與分析診斷，最終實現了現場各電站相關設備之間的智能化聯動。

       水電智能化的力量
       智能化水電的力量是不容小覷的。
       經過南瑞集團“巧手”改造后的白山發電廠成為集信息化、自動化、互動化力量于一身的智能化水電廠范本。
      “信息化”是智能化水電廠的一大亮點。它促使水電廠防汛減災能力大大加強，可謂是“運籌帷幄之中， 決勝千里之外”。南瑞集團水利水電技術分公司總經理劉觀標說，過去主要靠傳真、電話傳遞防汛信息，不僅獲得的信息量有限，更重要的是信息滯后。如今實現了信息采集自動化，隨時隨地都可獲取完整的汛情，人力、 財力都得到了大大節省。
       智能水電廠采用統一的系統平臺，可以完全滿足水電、水利行業中數據、語音、視頻等多種業務的需求，在防汛指揮、電子政務，尤其是遠程視頻監控中得到卓有成效的運用。采用網絡通信技術、數字視頻處理技術等先進通信技術的網絡圖像監控系統，可以實時觀測河道、水庫的各種變化及閘門的運行情況，為決策提供了直觀的圖像信息， 同時改善觀測、 測量工作人員的工作環境，減少工作人員，做到無人值守、少人值班。并及時了解上下游河流的水文情況，并及時提出合理的解決方案。
      “自動化”則體現在利用各類專家知識庫與分析模型算法，建設智能化的生產運行輔助決策系統。例如智能調度決策系統的防洪調度功能，就是根據規劃設計和水庫洪水標準、下游防護對象的防洪標準，以及大壩質量、泄洪設備與供水設備等實際情況，按照水庫與下游河道堤防和分、滯洪區防洪體系配合運用原則及控泄方式，在確保安全的前提下，自動控制入庫洪水的攔蓄和泄放。
      “互動化”的防誤系統通過通信接口，將信息送到統一平臺的數據信息內網區，并接受統一平臺送來的信息。當操作人員走到操作設備前，工業電視系統實現自動切換跟蹤，可根據需要自動放大、調整角度等。并實現與門禁系統聯動，通過人員身份認證及操作票流程管理，避免操作人員誤入間隔，保證了操作人員的人身安全。
      “‘十二五’期間，智能水電廠將在發展可再生能源和核電、建設智能電網等方面發揮重要作用。智能水電廠的建設，也將隨著信息、通信和設備的技術進步，不斷提升功能和擴大內涵。”劉觀標信心滿滿。