陶興勇，曹 海，蔡 鵬

(中國長江電力股份有限公司，四川 成都 610041)

溪洛渡水電站是我國“西電東送”骨干工程，位于四川省雷波縣和云南省永善縣接壤的金沙江峽谷段，主要以發(fā)電為主，兼顧防洪、攔沙和改善上游航運條件等綜合效益，左右岸電站各安裝9臺770 MW的巨型水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組，總裝機(jī)13 860 MW，是金沙江下游最大的1座水電站，僅次于三峽和巴西伊泰普水電站，在世界已建電站中居第三位。

溪洛渡左岸電廠以溪賓I線、溪賓II線、溪賓III線接入宜賓換流站，通過復(fù)奉、賓金直流輸電系統(tǒng)，將電力輸送至華中、華東電網(wǎng)。溪洛渡左岸電廠500 kV GIS開關(guān)站采用3/2和4/3開關(guān)接線方式，出線引出線采用GIL，設(shè)有兩條GIL引出線豎井。

1 現(xiàn)狀陳述

按照長江電力“調(diào)控一體化”運行管理模式要求，三峽梯調(diào)成都調(diào)控中心是溪洛渡-向家壩梯級電站的遠(yuǎn)程調(diào)度和控制中心，負(fù)責(zé)區(qū)域安全生產(chǎn)及電力調(diào)度協(xié)調(diào)、應(yīng)急管理和對外聯(lián)系[1]。其中，溪洛渡左岸電廠500 kV GIS開關(guān)站采用“成都遠(yuǎn)方監(jiān)視控制+現(xiàn)場巡檢、檢查”的運行操作模式，即操作監(jiān)視權(quán)在成都遠(yuǎn)方，巡視檢查權(quán)在現(xiàn)地，其設(shè)備操作由成都調(diào)控中心統(tǒng)一接收電網(wǎng)調(diào)度指令后，以操作命令票的形式，通過調(diào)度電話下令溪洛渡電廠運行值班人員執(zhí)行。溪洛渡電廠運行值班人員操作后，通過成都電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)上設(shè)備變位情況與現(xiàn)場設(shè)備檢查情況，確認(rèn)操作完成，然后逐級匯報設(shè)備操作完成情況。設(shè)備操作流程圖如圖1所示。

圖1 溪左500 kV GIS開關(guān)站設(shè)備操作流程圖

按照現(xiàn)有模式進(jìn)行設(shè)備操作，不符合當(dāng)前智慧水電站建設(shè)發(fā)展的時代浪潮，過多人工進(jìn)行設(shè)備操作的因素，對安全生產(chǎn)存在一定的隱患。

2 實現(xiàn)目標(biāo)

1)在電力生產(chǎn)安全I(xiàn)I區(qū)搭建一套開關(guān)“一鍵式”智能操作平臺(以下簡稱“平臺”)，打通現(xiàn)有圖像監(jiān)控系統(tǒng)、電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)以及語音系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口，對平臺開放電力生產(chǎn)安全I(xiàn)區(qū)、安全I(xiàn)I區(qū)的數(shù)據(jù)讀取權(quán)限，以固定的操作步驟自動完成設(shè)備操作，盡可能減少人為干預(yù)，快速實現(xiàn)操作任務(wù)的一鍵式智能化操作[2]。

2)用戶在接收到電網(wǎng)調(diào)度指令后，僅需在平臺上設(shè)定設(shè)備初始和最終狀態(tài)，平臺在滿足電網(wǎng)“雙源確認(rèn)”操作要求的前提下，能夠根據(jù)自身控制邏輯，自動完成設(shè)備操作，并及時向調(diào)度值班人員提供語音提示。平臺拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 溪左500kV GIS開關(guān)站“一鍵式”智能化操作平臺拓?fù)鋱D

3 技術(shù)要求

平臺根據(jù)自身控制要求需要，保證與圖像監(jiān)控系統(tǒng)、成都電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的有效傳輸，需配備單獨的控制邏輯和后臺糾錯功能。此外，為提升水電站智能化管理水平，平臺對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、調(diào)度自動化系統(tǒng)的建設(shè)、控制邏輯提出了更高的要求，確保電力設(shè)備操作的安全性、可靠性和及時性。

1)圖像監(jiān)控系統(tǒng)升級。成都調(diào)控中心聯(lián)合溪洛渡電廠，以現(xiàn)有大華圖像監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)平臺需求，在左岸主變洞第三層GIS室內(nèi)預(yù)定位置上完成高清攝像頭的安裝和調(diào)試，并對圖像監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級，確保圖像監(jiān)控系統(tǒng)能夠與平臺進(jìn)行有效的視頻數(shù)據(jù)傳輸。

2)電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)升級。成都調(diào)控中心以現(xiàn)有的中水科技H9000電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級。在接收到平臺的智能操作指令后，電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)能夠執(zhí)行指定設(shè)備有效動作，確保指令正確動作，并及時將指令執(zhí)行情況反饋給平臺。

