小水电站技术反措改造
我国拥有小水电站4万多座，大多数建于七、八十年代，经过几十年运行，这些小水电站设备陈旧，电气老化严重，绝缘性差，控制保护方式落后，机组振动及噪音大，整体故障率高，能量转换效率低，甚至存在严重安全隐患，严重威胁着电站职工的身心健康和生命安全，急需进行技术改造。
一、目前存在的主要问题
根据对小水电站进行的初步调查，小水电站主要存在以下问题：
（一）机组设备本身存在缺陷。由于当时设备制造技术水平所限，加上这些年来各地对老电站维护投入不足，导致整个机组跑、冒、渗、漏现象严重，机组整体故障率高，发电能力大大下降。
（二）设备陈旧。调查中发现，有的电站机组已超期服役，电气设备老化严重，绝缘性差，绝大部分器件已属淘汰产品，备品备件解决困难，随时都有可能发生事故。
（三）机组主要性能参数与电站实际运行参数不匹配，水轮机处于非最优工况区运行，导致机组运行效率低、振动及噪音大，而且机组使用寿命也将大大缩短。产生这一问题的主要原因为：
1、早期建成的一些小水电站，由于当时客观条件限制，常常出现“有机找窝”或“有窝找机”现象。
2、许多老电站的机组生产于特殊年代，不按电站具体条件而硬性套用定型图纸，而我国早期编制的水轮机模型转轮型谱中可供各水头段选用的转轮型号少，不少小水电站只能套用相近转轮。
3、电站设计时由于缺少必要的水文资料，导致电站建成后实际的来水量和水头与设计工况不符；或电站由于泥沙淤积，下游水位提高，使得电站的发电水头降低，导致机组的运行工况偏离最优工况。
（四）电站运行管理技术、方法落后，监控、操作、记录等均需人工进行，自动化管理程度低。当机组发生异常、状态发生变化或参数超限时，难以及时报警，安全可靠性差。值得一提的是，该类电站职工长期在噪音严重的机组旁值守，其身心健康必将受到严重影响。
（五）电站技术人员观念陈旧，信息相对封闭，缺乏培训，许多先进的管理经验和经济实用的新材料、新技术、新设备得不到很好的推广应用。
二、亟待开展的工作
我们认为目前急需开展的工作是：
（一）对我国小水电站的现状进行全面调查评估。建议由国家行业主管部门（例如水利部水电局）牵头，会同各省市行业主管部门对全国小水电站进行注册登记，并组织有关专家组对电站的设备状况（包括检修及事故停机时间）、技术水平（机组的先进性和运行管理现代化程度）、能量转换效率和安全隐患等进行全面调查和评估。在此基础上编制切实可行的老电站技术改造规划，建议参照水库大坝评估方法，按电站存在问题的类型和严重程度，将全国小水电站分为一、二、三类，对于问题严重的三类电站，限期进行技术改造。当然，对于安全隐患严重，无法实施技术改造的老电站，也可参照水库大坝安全管理办法，拆除重建，甚至报废。
（二）制定相关政策支持小水电站技术改造。调查表明，老电站经改造后，平均效率能提高10%左右，可更为高效利用我国宝贵的水电资源，有利于我国节约型社会建设。同时，老电站技术改造几乎不会对生态环境造成任何破坏，如果引入“一体化设计”的新理念，反而会有利于生态环境的改善，在水电开发受生态环境制约愈来愈严重的今天，其意义更为重大。但目前，经济发达的地区，老电站技术改造工作进展较好，而经济欠发达地区老电站技术改造工作举步维艰，究其原因主要是政策和观念问题。建议参照病险水库除险加固的办法，由国家出台相关政策，如中央财政补助、税收优惠和新电新价政策等，鼓励投资流向老电站技术
改造。
（三）加大监督和检查力度。小水电行业主管部门应对各地老电站技术改造规划、国家相关政策执行情况及国家财政资金使用情况加大监督和检查力度，并会同地方行业主管部门，组织有关专家及时对完成技术改造后电站的运行效果进行评估和验收，以确保2015年我国农村水电行业现代化的全面实现。
根据我县的小水电站进行的初步调查发现, 建于上世纪七、八十年代的小水电站主要存在以下问题:
1、机组设备本身存在缺陷。
由于当时设备制造技术水平所限, 加上这些年来企业对老电站维护投入不足, 导致整个机组跑、冒、渗、漏现象严重, 机组整体故障率高, 发电能力大大下降。
2、设备陈旧。
调查中发现, 有的电站机组已超期年限, 电气设备老化严重, 绝缘性差, 绝大部分器件已属淘汰产品, 备品备件解决困难, 随时都有可能发生事故。
3、机组主要性能参数与电站实际运行参
数不匹配, 水轮机处于非最优工况区运行, 导致机组运行效率低、振动及噪音大, 而且机组使用寿命也将大大缩短。产生这一问题的主要原因为: (1) 早期建成的一些小水电站, 由于当时客观条件限制, 常常出现"有机找窝"或"有窝找机"现象。 (2) 许多老电站的机组生产于特殊年代, 不按电站具体条件而硬性套用定型图纸, 而我国早期编制的水轮机模型转轮型谱中可供各水头段选用的转轮型号少, 不少小水电站只能套用相近转轮。 (3) 电站设计时由于缺少必要的水文资料, 导致电站建成后实际的来水量和水头与设计工况不符;或电站由于泥沙淤积, 下游水位提高, 使得电站的发电水头降低, 导致机组的运行工况偏离最优工况。
4、电站运行管理技术、方法落后, 监控、操作、记录等均需人工进行, 自动化管理程度低。
当机组发生异常、状态发生变化或参数超限时, 难以及时报警, 安全可靠性差。值得一提的是, 该类电站职工长期在噪音严重的机组旁值守, 其身心健康必将受到严重影响。
5、电站技术人员观念陈旧, 信息相对封
闭, 缺乏培训, 许多先进的管理经验和经济实用的新材料、新技术、新设备得不到很好的推广应用。
二小电站技改的举措
1、增容改造
当前, 对有能量潜力和运行时间较长的电站, 均可进行机组增容和更新改造, 这是一种投资少、见效快, 既利国又利民的好途径。在目前水电建设资金紧缺的形势下, 这要比开发新电源点具有明显的优势。需要改造的电站都是早期兴建, 水力条件较好, 开发简单、设备简陋的电站。对无调节性能的电站原则上不列项, 不再新建。但挖潜改造要有合理的规划, 对小水电站进行普查, 把需要改造的电站, 摸底排队, 根据当地经济发展, 制定科学的切实可行的改造计划。对花钱少、效益好的改造项目应优先考虑, 要查出问题的所在, 确定改造内容, 分析改造的可行性, 防止盲目改造和改造不改效的情况发生。
2、技术更新
对部分机组通过更换转轮和导水机构, 可使出力提高一档, 从而大大节约技改投资。首先是技术进步。早期电力工程, 电网建设相对简单, 运行中出现的问题似乎更多。随着科学技术的进步, 近年来, 新技术, 新设备的积极的运用于建设中。利用虹吸取水方案, 利于冰、沙的排除, 运行, 使用分层分布式计算机综合自动化设备;35k V模式化变电所模式一直在推广;这些先进的技术和设备, 提高电气化水平。
3、进行优化设计
中小型水电站改造, 应针对每个水电站的具体情况, 因地制宜, 优化设计。要选择最好的, 先进的, 成熟的技术和配套性能先进的发电机和辅助设备, 紧密结合、妥善处理水电站的不可更改的限制条例。一个有限的投资尽可能增加发电量, 提高水电站的经济效益;充分考虑才能更好地实现先进, 合理和经济。委托有资质的单位进行技术咨询并做到优化设计, 一个好的设计, 可以出水平、效益。
