---南瑞集團(tuán)率先承建智能化水電廠試點(diǎn)項(xiàng)目
楊渺

       站在白山發(fā)電廠幾十米高的發(fā)電廠房?jī)?nèi)，你肯定會(huì)感嘆智能化的力量。新安裝的攝像系統(tǒng)整齊的排列著，作為新的工業(yè)電視系統(tǒng)的一部分，通過(guò)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?jī)?nèi)發(fā)電機(jī)房壓力表指針的讀數(shù)，無(wú)人值守得到了真正的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)智能化場(chǎng)景，正是南瑞集團(tuán)承建的白山智能化水電廠的縮影。
       其實(shí)工業(yè)電視系統(tǒng)只是智能化水電廠的冰山一角，南瑞水利水電技術(shù)分公司承建的中國(guó)首座智能化水電廠—松江河水電廠剛剛在吉林省長(zhǎng)白山通過(guò)竣工驗(yàn)收，標(biāo)志著我國(guó)首次提出的智能化水電廠的運(yùn)行方式由概念變成了現(xiàn)實(shí)，為我國(guó)水電廠安全、經(jīng)濟(jì)和高效運(yùn)行提供了智能保障。截至目前，南瑞集團(tuán)是國(guó)內(nèi)唯一一家能夠提出智能水電廠體系架構(gòu)和完整解決方案的企業(yè)。

       吹響智能化水電號(hào)角
       多年來(lái)，水電作為清潔、低碳、環(huán)保發(fā)電的第一主力軍，很好地在灌溉、航運(yùn)、防洪、工業(yè)用水等諸多方面體現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。然而，隨著可再生能源發(fā)電如風(fēng)電、太陽(yáng)能的迅速發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)納入國(guó)家“十二五”發(fā)展規(guī)劃，傳統(tǒng)水電單向的“靠天吃飯”的特性已經(jīng)不能滿足能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，急需尋找一個(gè)新的發(fā)展運(yùn)營(yíng)模式來(lái)做出轉(zhuǎn)變。
       此時(shí)，南瑞集團(tuán)吹響了智能化水電的號(hào)角，并描繪出水電廠智能化發(fā)展的藍(lán)圖：建設(shè)一個(gè)以智能電網(wǎng)為服務(wù)對(duì)象，以“無(wú)人值班、少人值守”模式為基本，以通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為支持，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特點(diǎn)，自動(dòng)完成信息一體化的采集、測(cè)量、傳輸、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并以一體化管控平臺(tái)為支撐，根據(jù)業(yè)務(wù)需求支持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、狀態(tài)檢修、防汛決策、安全防護(hù)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等高級(jí)功能有機(jī)融合的現(xiàn)代水電廠。
       嶄新的智能水電廠概念的提出，對(duì)于快速實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)水電廠適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，并安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行的目標(biāo)具有重要意義。
       然而，如此領(lǐng)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(jiān)控、水情水調(diào)、大壩安全監(jiān)測(cè)等各專業(yè)之間相互獨(dú)立的影響，不能進(jìn)行統(tǒng)一智能決策，難以實(shí)現(xiàn)電廠效率效益最大化。2009年，南瑞集團(tuán)水利水電技術(shù)分公司參與編制了“智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備研制規(guī)劃”中的發(fā)電側(cè)部分，隨后承擔(dān)的“數(shù)字化水電站綜合管控平臺(tái)”項(xiàng)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(shù)分公司提交了白山和松江河發(fā)電廠智能化改造規(guī)劃設(shè)計(jì)，并于2011年正式建設(shè)實(shí)施。這套系統(tǒng)以先進(jìn)可靠的智能設(shè)備為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息集成標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)行管理一體化、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行最優(yōu)化、資源利用最大化、業(yè)務(wù)應(yīng)用互動(dòng)化、決策支持智能化。智能水電廠不僅能為管理服務(wù)，更能為水電廠實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行服務(wù)。智能化改造后的松江河發(fā)電廠，2011年全年發(fā)電量增加了1700萬(wàn)千瓦時(shí)。

