賈曉霞

廣州市水利科學(xué)研究所，廣東廣州 510220

淺談數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在某水電站管理中的應(yīng)用

賈曉霞

廣州市水利科學(xué)研究所，廣東廣州 510220

數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)是融多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)為一體的、新興的監(jiān)控技術(shù)。本文結(jié)合某水電站所采用的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，詳細(xì)的介紹了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用原理及其組成，同時(shí)重點(diǎn)闡述該項(xiàng)技術(shù)在水電站能夠?qū)崿F(xiàn)較好運(yùn)作的硬件設(shè)備保障。

水電站；數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)；保障措施

0 引言

數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)是融多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)為一體的、新興的監(jiān)控技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)這兩個(gè)相互獨(dú)立系統(tǒng)的融合。我國(guó)大部分水電站在運(yùn)行管理過程中存在水資源開發(fā)能度低、抵御災(zāi)難性事故發(fā)生地手段弱、工作調(diào)度能力差等問題。面對(duì)問題的出現(xiàn)，將數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)引入水電站的運(yùn)行管理中，已成為利用現(xiàn)代化管理技術(shù)提高水電站運(yùn)行管理水平的必然趨勢(shì)[1]。

1 工程概況

某水電站安裝3臺(tái)發(fā)電機(jī)組，且單機(jī)容量為35mW，總裝機(jī)容量為105mW。采用兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線方式將發(fā)電機(jī)變壓器組合在一起，并經(jīng)2回110kV接入電網(wǎng)。電站按“無(wú)人值班、少人值守”的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 水電站的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)

2.1 功能要求

網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化水電站的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，水電站采用數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的目標(biāo)是為了保證其在安全、經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行。數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)通過融合控制、信息與仿真三大技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在水電站運(yùn)行控制、管理中的重要地位[2]。

水電站數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)一般要求具備以下5大功能：

1）監(jiān)控運(yùn)行；2）網(wǎng)絡(luò)資源共享；3）水情調(diào)度管理；4）生產(chǎn)運(yùn)行管理；5）公文流轉(zhuǎn)。

2.2 實(shí)現(xiàn)過程

數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程是：通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，并將其與已有的信息融為整體，從而實(shí)現(xiàn)在每一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)上對(duì)監(jiān)控信息進(jìn)行管理和調(diào)用，從而提高水電站的管理水平及效率。數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在水電站的應(yīng)用已經(jīng)超出了傳統(tǒng)的水電站管理系統(tǒng)監(jiān)控，數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在水電站管理中的應(yīng)用標(biāo)志著我國(guó)水電在已邁入現(xiàn)代化，提升了水電站的競(jìng)爭(zhēng)力。

3 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

該水電站的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)采用目前最為常用的MIS管理信息系統(tǒng)，所謂MIS（管理信息系統(tǒng)——Management Information System）系統(tǒng)，是由人、計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備三方組成的一個(gè)，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行收集、存貯、加工、傳遞、維護(hù)和使用的系統(tǒng)。其中人與計(jì)算機(jī)組成的電站中央控制中心是負(fù)責(zé)對(duì)收集到的信息進(jìn)行顯示、加工及傳遞，并給使用者作出相應(yīng)的反饋。而水電站的監(jiān)控系統(tǒng)外圍設(shè)備主要負(fù)責(zé)對(duì)水輪機(jī)組的開停機(jī)流程控制及站內(nèi)油、氣、水輔助系統(tǒng)的控制及相應(yīng)數(shù)據(jù)的采集[3]。

3.1 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、范圍及功能

3.1.1 目標(biāo)

該水電站數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)概括為：

建立具有安全性、開放性、先進(jìn)性的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各部門對(duì)水電站監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)信息與數(shù)據(jù)的高度共享；

給決策層提供有效地參考信息。

3.1.2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成

該水電站數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的組成主要包括：軟件開發(fā)體系；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)體系（包括主機(jī)系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）；布線系統(tǒng)；安全體系；培訓(xùn)用戶體系。

3.1.3 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的目的

該系統(tǒng)的功能主要是實(shí)現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)資源高度共享；水情調(diào)度管理高效運(yùn)行；生產(chǎn)運(yùn)行管理順利完成；公文流轉(zhuǎn)快速運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)框架設(shè)計(jì)