4、跨流域引水
跨流域调水系统是一项涉及面广、影响因素多、工程结构复杂、规模庞大的复杂系统工程, 跨流域调水工程的决策本质上是一类不完全信息下的非结构化冲突性大系统多目标群决策问题, 需要从战略高度上, 对工程的社会、经济、工程技术和生态环境等方面进行统一规划、综合评价和科学管理, 才能取得工程本身所含有的巨大经济、社会和生态环境效益, 促进水利文化的进步。为了提高跨流域调水规划管理决策研究的有效性, 使工程实现社会、经济、生态环境效益最大、不利影响最小的目标, 需要根据跨流域调水对工程水量调出区、调入区和通过区可能存在的不同影响, 进行问题的决策研究。
5、提高人员技术素质
确保电站的效率, 安全, 可靠运行。任何工作的好坏, 都与人的素质密切相关。为了提高发电站的经济效率, 历来高度重视农村电站工作的业务培训, 每年举办1至2次小水电培训班, 努力提高技术和业务素质。他们可以提高运行的操作, 及时发现问题和解决问题的技能, 以确保电厂能高效, 可靠运行。小水电采用网络运营, 和供电部门举办培训班, 要求持"双证"上岗。我们要提高认识, 克服畏难情绪, 采取更加有力的措施, 以饱满的工作精神状态, 依法将水电站改造到位, 消除安全隐患, 确保水能资源开发利用和水电建设科学、有序、可持续发展。
三组织实施中值得注意的几个问题
水电站技术改造是项复杂而系统的工作, 涉及到前期资料的统计与分析、改造方案的论证与选择、施工及管理等诸多工作, 需要进行周密的组织和实施。
1、全面收集电站资料, 做好前期基础工作, 找准存在问题。
认真分析电站运行资料, 充分了
解设备状态, 总结、摸清问题, 找到原因, 以确定正确的改造方案。
2、因地制宜, 确定改造目标。
尤其在增容改造中, 应充分结合实际, 分清主次, 确定适合电站自身的改造原则和项目, 忌盲目增容和片面追求经济利益。对于运行出力达不到设计容量的电站, 应考虑适当减容, 以获得较高的水轮机效率和较好的运行条件;对于水轮机运行条件欠佳的电站, 在水轮机更新时应优先考虑水轮机的安全和稳定, 综合考虑其性能与经济指标, 而不是片面追求水力效率的提高。
3、慎重决策, 充分进行方案论证。
在电站改造决策中, 应与设计、试验及厂家等专业机构或单位咨询、联系, 共同研究改造方案;对具体改造方案, 应充分进行技术论证和经济评价, 并在可行方案中选取最优方案进行实施。
4、注重技术革新, 提高自动化水平。
对偏远、落后地区, 在改造中应注意了解、掌握相关信息, 注重技术革新和自动化水平的提高, 尤其要避免"以旧换旧"的情况。
5、认真设计, 规范施工。
在方案设计中, 应充分重视和解决存在的问题, 对有增容目标的改造, 还应认真做好水能计算和引水部件及调保复核等工作。同时, 对有土建施工及改造的电站, 应认真研究确定施工方案, 以使对结构等的破坏降到最小。
6、认真落实工程验收和改造效果评估。
工程完成或投入正式生产运行前, 应进行竣工验收;对有条件的电站, 应按规程规定进行相关性能测试, 以评估、核实改造效果
结语
实践证明, 通过改造, 不仅有助于电站建设、运行管理水平和人员素质的提高, 同时也对增加电网调峰调频容量、促进地方经济发展具有积极作用。建议相关主管部门和业主企业加以重视, 深入调研、积极筹划, 尽早制定相关规划, 对水力条件好、增容潜力大的电站优先安排, 落实改造, 更好地发挥其在地方经济发展中的积极作用。
摘要：在小水电快速发展和体制转轨过程中, 一些小水电站安全隐患严重, 事故时有发生。为消除安全隐患, 保障公共安全, 切实加强建设项目安全监管, 落实农村水电站防汛安全责任制度, 加大违规水电站清查整改力度。
关键词：农村,小水电站,改造
参考文献
[1]余强.开化县小水电技术改造对策探讨.2008年10月1日-中国水利学会2008年学术年会.
签订时间：年月日
卖方（下称甲方）：
某某某，年月日出生，汉族
住所地：身份证号：
某某某，年月日出生，汉族
住所地：身份证号：
买方（下称乙方）：
某某某，年月日出生，汉族
住所地：身份证号：
上列双方本着平等、自愿的原则，依据《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国公司法》等法律法规之规定，就某某某电站的股权资产转让（项目批复：某发计[XXXX]固XXX号、营业执照注册号：XXXXXXXXXXXX、组织机构代码：XXXXXX），经协商达成以下协议条款以资共同遵守履行：
1.转让标的1.1.某某某电站基本情况：
1.1.1.水电站座落在某某县某某乡常富村高桥社，属甲方某某某、某某某二人所有。
1.1.2.水电站始建设于2003年2月26日；土地证面积2608.9平方米，水电站现有固定资产：厂房、设施、设备等；包括但不限于发电机组2台（单机功率：1600kw）；水轮机2台（单机功率：1600kw）；/ 6
高低压配电；压力管道约500米；水渠涵洞约5000米；取水口两个；蓄水库一个；前池一个；变压设备；上下网计量表等。（注：以甲、乙双方现场交接清单为准。）
1.1.3.2003年1月16日取得立项批复，2004年建成投产联网发
电，2009年3月19日，取得《取水许可证（川雅某）字[XXX]第XXX号》；2011年7月28日，取得《电力业务许可证：XXXXXXXXXX》。
1.1.4.该电站总装机容量为3200KW。
1.2.转让方式：
1.2.1.甲方将持有某某某电站的全部资产一次性转让给乙方。
1.2.2.自甲方收到乙方支付的第二笔款项壹仟万元及未支付的余
款转到甲、乙双方共同管理指定账户之日的当天甲方将电站及电站资产全部移交给乙方，即日起电站所生产的发电收入归乙方所有，在此期间所产生的费用由乙方承担。
2.转让价款及付款方式
2.1.转让价款：
2.1.1.双方商定转让价款为万元，用于购买甲方二人电站的全部资产100%（其中甲方某某某占电站50%股份，甲方某某某占电站50%股份）和支付电站水资源补偿费（电站水资源补偿费由甲方向政府相关部门交纳）及电站股权转让前对电站现有员工的安置补偿（主要指电站职工的辞退补偿和“五险一金”，注：转让前的电站员工经乙方考核后符合乙方用工条件时重新签订劳动合同）。
2.1.2.转让中所发生的一切税费按相关政策各自承担。
2.2.付款方式：
2.2.1.本合同签订5个工作日内乙方支付甲方首付款万元。
收款人开户行：户名：
银行账号：
2.2.2.乙方银行贷款审批结束7个工作日内将第二笔万元的其中万元转入下列甲方指定A账号，其中万元转到下列甲方指定B账号。剩余万元转到甲、乙双方共同管理的指定账户，同时在媒体公告电站转让事项。甲方在收到第二笔万元的当日将电站及全部资料、银行账户、相关印鉴及甲方个人身份证明和全权委托书移交给乙方并还清与电站有关的所有债务，取消电站的担保抵押。自第二笔万元到账之日起计算，在30个工作日之内，甲方负责与乙方一道办理工商及其它证照的变更并处理好原有职工的遗留问题和电站水资源补偿费的上缴。