“三層架構(gòu)”實(shí)現(xiàn)信息共享
       白山發(fā)電廠是國(guó)網(wǎng)新源公司水電裝機(jī)容量最大的常規(guī)水電廠，擔(dān)負(fù)著調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)。智能化改造前，信息系統(tǒng)由水電廠監(jiān)控系統(tǒng)、水情水調(diào)系統(tǒng)、工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，存在著設(shè)備重復(fù)配置、信息分散、共享困難等問(wèn)題。智能化改造后的系統(tǒng)以智能水電廠一體化管控平臺(tái)為核心，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測(cè)等基本功能，支持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、大壩安全監(jiān)測(cè)與分析評(píng)估、防汛決策支持、狀態(tài)檢修決策支持、安全防護(hù)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等智能應(yīng)用。
       為達(dá)到橫向集成、縱向貫通、消除信息孤島的目標(biāo)，智能水電廠信息系統(tǒng)的建設(shè)引入了縱向分層、橫向分區(qū)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的完全共享。
       根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，南瑞提出把整個(gè)水電廠站分為三層控制結(jié)構(gòu)的理念，面向不同的控制對(duì)象分別為過(guò)程層、間隔層、站控層。
       過(guò)程層設(shè)備主要是硬件設(shè)備，主要功能是采集外部信息，相當(dāng)于智能化水電廠的“耳目”。具體包括由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元、智能終端等，可完成廠站系統(tǒng)信息的分配、變換、傳輸及測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。
       間隔層設(shè)備相當(dāng)于智能化水電廠的“神經(jīng)”，其主要功能是匯總實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息、實(shí)施對(duì)一次設(shè)備的測(cè)量和操作控制、對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算、承上啟下進(jìn)行通信等。主要由機(jī)組LCU、開關(guān)站LCU、公用 LCU、勵(lì)磁單元、調(diào)速單元、各種控制單元（如同期裝置）、水情數(shù)據(jù)測(cè)報(bào)站、大壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集站等構(gòu)成。
       站控層則相當(dāng)于智能化水電廠的“大腦”，它基于一體化平臺(tái)基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了多類業(yè)務(wù)的一體化應(yīng)用。水電廠監(jiān)控、水情水調(diào)自動(dòng)化、水文與氣象信息、大壩安全監(jiān)測(cè)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析、安全防護(hù)、生產(chǎn)管理、綜合網(wǎng)管和對(duì)時(shí)等所有的子系統(tǒng)都納入了一體化平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)面向全廠實(shí)時(shí)監(jiān)視、調(diào)度控制、生產(chǎn)管理、狀態(tài)檢修等生產(chǎn)運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用。
       “三層架構(gòu)”體系奠定了白山電廠智能化的基礎(chǔ)，而通過(guò)采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息傳輸，在智能一體化平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的深入挖掘與分析診斷，最終實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)各電站相關(guān)設(shè)備之間的智能化聯(lián)動(dòng)。

       水電智能化的力量
       智能化水電的力量是不容小覷的。
       經(jīng)過(guò)南瑞集團(tuán)“巧手”改造后的白山發(fā)電廠成為集信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)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(diǎn)。它促使水電廠防汛減災(zāi)能力大大加強(qiáng)，可謂是“運(yùn)籌帷幄之中， 決勝千里之外”。南瑞集團(tuán)水利水電技術(shù)分公司總經(jīng)理劉觀標(biāo)說(shuō)，過(guò)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(shí)現(xiàn)了信息采集自動(dòng)化，隨時(shí)隨地都可獲取完整的汛情，人力、 財(cái)力都得到了大大節(jié)省。
       智能水電廠采用統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)，可以完全滿足水電、水利行業(yè)中數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多種業(yè)務(wù)的需求，在防汛指揮、電子政務(wù)，尤其是遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控中得到卓有成效的運(yùn)用。采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)字視頻處理技術(shù)等先進(jìn)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)觀測(cè)河道、水庫(kù)的各種變化及閘門的運(yùn)行情況，為決策提供了直觀的圖像信息， 同時(shí)改善觀測(cè)、 測(cè)量工作人員的工作環(huán)境，減少工作人員，做到無(wú)人值守、少人值班。并及時(shí)了解上下游河流的水文情況，并及時(shí)提出合理的解決方案。
      “自動(dòng)化”則體現(xiàn)在利用各類專家知識(shí)庫(kù)與分析模型算法，建設(shè)智能化的生產(chǎn)運(yùn)行輔助決策系統(tǒng)。例如智能調(diào)度決策系統(tǒng)的防洪調(diào)度功能，就是根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)和水庫(kù)洪水標(biāo)準(zhǔn)、下游防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)，以及大壩質(zhì)量、泄洪設(shè)備與供水設(shè)備等實(shí)際情況，按照水庫(kù)與下游河道堤防和分、滯洪區(qū)防洪體系配合運(yùn)用原則及控泄方式，在確保安全的前提下，自動(dòng)控制入庫(kù)洪水的攔蓄和泄放。
      “互動(dòng)化”的防誤系統(tǒng)通過(guò)通信接口，將信息送到統(tǒng)一平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息內(nèi)網(wǎng)區(qū)，并接受統(tǒng)一平臺(tái)送來(lái)的信息。當(dāng)操作人員走到操作設(shè)備前，工業(yè)電視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換跟蹤，可根據(jù)需要自動(dòng)放大、調(diào)整角度等。并實(shí)現(xiàn)與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，通過(guò)人員身份認(rèn)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(fā)展可再生能源和核電、建設(shè)智能電網(wǎng)等方面發(fā)揮重要作用。智能水電廠的建設(shè)，也將隨著信息、通信和設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，不斷提升功能和擴(kuò)大內(nèi)涵。”劉觀標(biāo)信心滿滿。