對(duì)水電站而言，數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)、閘門的監(jiān)控系統(tǒng)、大壩的觀測(cè)系統(tǒng)、水情的測(cè)報(bào)系統(tǒng)等，各管理部門均可通過數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)實(shí)時(shí)地了解機(jī)組、閘門、水庫(kù)的實(shí)際運(yùn)行情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)決策層對(duì)水電站的安全生產(chǎn)的更為全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的認(rèn)知。

數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ娬局械脑O(shè)備運(yùn)行過程進(jìn)行全過程的控制與跟蹤，了解掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況及健康狀況，一旦設(shè)備出現(xiàn)事故，可為設(shè)備的檢修提供依據(jù)及參考數(shù)據(jù)，從而降低檢修成本及維修難度，使維修工作快速高效，避免影響整個(gè)水電站的正常操作及運(yùn)行工作，而造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)作的硬件設(shè)施保障

水電站數(shù)字化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)施主要有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、電源、網(wǎng)絡(luò)等。其中數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是該系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的運(yùn)作載體，不間斷的電源是上述設(shè)備保持良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的前提，網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)有效、高速運(yùn)行的基礎(chǔ)及保障，四者缺一不可，相互協(xié)調(diào)，共同運(yùn)行。

3.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是通過在局域網(wǎng)中的一臺(tái)（多臺(tái)）計(jì)算機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件而構(gòu)建成的服務(wù)器，它可以為為用戶提供各種服務(wù)。水電站對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的要求一般是該數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器具備高效地運(yùn)行性能、擴(kuò)展性能，且具有較高的穩(wěn)定性。在水電站運(yùn)行管理過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的快速查詢過程，且數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器還可根據(jù)實(shí)際管理人員的需求進(jìn)行有效地查詢，然后將結(jié)果反饋給管理人員。

該水電站控制中心選用的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為：微軟SQL（Structured Query Language） Server，其中SQL的意思為結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，其主要功能就是建立同各種數(shù)據(jù)庫(kù)地有效聯(lián)系并使個(gè)數(shù)據(jù)80%，平均日產(chǎn)液由4.82m3提高到6.01m3；日產(chǎn)油由3.31t提高到4.01t，平均單井日增油0.70t，截止2010年2月已累計(jì)增油980t。

2 選井依據(jù)

1）地層能量充足，油層厚度較大，孔隙度、滲透率、含水飽和度較理想，初期產(chǎn)量較高，目前壓力保持水平較高，但產(chǎn)量逐步下降的油井；

2）初期產(chǎn)量比較理想，但曾經(jīng)有過酸化或壓裂等井下措施，因酸液（或壓裂液）與油層不配伍造成結(jié)垢乳化堵塞，產(chǎn)量下降的油井，或者頻繁作業(yè)造成產(chǎn)量降低的油井；

3）采油工作制度不合理造成油層損害油井。初期產(chǎn)量較高，地層能量充足，但由于生產(chǎn)壓差過大或開采速度過快，巖層結(jié)垢被破壞和固相微粒發(fā)生運(yùn)移堵塞儲(chǔ)層空間，導(dǎo)致產(chǎn)量急劇下降的油井。

3 下步建議

1）在選井選層方面，應(yīng)選擇固井質(zhì)量良好，層間不竄。目的層與上下層有致密而較厚隔層的井。選擇地層壓力充足，物性較好而產(chǎn)液指數(shù)大幅度下降的井；

2）在施工過程中，對(duì)速敏地層控制流體注入和流出速度，以免造成地層滲透率下降。有水敏現(xiàn)象應(yīng)盡可能用與之相配伍的水型配液；

3）靖安油田三疊系的長(zhǎng)6層表弱酸敏、弱速敏、無(wú)水敏的儲(chǔ)層敏感性，下步嘗試對(duì)長(zhǎng)6油層進(jìn)行低密度洗井。

4 結(jié)論

油井低密度洗井工藝在長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠大路溝作業(yè)區(qū)成功應(yīng)用，說明低密度洗井具有增產(chǎn)效果顯著、操作成本低的優(yōu)勢(shì)，滿足現(xiàn)場(chǎng)大規(guī)模推廣應(yīng)用的需求。

[1] 黃俊英.采油應(yīng)用化學(xué)[M].石油工業(yè)出版杜，1991.

[2] 洪世鐸.油藏物理基礎(chǔ)[M]石油工業(yè)出版杜，1985.

[3] 李世榮，常彥榮，等.汽化活性水洗井加擠防膨劑投轉(zhuǎn)注工藝[J].油氣田地面工程，2006（10）.

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1674-6708（2010）18-0077-02