A账号：
收款人开户行：户名：
银行账号：
B账号：
收款人开户行：户名：
银行账号：
2.2.3.自电站的各种证照变更及约定事项完成之日起５个工作日
内，乙方从共管账户中支付甲方第三笔转让款万元。
收款人开户行：户名：
银行账号：
2.2.4.余款（担保金）在双方约定的担保期限届满后５个工作日
内且未发生双方约定的担保事项的条件下，乙方一次性给付甲方.收款人开户行：户名：
银行账号：
3.双方的权利和义务
3.1.甲方权利义务：
3.1.1甲方保证所移交给乙方的水电站文件（本电站的各项政府
及电网公司批准批文）、资料（本电站的设计资料、验收报告、设备图纸、设备采购合同、设备厂方联系方式、职工档案、上网协议、财务会计凭证、各类报表等）、财务数据、相关协议等齐全、准确、真实、有效。并按本合同约定的时间将前述文件资料全部移交给乙方（有的资料数据与电站现状如不一致，以电站现状为准，但财务报表必须经税务部门认可）。
3.1.2.甲方负责在政府各部门及电网公司办理变更手续，协助处
理电站区域内所有发生的一切与电站相关的事议，保证移交期间平稳过度和正常运行。
3.2.乙方权利义务：
3.2.1.乙方按照约定的时间和条件及时支付甲方股权转让款，并
配合甲方向国家相关部门及相关单位办理电站变更、过户等手续。电站股权转让变更登记后，乙方及时付清未支付的余款给甲方。
3.2.2.乙方受让水电站后，自主经营、自负盈亏。
4.特别约定
4.1.甲方保证并承诺其对水电站产权、经营权各项证照合法有效
且不存在任何瑕疵，还清由电站担保的某某县农村信用合作联社贷款后，不存在抵押及社会信用贷款等担保，负责转让前一切债权、债务、包括建设费用、土地林权赔偿、上网线路费用、职工工资福利和“五
险一金”、经营税费等。
4.2.由于乙方担心电站转让后，发生在电站转让前因甲方（包括
与甲方相关）的原因从而影响电站正常经营的事项（情况），应乙方要求甲方同意向乙方提供担保，担保方式如下：
4.2.1.甲方某某某将家庭资产、工资和原有个人部分的余款20
万元用于抵押担保，以保证乙方受让资产接收电站后不受到任何第三方对电站经营的影响（本协议双方签字之日担保人家庭主要成员一并签字担保生效）。若无以上约定问题发生，乙方按担保金额10%的年利息作抵押担保补偿，到期一次性归还担保本金。注：计息金额仅限于现金万元。
4.2.2.甲方某某某将家族企业建寅集团的资产和经营收益用于担
保，以保乙方受让资产接收电站后不受到任何第三方对电站经营的影响，本协议双方签字之日，担保企业一并盖章、法人签字本协议担保生效。
4.2.3.担保期限：两年。自转让变更登记之日起算。
4.3.双方围绕本电站转让签订的其他协议若与本协议发生冲突、矛盾的，以本协议的约定为准。
5.违约责任
5.1.任何一方违反本协议，须向对方支付500万元的违约金，并
赔偿因违约给对方所造成的一切损失。
5.2.自本协议签订收到乙方支付定金万元之日起，40日内
未收到乙方支付的第二笔款项万元及未支付的余款扣除担保后的万元转到甲、乙双方共同管理的指定账户，则本协议自行解除，乙方不视为违约，但乙方不得要求甲方返还已支付的款项（此款作为
对甲方损失的补偿）。
6.协议的变更、解除和终止
6.1.双方协商变更解除本协议。
6.2.因政府、政策原因致使本协议无法履行，则相互返还财产,即:甲方返还乙方支付的所有款项并支付乙方银行贷款利息,乙方返还甲方移交的电站和相关财产。
6.3.因不可抗力发生至本协议无法履行到变更和移交,则相互返还财产(原则同上)。
7.争议的解决
本合同履行中发生争议，双方应协商解决，若协商解决不成可向双方住所地人民法院提起诉讼。
8.其他
8.1.本协议未尽事宜，双方另行协商签订书面补充协议解决。
8.2.本协议一式四份，甲、乙双方各执二份，自甲方收到乙方给付的首付款后生效。
甲方:乙方:
(签字/盖章)：(签字/盖章)：
甲方担保企业：
（签字/盖章）：
甲方某某某家庭主要成员：
一、安全教育要到位
牢固树立安全意识是保证电站安全生产的基础。青天河电站近几年一直把安全工作放在首位，把安全教育工作做到位，把职工从被动的“要我讲安全”转移到“我要讲安全”，其具体做法是：正面教育，通过树立先进典型，以先进事迹为榜样，使职工自觉增加安全责任心，反面教育，以常见事故案例为教材，使职工牢记血的教训，时刻引以为戒；奖励教育，对工作中认真负责、遵章守纪、制止“三违”行为、及时发现和排除事故隐患、避免人身伤亡和设备损坏事故发生的有功人员，大力宣传、表彰，并给予重奖、重用；处罚教育，对因工作失职，自由散漫，或由于“三违”造成事故者，严格按有关制度进行处罚，使职工感到罚得心痛，触及灵魂。
二、技术培训要到位
1．对新职工进行岗前培训、跟班见习
其具体内容包括：学习设备构造、原理、性能、技术状况、操作技术要领、安全技术规程、规范等，见习期满后，经考试合格后，方可上岗。
2．定期开展全员技术培训
充分利用运行班、零点班、四点班休息时间，组织全体职工进行集中学习。由主管技术的`副处长授课，从基础理论学起，结合电站实际情况，有理、有节地授课，使职工都能够从机组构造、性能和工作原理等方面加深对技术的学习掌握。每年进行两次闭卷考试，考试分三个层次：班员、主值班员、班长。每个层次命题不一样，要求也不一样。班员前2名可以晋升主值班员、主值班员前2名可以晋升班长、班长前2名进行奖励。相应地，班长后2名降为主值班员、上值班员后2名降为班员、班员后2名重新眼班学习，学习期满经考试合格后重新上岗。考试成绩直接和工资挂钩，极大地促进了职工学习技术的积极性。
三、生产设备管理要到位
生产设备是电站的主要生产工具，要保证安全生产，提高经济效益，就需要现代的管理技术，维护好生产设备，保证生产设备安全、高效运行。
1．建立健全设备台帐
其做法是对每台机组建立技术档案，记录机组安装时的技术参数，运行中发生过哪些异常、故障或事故，是什么原因造成的，当时是怎样处理的，更换过哪些零部件，机组的维修期限，以及每次大修后的试验记录，随时对设备的运行状况进行查询和分析，做到心中有数。对备品备件准备充足，并及时补齐，做到检修时能快速方便地更换。
2．全体职工参与设备管理
每件设备都有人专门负责，要求职工对所管理设备的结构、性能、工作原理必须掌握，熟悉常见故障及处理，加强正常巡视、维护。每月每班必须把当月设备运行缺陷报管理处。
3．建立良好的反馈制度
每月定期召开一次运行分析会议，由各班长参加，共同研究分析问题的症结所在，找出解决问题的办法。共同分析各班上月上报的设备缺陷，落实检修班，检查维护，并做好记录。实行销号制，有条件解决的，及时销号；一时得不到解决的，记录在案，并积极创造条件，缺陷解决后再销号。
四、巡视检查要到位
经常性巡视检查是小水电安全运行的关键。我们制定了内容详细的巡视检查项目，包括永磁机、励磁机、发电机、水轮机、调速器、自动盘、蝶阀室、集水井、空压机、主控室各控制屏、高压开关、主变、电缆、蓄电池、升压站、整流柜，要求每小时进行1次巡视检查，每4个小时进行1次全面检查，并做记录，发现问题及时处理，处理不了的要采取尽可能措施避免事态扩大，并及时上报。根据经验，做好巡视检查必须做到：心到，就是全身心地投入，做到心中有数、对设备状况和性能及工作原理熟悉掌握；脚到，该跑到的地方一定要跑到，不能靠想象、推理来代替检查，只有脚到才能查清、查实、查细；手到，有些地方需要用手触模，去感受温度，去加油除尘，不要怕脏手，不要怕麻烦，并要对检查出的问题认真记录，及时处理；眼到，一定要仔细观察，发现细微处变化，耳到，一切机械设备运行时都有正常声音，要了解这些声音，并能从声音中听出异常，及时分析处理，防止事故发生；鼻到，一切设备有异味情况时，往往能闻到；嘴到，对检查中发现的问题要及时记录，并逐级上报。
五、督查到位
加强监督检查是实现安全生产的重要环节，一个电站如果只有安全生产管理制度和措施是不够的，必须进行严肃认真的监督检查，促进工作的落实。我们的做法是每月组织由处长带队、各班长参加的检查组，对各班组从安全生产、操作规程、劳动质量、组织纪律、设备环境卫生等方面进行检查，实行百分制考核，检查考核记录作为各班组评比和年终评优评先的重要依据。要求每位处长每月到生产一线检查指导工作不少于15次，并要进行夜间督查。通过检查及时发现不安全因素和设备缺陷，提高职工安全意识，保证安全生产。
六、结束语
摘 要 由于变电站直流系统的改造难度大，风险高，必须结合变电站实际情况，综合性、系统性、科学性的提出相关改造技术措施，以保证改造过程中电力系统的安全运行，避免相关事故或者缺失的发生，文章主要以110kV变电站直流系统为研究对象，针对当前变电站直流系统运行过程中存在的不足，提出了改造当前变电站直流系统的技术措施。
关键词 变电站；直流系统；改造；问题；方案
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)101-0099-02
直流系统是变电站的动力核心，为继电保护设备、自动装置、监控系统、远动系统等电气设备的正常运行和遥控操作提供直流电源保证。伴随着电力、通信、计算机技术的飞速发展，微机型保护装置和安全自动装置被广泛应用于变电站，这就对站用直流电源提出了更高的要求。目前而言，大部分110kV常规变电站的直流系统为电磁型直流设备（相控硅整流电源），这种直流系统在精准性、可靠性、稳定性、纹波系数、效率等方面都已不能满足电网的发展趋势，以及二次设备的应用要求，变电站直流系统的改造将是不可避免的趋势，也是电力系统持续发展的需要。变电站直流系统运行及改造存在的问题
随着电力技术的发展，许多110kV常规变电站被改造成综合自动化变电站以实现了无人值班，原有直流系统的缺陷逐渐显现出来，这些缺陷是不能适应电网的发展趋势的，所以必须对其进行改造。当前大多数110kV变电站仍采用单电单充直流系统供电模式。传统的变电站直流系统主要呈现出以下几个方面的问题：
1）工作母线结线布置复杂。控制屏中直流母线水平置于屏的中部，屏顶还设有多根小母线主要是控制信号音响等，因结构复杂和设备间距比较小，在设备出现接触不良等与之相关的问题时而难以处理
解决。
2）灯光信号和仪表维护困难。传统的直流屏，由于其屏的正面不使用活动门的方式，这样就不能更换装于屏面上损坏后的仪表、信号等设备。
3）绝缘监察装置动作灵敏度不高。传统的直流系统虽能能正确反映单极明显接地现象，但无法反映出正确的接地回路，因为它主要是采用电磁式绝缘监察装置反映直流系统的接地，才会导致这种现象发生。
4）通讯接口与微机进行联接时无法提供数据。随着电力系统自动化的不断深入，以及电网规模的扩大，必须对存在以上缺陷的变电站直流进行改造，但供电模式下的110kV综合自动化变电站的改造也面临着一些问题：①在一些变电站中，因为服役时间较长，需要日常维护的铅酸蓄电池和直流电源系碱性蓄电池组，已不能适应电力系统继电保护装置，尤其是不能适应微机保护装置对直流电源的安全技术标准。②在更换过程中，如果发生断线、短路或者接地等问题时，都极有可能致使保护装置误动或拒动造成大面积停电发生，更为严重的能造成电网事故。为了保证供电的安全可靠要求在全站不失去直流电源的情况下更换，也就是不停电进行直流系统更换。③直流改造时旧直流屏不能带电移出，新直流屏不能带电就位，以确保设备及人身的安全。新、旧直流屏电路割接的难度大，在旧屏转换为新屏的过程中，如何确保继电保护及开关操作所需的直流电源安全可靠，成为了110kV变电站直流系统改造工程需要解决的关键问题。变电站直流系统改造方案
直流系统改造的目的就是提高直流系统运行的可靠性和供电质量，这是衡量直流电源的重要指标，所以需要综合性、科学性的制定改造
方案。
在变电站直流系统改造过程中对于合闸电源及控制电源需要做出以下情况说明：
1）变电站断路器合闸电源仅在断路器合闸时使用，因为平时空载，所以允许短时的停电，因此在更换过程中不再对合闸电源进行说明，停用各馈线重合闸就可以了。
2）要保证电力设备的安全运行，控制、保护电源及信号电源至关重要，绝不允许中断。因此，主要对控制电源进行情况说明。对原有直流系统馈线网络进行认真的核查后，才能制定更换方案，总体的更换方法是：利用临时系统转接负载来搭建一个简易的临时直流系统，如图1所示。用临时电缆将馈线支路直流，是由这条支路的受电侧电源接入点而引至空气开关的下侧。此时，就相当于把原来的直流电源引至空气开关的下方向。在它具体的实施方法上面临以下两个方案：①先把原来的直流系统断掉，然后把上图中的空气开关和上，这样做的有利之处是两套直流系统间的转换过程简单化。虽然在这种转换过程比较快，但是瞬间的变化直流电压，很容易产生一些严重的后果，例如：电源插件损坏、保护装置误发信号等。为了避免这些问题要提前申请退出全站的保护出口压板，等到直流系统转换完成后再恢复压板，而且必须在新的直流系统安装调试完成后，再重复一次上述的过程，然后拆除临时直流电源。这样至少需要2h左右的操作过程，这是不能允许的，因为在这段时间内，就相当于变电站在没有保护的情况下运行。②首先把空气开关闭合，把临时直流电源合并入系统拆去原来的直流电源，等新的直流屏安装和调试完成后，然后重复以上的方法拆掉临时直流系统就可以。这样做的缺点在于容易导致不同直流系统间产生压差，而且因为蓄电池的内阻较小致使容易产生较大的环流。同时这样做也有很多优点：第一，确保了在更换直流的过程中可以保持对外的直流供电；第二，更换过程中避免了对保护设施压板的操作，所以选用这种方法。避免产生环流，可以调整临时直流系统的电压来把两套直流系统间的电压差缩小，并缩短两套直流系统并联时间，这样就把环流的影响降到了最低程度。
根据上面成功的实验方案，制定了下面直流屏更换“旧直流屏一临时直流电源系统一新直流屏”供电转换施工方法：用临时充电机和电池组搭建一个临时的系统，将直流馈供支路转到临时直流系统空气开关下面；在临时直流系统中引出一组直流电源，然后接到空气开关上方，再把原直流系统的充电机停止使用；切断原来直流屏的馈供支路并合上临时充电机的交流输入电源，合并空气开关，这样负载转到临时直流电源供电；这样使临时直流系统工作正常；切断旧直流屏交流输入电源拆除旧直流屏；新直流屏回到原来的位置，然后安装电池，连线接交流，并调试正常；重复上述方法，就可以把负载接入新的直流屏；核对检查一下各馈供支路极性是否正确，新屏是否运行正常。变电站直流系统改造注意事项
1）事先熟悉现场直流系统设备实际接线图纸、负荷电缆出线走向，核实原直流接线合闸正母线与控制母线是正极还是负极共用，仔细查看工作地点与其他设备运行是否相互联系。
2）更换前，需要对作为临时系统的蓄电池组进行仔细检查，将电池组充好电，测量其输出电压是否满足要求，以保证临时供电系统的可靠性。直流系统大多采用辐射型供电，负载线路多，在切改过程中为了防止出现漏倒的现象，要求我们提前做好负载线路的标识工作，将出线名称与电缆一一对应清楚，并标识明确。
3）临时接线时考虑引线截面，各连接头接触良好、牢固。由于一般的临时充电机只有一路交流电源输入，这样为了不让失去交流电带来的一些问题发生，在更换之前就应对站用低压备用电源自动投入功能进行检查试验。
4）电池容量选择和模块的配置。首先电池容量在选择时要进行直流负荷的整理统计，直流负荷按性质通常分为经常负荷、冲击负荷、事故负荷。经常负荷的作用是保护、控制、自动装置及通信的设置。冲击负荷是指极在短时间内，增加大电流负荷。冲击负荷是指在瞬间时间内来增加的大电流负荷，例如合闸操作、断路器分等。事故负荷是指在停电后，必须采用直流系统供电的负荷，比如：通信设置、UPS等。针对以上三种直流负荷统计分析，就可以把事故状态下的直流放电容量整理计算出。一般直流系统的蓄电池（220kV的变电站）要选用两组电池的容量是150AH～200AH。直流系统的蓄电池（110kV的变电站）要选择一组电池容量是100AH～150AH。直流系统的蓄电池（35kV的变电站）要选择一组电池容量是50AH～100AH。模块数量的配置是要全部模块出额定电流总值要大于或等于最大经常负荷加蓄电池充电电流。例如：100AH的蓄电池组，它的充电电流是0.1c100=10A，在没有计算经常负荷时，选用两台额定电流5A电流的模块就可以满足对蓄电池的充电，要实现N+1冗余总共选择3台5A模块。
5）尽量避免在更换过程中对变电站设备进行遥控分、合闸操作。如必须操作，只能在变电站手动分、合闸。更换过程中密切监视直流系统电压情况。
6）直流系统改造过程中为了确保设备及人身的安全，旧直流屏不能带电移出，所以在拆除旧直流屏前应确保设备不带电。结束语
通过对变电站直流系统改造及对显示模块、告警模块、手动调压、控制方式等方面的测试，各个部分的操作和功能都得到了改善，满足相关技术要求，且蓄电池组放电容量充足，池电压均衡、平稳。改造后的直流系统满足变电站设备对直流系统可靠性、安全性、稳定性等方面的要求。为保证五常变设备的安全运行起到至关重要的作用。
参考文献
博爱丹东水电站建成于1975年, 电站装机容量为2×1 250 k W+630 k W, 发电机出口电压6.3 k V, 经2台主变压器 (容量为3 150 k VA、2 500 k VA) 升压至10 k V, 10 k V出线3回。6.3 k V母线和10 k V母线上各接有1台50 k VA厂用变, 分别用于厂房和和机关大院的日常供电。原有的保护及控制是常规继电器保护和常规控制台系统, 自动化程度较低, 设备老化, 配件难以购买, 运行维护费用高。随着电力系统微机自动装置的日益发展为水电站“无人值班”提供了条件, 因此有必要对水电站控制系统进行改造升级。通过采用WST6000型水电站计算机监控系统和微机式继电保护, 对水电站常规继电器和常规控制台系统的改造, 以达到无人值班 (少人值班) 的目的。
2 水电站监控系统简介
博爱丹东水电站采用WST6000计算机监控系统。这是一种分散型的计算机监控系统, 主要包含硬件和软件2个部分。
2.1 WST6000计算机监控系统硬件部分
主要由1个监控管理单元 (中央监控室) 、3个机组现地控制单元 (1#~3#机组) 、1个公用同期现地单元共3部分构成。
监控单元采用2台监控计算机来组成监控管理单元, 1个主机1个备机, 互为备用, 监控计算机选用Windows XP系统。
机组现地单元主要组成有:1台通讯管理机、1台发电机保护测控装置、1台发电机后备保护测控装置、1台智能温度巡检装置、1台智能转速测量装置、1套微机调速系统、1套微机励磁系统、1台触摸屏以及PLC (DI:128点, DO:64点, AI:16路) 组成的机组控制系统、1套继电器输出装置、1台交直流双供电逆变装置。机组现地控制单元直接控制工艺流程, 包括一些重要的生产设备的运行、独立完成控制和数据采集等。
公用同期现地单元主要组成有:1台通讯管理机、1套手动同期系统、1台同期选线装置、1台多点微机同期装置、1套闸门控制系统、1套轴机控制系统、1台触摸屏以及PLC (DI:128点, DO:64点, AI:16路) 组成的公共控制系统、1套继电器输出装置、1套交直流双供电逆变装置。
电站主要采用以太网通讯方式, 通信协议选用工业以太网TCP/IP协议;在监控管理层与现地控制层之间采用光纤作为通讯介质, 将以上3个功能部分连接在一起, 组成水电站计算机发电机组监控系统, 系统结构如图1所示。
2.2 WST6000计算机监控系统软件部分
2.2.1 系统软件组成
系统提供的基本软件包括:操作系统、办公软件、自诊断软件、应用软件4部分。
(1) 操作系统。为提高系统稳定性和计算机利用率和响应时间, 操作系统使用Windows2000或Windows NT等, 具有以优先权为基础的任务调度执行、资源管理分配以及任务间通信等手段, 优先级至少有32级。
(2) 自诊断软件。提供方便地寻找故障位置、消除故障以及软、硬件维护使用的自诊断软件。自诊断软件将能准确地判断硬件故障具体发生在哪一块板上。自诊断软件能检测整个系统的“健康”状况, 包括通信线路、过程控制器、过程输入/输出单元以及所有外围设备。任何系统内的软、硬件故障, 包括该故障的位置及对它的描述, 都在操作员站上显示出来。
(3) 应用软件。Windows98/NT/2000/XP系统的组态软件King View。该软件由通讯、图形、参数组态和人机交互4个模块组成, 构成了功能强大的电力系统组态平台。它提供实现系统运行要求所需的全部服务程序。服务程序能扩展, 并且在规定的最大系统容量范围内不予限制;提供包括出现的所有符号的图像程序;提供用于编辑打印报告的记录格式程序。
2.2.2 监控及后台软件功能
(1) 数据采集。实时采集全站输入信号, 数据类型分别为模拟量、状态量、脉冲量、数字量及非电量。模拟量包括:机组出口电压、电流;母线电压、各线路和主变的电压、电流;直流系统、励磁系统参数等。
(2) 综合参数统计、计算、数据处理、分析。计算机监控系统可根据实时采集到的数据进行周期、定时或召唤计算分析;形成各种实时数据库, 帮助运行人员对电站设备的运行进行全面监视与综合管理。
(3) 全厂电度量的统计、计算、分析。
(4) 控制与调节。设备的控制:运行人员可通过现地控制或操作控制菜单对电站进行控制, 通过后台软件菜单控制需要首先选择控制对象, 然后选择操作性质, 系统提示确认, 当运行人员确认后自动弹出过程监视画面, 供运行人员了解过程的执行情况, 通过计算机监控系统操作控制的电厂设备有:1) 机组开停机控制;2) 运行方式选择、切换;3) 辅机设备控制:油压装置油泵的启动与停止、水泵的启动与停止, 高、低压汽机的启动与停止;4) 闸坝设备控制;5) 励磁系统的操作控制;6) 直流系统的操作控制;7) 水力机械保护动作;8) 控制方式切换;9) 断路器投、切操作;10) 有功、无功功率调节;11) 自动发电控制 (AGC) 、自动电压控制 (AVC) ;12) 同期操作。
(5) 监视记录。1) 实时监视:对全电站水力机械系统, 发送电系统, 厂用电系统, 油、水、气系统, 闸门系统的实时运行参数和设备运行状态以召唤方式进行实时监视。当发生事故时自动弹出事故画面, 同时音响报警。当进行设备操作时自动弹出相应的操作控制画面和过程监视画面。2) 画面拷贝:当电站发生事故、重要故障、某些重要参数越限时, 运行人员可拷贝当时相关的画面保存在计算机中, 形成历史画面记录, 同时记录画面拷贝的时间, 拷贝画面可由运行人员召唤显示和打印。3) 状态检查。4) 越限检查:运行设备参数超越其设定限值时, 计算机监控系统立即响应并处理, 记录事故发生的日期、时间、设备名称、越限值等, 时间以时、分、秒、毫秒计。显示并打印越限信息, 发出语音提示信号, 并按时间先后顺序存入数据库中形成越限顺序记录。5) 趋势分析。6) 事件顺序记录:当运行人员对电站设备, 包括机组开、停机, 断路器的投、切等设备进行各项操作时, 记录事件发生的日期、时间、操作内容、操作员名等, 时间以时、分、秒、毫秒计。显示并打印时间信息, 发出语音提示信号, 并按时间先后顺序存入数据库中形成时间顺序记录。7) 事故追忆和相关量记录:电站发生事故时, 须对事故发生前后的某些重要参数和相关量进行追忆记录, 以供维护人员对事故进行分析。事故追忆由计算机完成, 追忆周期为1 s, 并将发生事故时的数据存入数据库, 形成历史数据, 运行人员可以召唤显示和打印这些追忆数据。
当电站重要设备发生事故时, 计算机监控系统立即响应并处理, 记录事故发生的日期、时间、设备名称、内容等, 时间以时、分、秒、毫秒记录。显示并打印报警信息, 发出语音报警信号, 并按时间先后顺序存入数据库中形成报警顺序记录。
(6) 显示。1) 系统图类:包括各类电气接线图, 油、气、水系统图。2) 棒图类:包括电压、电流、有功、无功功率等。3) 曲线图类:包括电压曲线、频率曲线、给定日负荷曲线以及各种模拟量变压曲线。4) 表格类:包括各种运行参数表、特性表、定值表、报警信息统计表、操作统计表、运行报告等。
(7) 打印:定时打印各种运行报告;即时打印各种操作记录;即时打印各种报警记录;召唤打印各种数据、报表、资料;打印操作票。
(8) 设置:设置运行状态;设置运行参数;设置监控方式;设置各类定值。
(9) 数据通讯:现地单元与上位机系统通讯;监控系统与上级调度及梯级调度通讯。
(10) 在线自检:网络通讯自检;计算机内部自检;外围设备、各种功能模块的自检。
(11) 操作指导:正常操作顺序提示:事故处理操作。
3 结语
本文提出的博爱丹东水电站监控系统设计方案, 解决了电站现场运行的可视化及集中监控问题。系统在保证可靠安全的前提下, 完全按照冗余化和开放式的系统结构设计, 技术先进、结构合理、功能完善。整个水电厂计算机监控系统可以实现水电厂生产过程的自动化控制和生产数据的综合管理, 从而达到保证产品质量、提高生产效率、改善企业管理水平的目的。
参考文献
[1]徐金寿, 张仁贡.水电站计算机监控技术与应用.浙江大学出版社, 2011
小水电站存在装机规模偏小,自动化水平低,管理不科学,生产成本高,生产效率低下的普遍现象。小水电站监测设备不完善,虽然安装了综合自动化系统,但只是实现了对电气量的监测和控制,对水轮机的重要参数:水轮机流量Q,水轮机工作水头H等则无监测手段,因而对水轮机效率及整个发电厂的经济效益无科学的监测手段。小水电站无统一的管理平台,水电站的经济活动分析都是通过综合水流量的人工记录、发电记录、历史时期的记录来进行活动的,大部分是靠人工完成,必然存在误差。若要对整个发电厂的经济效益实现实时监控,则需要建立一个微机监控平台,汇总水流、水轮机、发电机、电气设备等方面的信息,将控制自动化和管理自动化自动集成起来,构成控制-维护-管理系统,提高小水电站的综合自动化水平。小水电站的部分员工经济意识淡薄,现代化企业的规范化管理观点有待加强。水电站发电机组的经济运行、定期检修都是按照工作经验来决定的,很难说清具体理由,很少有充分的数据支持。由于小水电效率监测系统的研究涉及水电设备种类繁多,并考虑到投入成本,因而只是对水轮发电机组的运行效率进行监测。除此之外,发电机组的运行参数对判断系统或设备的运行状态也是十分重要的,比如水轮发电机组的机端电压、电流、机组的有功和无功功率值等,也要纳入到水轮发电机组的监测范围中。
目前,有许多监测软件正在系统中运行或者处于开发阶段,它们大多数基于C/S模式,C/S架构的优势实现了监测点的实时监测,数据更新显示迅速,但该方式需要安装客户端软件,系统维护困难,维护成本过高,B/S模式则避免了客户端软件的安装,便于系统的维护和升级,且使得运行效率监测不再局限于一个水电站,实现了同一供电系统、不同地点的水电站运行效率在线监测,水电站的领导可以随时通过IE查询方式,查看监测系统中各台发电机运行状态参数并形成报表,客户端的用户可以向效率监测Web服务器发出一个Http请求,服务器执行完成任务后,向用户返回一个页面供客户浏览,其应用程序如图1(a)所示。
采用基于B/S结构下的运行效率监测系统实现在线实时监测的同时,伴随而来的是Web服务器将面对大量的客户端的请求和海量的数据处理,从而出现了一些问题:
(1)等待客户端效率监测页面的刷新;
(2)等待服务器的快速响应;
(3)等待数据屏幕的及时刷新;
(4)等待请求返回和生成新的页面。
在水电站运行效率监测系统中,使用传统的Web模式解决这些问题是繁琐的,甚至是困难的。而使用AJAX(Asynchronous Javascript and XML)技术将传统的网页技术隐藏到后台,使我们看到的是一个静态效率监测页面,但却动态刷新页面显示数据。
1 Web技术及AJAX简介
Internet自从问世以来,就得到了广泛的应用与发展,特别是万维网(WWW)的问世和发展更是让广大的计算机水平不是很高的人员能够方便地共享信息资源。要方便地实现水电站基于B/S模式的效率监测系统就要用到WWW技术,目前,开发这种基于浏览器模式的主要技术有JSP,ASP.NET,PHP等等,这些技术主要是基于传统的动态页面技术,用户在向Web服务器发出Http请求后,由于需要完全刷新页面,页面可能会处于长时间等待状态。另外,由于图形显示是在客户端的浏览器上,信息交互又是通过Http这种无状态的协议,所以很难实现由服务器直接控制实时数据和实时波形图等显示变化情况。只有AJAX技术能够使Web应用象桌面软件那样具有快速的响应速度和丰富的呈现形式。
AJAX是Java Script、XHTML和DOM、CSS、XML(The Extensible Markup Language)和XSTL、XMLHttp Request等多种技术按照一定方式的组合,在共同的协作中发挥各自的作用。AJAX中包含:
(1)使用DOM实现动态显示和交互;
(2)使用XHTML和CSS标准化呈现;
(3)使用Java Script绑定和处理所有数据;
(4)使用XML和XSLT进行数据交换和处理;(5)使用XMLHttp Request进行异步数据读取。AJAX应用模式是在客户端用户和Web服务器层之间加上一个中间层—AJAX引擎,使客户端用户的请求与Web服务器之间的反应异步化—并非所用的数据都交由服务器处理,部分数据或校验由AJAX引擎处理,当需要向服务器读取数据时,才向服务器发送请求。这样在整个过程中,只需要交换少量的数据,既减轻了服务器的负担,又加快了响应速度,减少了用户的负担。用户在使用AJAX引擎后,从感觉上几乎所有的操作都很快地完成,不需要页面数据载入的等待,AJAX应用成粗模型如图1中(b)部分所示。
从图1(b)中可以看出,AJAX引擎是一个比较复杂的Java Script应用程序(通常隐藏在frame中),用以处理客户端用户请求,然后根据需要动态的读写服务器和更改DOM内容。利用XMLHttp Request对象采用异步方式与Web服务器进行数据交换。调用AJAX引擎代替产生一个Http请求的用户动作,内存中的页面导航、数据编辑、数据校验等无需重载整个页面,可以由AJAX来完成[4,6]。传统的同步Web传输过程如图2(a)所示,AJAX异步传输过程如图2(b)所示。
2 水电站运行效率监测系统的软件设计
2.1 系统开发的总体框架
本系统开发的总体框架如图3所示。
基于B/S模式的水电站运行效率监测系统采用了三层结构框架,包括数据库服务器、应用服务器和客户端,提供给用户实时监测水电站运行效率情况的平台,如图3所示。系统提供了实时数据库查看、历史数据库查询、运行安全报警管理、数据分析、权限管理、系统管理等功能。底层监测设备将各种传感器采集上来的数据经过预处理后存储到数据库中,应用服务器应用AJAX技术实现实时数据的动态显示,其工作过程为:显示页面通过Java Script不断调用AJAX引擎,AJAX引擎一方面不断向Web服务器发出HTTP请求,从数据库获得实时数据以XML数据格式返回,一方面利用VML控制画图,同时把显示页面上的数据信息更新。另外,为了获得更好的效果,可实现图形的局部更新,如在动态波形图中,由于变化的只是波形数据,而背景网格可以在显示页面第一加载的时候画好,这样每次更新的数据只有波形数据,从而减少了网络数据流通,降低了网络负荷。
2.2 开发平台
本系统使用的开发平台和应用平台有:(1)开放式关系数据库采用SQL Server 2000,支持多服务器、数据分布、共享存储、SQL访问、权限管理、开放式的用户界面开发工具等。(2)服务器操作系统为Windows 2003 Server。(3)服务器的Web Server为IIS 6.0。(4)网页局部实时数据刷新的开发语言Java Script、ASP.NET。(5)客户端具备IE等浏览器。
2.3 浏览器客户端
在客户端首先创建一个XMLHttp Request对象,通过open函数来设置服务器端进行事物出来的URL及数据传递方式,接着通过onreadystatechange属性设置异步响应接收数据的函数,最后通过send函数来发送数据。Xml Http Request对象常用的属性及功能:(1)ready State,对象状态值:0=未初始化;1=正在加载;2=加载完毕;3=交互;4=完成;(2)status,从服务器返回的数字代码,比如404(未找到)或200(就绪)。(3)onreadystatechange,每次状态改变所触发事件处理程序。(4)response XML,服务器进程返回数据的XML形式。(5)response Text,服务器进程返回数据的字符串形式。通过java Script的set Interval函数实现对服务器端服务程序的定时异步访问,从而获取实时数据函数调用方式为set Interval(“Get Datas()”,2000),本系统中每2 s自动刷新一次,每2 s获得一次数据。
2.4 服务器端的响应
服务器端的事务处理程序可以是ASP、JSP或CGI等web应用程序,它的主要任务是负责与实时数据库通讯,获取实时数据,并将所得数据按照客户端的要求转换成XSLT格式的数据,然后返回到客户端。本系统使用了ASP程序中response对象的write函数来返回数据。
2.5 实时页面和历史曲线的显示
2.5.1 实时页面的刷新
在图形显示页面中利用Java Script来实例化一个XMLHTTP对象,并每隔2 s向XMLHTTP.ASPX页面发出请求,然后把返回的数据赋值给页面的litaral元素进行显示。
2.5.2 历史曲线的显示
在历史曲线中无需实时动态显示,只需要用一个记录集recordset将数据库中的历史数据表读取过来,然后绑定到VML中的line函数即可。
2.6 系统的主要功能
本运行效率监测软件是为配合贵州省遵义市电力公司的生产管理而进行设计和开发的,其软件设计思路具有通用性,目前开发的“遵义市桐梓县水电站运行效率监测系统”软件已经开发完成并投入使用,这种监测软件的基本功能简要介绍如下:
(1)管理功能。用来处理用户登陆。高级权限的用户可以创建低级权限的用户,也可以对低级权限的用户进行授权。这是为了提高系统的保密性,由于电力系统日益趋于市场化,系统中很多内容并不是所有接入Internet的用户都能浏览,甚至有些关键的参数连本系统的一般人员也不能查看,还有一些参数的设置更是只有授权人员才能对此做出修改。所以,系统建成以后,一般要设置一些不同权限的用户和对应的密码,用户的权限大小只有系统维护人员和权限级别较高的用户才能做出相应的修改。
(2)实时显示系统的运行参数、水轮发电机组的当前运行参数或者是运行状态,给出当前报警显示。显示水电站的运行参数、发电机组的当前运行参数或者运行状态,这是系统的核心部分。因为本系统的主要目的就是为了监测这些需要监测的量,监测画面的数据刷新时间定在2 s。图4是运行效率监测系统中的子系统——遵义市水电站运行效率监测系统中的一个画面(以下是访问中心服务器时的画面)。
(3)能查询系统某些参数的历史值(一般以曲线的形式或者表格的形式显示给用户)。显示各参数的历史曲线也是本系统的主要功能。它能够让用户查看各个参数指定时间的历史趋势,这样运行人员就能从历史曲线中看到设备或者系统参数的变化趋势,进而能从中觉察出系统的预想故障。
(4)能查询系统的故障和报警信息。提供故障查询是本系统的辅助功能。它可以是其他诊断软件诊断结果(存在共享的SQL Server数据库中),也可以是监测系统的实时值与元件参数的上下限做比较判断得出的结果。
(5)能修改系统中某些参数的上下限值。
3 结束语
目前,随着电力系统的日益趋于市场化,实行水电站运行效率监测进而实现生产管理数据化已是水电站发展的必然趋势,本系统正是基于这种考虑建立起来的。本套监测系统现在实验室的中心服务器上运行,取得了很好的效果,达到了预期的目标,该系统正在逐步扩充,为水电站实现状态监测和状态检修的生产管理顺利实现打下良好的基础。本系统的主要优点如下:
(1)开发费用低,维护简单。实行水电站运行效率监测,需要监测的系统参数、元件和设备很多,要把每一个需要监测的量都纳入到监测系统中来,其工作量是十分庞大的。本系统由于采用统一的设计模式,无论什么监测量,其基本设计思想是一样的,所以,在开发完一个子系统后,就可以很方便将程序代码进行移植,也不需要做太多的修改。此外,Java Script较其他设计语言简单易学,便于培训系统维护人员。
(2)监测系统由于自身的特点,需要让多个工程师同时查看。基于B/S模式的设计,就不需要安装客户端软件,可以很方便地用IE来进行浏览。而且本系统还增设了专家留言功能,它让现场和非现场的工程师在查看当前状态和历史状态以后,可以方便地反馈对系统可能存在故障的看法,这对于现场系统运行人员正确判断预想事故的发生是很有好处的。
(3)本系统可以很好地与其他系统进行结合。本系统一般不进行很复杂的计算,如果有很复杂的计算,就需要借助数据库的共享方式进行交互。本系统的方案是这样的:遇到复杂的计算或者需要用到专家系统进行故障诊断时,后台可同时运行其他高效的计算和诊断程序,然后将结果存放到数据库中,而Java Script程序则是定时读取数据库,以取得其计算结果。
(4)以往水电站效率监测系统都是测量水轮发电机组本身的效率,即单台发电机出口功率与水轮机输入功率的比值。但是本系统是监测水电站的总体运行效率,即水电站三台发电机出口功率之和与单位时间流过水库能量之比。当水库是在丰水期,三台机组都满负荷发电,此时不存在经济运行问题。但是当水库是在枯水期,水电站的三台机组不能都满负荷发电,此时就涉及到机组的开机组合优化问题。在水渠粗糙度不变、且能够避开水轮发电机组的振动区的情况下,水电站运行效率能够反映出机组运行工况,能够监测机组运行状态、机组间最优运行组合方式提供数据。通过建立的历史数据库,可以了解水电站在某一水位水电站的运行效率水平,并且可以求得最佳的开机组合。
(5)操作简单也是本系统的一个突出的优点。
参考文献
[1]瞿曌.基于虚拟仪器技术开发的水电站监测系统的研究[J].仪表技术与传感器,2004,(4):13-15.QU Zhao.Research Into a Hydropower Station Monitoring System Based on Virtual Instrument Technology[J].Instrument Tecnology and Transducers,2004,(4):13-15.
[2]吴小梅,胡小明.中小水电站运行自动监测系统[J].计算机应用,2004,(3):42-43.WU Xiao-mei,HU Xiao-ming.Auto-Supervisory System in Operation of Mid-small Hydropower Station[J].Computer Application,2004,(3):42-43.
[3]张源.水电站水轮发电机组效率在线监测系统的研究与开发[J].2004.ZHANG Yuan.Research and Design of Efficiency OnlineMonitoring System for Hydro-generator Unit in Hydropower Station[J].2004.
[4]施伟伟,张蓓.征服Ajax-Web2.0快速入门与项目实践[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[5]闫海英,郭德勇,于励民.B/S结构在煤矿安全信息管理系统中的应用[J].煤矿安全,2005,36(1):48-50.YAN Hai-ying,GUO De-yong,YU Li-min.The Application of B/S Structure in Mine Safety Information Management System[J].Mine Safety,2005,36(1):48-50.
[6]Aalcaon Ryan,Nathaniel T.Schutta.Ajax基础教程[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[7]陈维荣,宋永华,孙锦鑫.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].电网技术,2000,24(11):12-17.CHEN Wei-rong,SONG Yong-hua,SUN Jin-xin.Concept and Present Situation of Condition Monitoring of Power System Equipment[J].Power System Technology,2000,24(11):12-17.
[8]阮跃,黄雅萍.大型电站状态监测与故障诊断专家系统的研究[J].电力系统工程,1997,(3):13-16.RUAN Yue,HUANG Ya-ping.Research Into Situation Monitoring and Fault Diagnosis System[J].Power System Engineer,1997,(3):13-16.
[9]孟大伟,等.电力变压器故障诊断专家系统[J].黑龙江电力技术,1997,(3):13-16.MENG Da-wei el at.A Fault Diagnosis Expert System for Power Transformers[J].Heilongjiang Power Technology,1997,(3):13-16.
【小水电站技术反措改造】推荐阅读：
光伏电站技术改造07-14
小水电论文11-14
小水电的发展前景07-04
小型水电站安全运行06-28
水电站运行维护方案09-21
水电站生产管理系统06-02
水电站2014年年度总结07-09
水电站基础知识概述07-13
水电站关于实习总结报告07-26
水电站班组安全管理10-05