3)語音報警系統(tǒng)升級。根據(jù)平臺智能操作需求，將現(xiàn)有成都調(diào)控中心語音系統(tǒng)進(jìn)行升級，使其具備對設(shè)備操作完成情況，向用戶做出正確的語音提示。

4)通信、自動化系統(tǒng)可靠性要求。成都調(diào)控中心與溪洛渡左岸電廠之間的通信建設(shè)采用TCP/IP協(xié)議，以雙通道交叉熱備冗余的方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全、高效、可靠、實時傳輸，要保證通信、自動化系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)可靠真實，防止因現(xiàn)場與成都兩地設(shè)備狀態(tài)不對應(yīng)發(fā)生誤操作。

4 功能實現(xiàn)

1)標(biāo)準(zhǔn)操作命令票庫建設(shè)。按照《電力安全工作規(guī)程》和電網(wǎng)相關(guān)規(guī)程規(guī)定，成都調(diào)控中心對溪洛渡左岸電廠實施遠(yuǎn)程調(diào)控管理時，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)下達(dá)的溪洛渡左岸電廠GIS開關(guān)站不同的操作任務(wù)，建立專門的標(biāo)準(zhǔn)操作命令票庫。平臺按照不同的操作任務(wù)，自動匹配標(biāo)準(zhǔn)操作命令票，并以此形成流程化的智能操作指令，實現(xiàn)成都調(diào)控中心調(diào)管設(shè)備的操作流程標(biāo)準(zhǔn)化[3]。

2)平臺邏輯開發(fā)。用戶在接收到電網(wǎng)下達(dá)的操作任務(wù)后，僅需在平臺上設(shè)置好設(shè)備初始和最終狀態(tài)，平臺自動選取、匹配預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)操作命令票，以此生成固定的操作步驟，并按其具體設(shè)備操作步驟及設(shè)備操作完成情況，向成都電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布操作指令，并通過語音報警系統(tǒng)向用戶做出正確的語音提示[4]。

3)操作完成判據(jù)。利用大數(shù)據(jù)、圖像識別等技術(shù)，平臺能夠?qū)D像監(jiān)控系統(tǒng)采集的視頻數(shù)據(jù)有效轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，結(jié)合現(xiàn)地開關(guān)本體二次元件傳輸至成都電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字信號，以兩個不同的信號來源，形成設(shè)備操作是否完成的邏輯判斷。

4)功能描述。按照用戶設(shè)定的設(shè)備初態(tài)和終態(tài)進(jìn)行設(shè)備操作時，根據(jù)自帶邏輯，平臺能夠提供的固定操作步驟，向成都電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布操作指令。接收到平臺發(fā)布的操作指令后，電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)能夠按其要求，確定指定設(shè)備正確動作，并向平臺反饋操作指令執(zhí)行情況。同時，平臺根據(jù)圖像監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號和電調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)反饋的數(shù)字信號，獲取設(shè)備操作是否完成的邏輯判據(jù)，確認(rèn)是否按順序進(jìn)行后續(xù)操作步驟[5]。此外，平臺能夠根據(jù)設(shè)備操作步驟完成情況，通過語音報警系統(tǒng)提示用戶，確保設(shè)備操作的每一個環(huán)節(jié)都能正確動作。平臺投運后，設(shè)備停復(fù)電流程如圖3、圖4所示。

圖3 開關(guān)站“一鍵式”智能化操作平臺設(shè)備停電流程圖

圖4 開關(guān)站“一鍵式”智能化操作平臺設(shè)備復(fù)電流程圖

5 作用和意義

1)提高流域集控中心設(shè)備倒閘效率。在流域集控中心配置開關(guān)站“一鍵式”智能操作平臺后，當(dāng)電網(wǎng)下達(dá)操作任務(wù)時，集控中心不再根據(jù)電網(wǎng)操作命令票編寫集控中心操作命令票，同時，電廠也不再編寫現(xiàn)場操作票，可有效縮短工作鏈條，優(yōu)化工作流程。利用該平臺，流域集控中心能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度指令的快速響應(yīng)，能極大地提高設(shè)備倒閘效率，從而提升流域梯級電站的智能化管理水平。

2)提高水電站運行安全性。水電站配置的開關(guān)站“一鍵式”智能操作平臺，以固化的操作步驟及嚴(yán)禁的邏輯判據(jù)進(jìn)行設(shè)備操作，實現(xiàn)指定設(shè)備的可靠動作，避免設(shè)備因人為操作不當(dāng)，造成設(shè)備誤操作，能夠確保水電站設(shè)備倒閘的安全性，提高電站安全運行管理水平。

3)提升電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。水電站配置該平臺后，可大量減少設(shè)備操作時間，進(jìn)而減少運行人員工作時間，提高工作效率。電力企業(yè)可以更好地開展“調(diào)控一體化”等先進(jìn)的運行管理模式，逐步實現(xiàn)無人值班、少人值班，減少了大量的人力成本支出。

4)平臺的移植性和擴(kuò)展性。平臺通過打通相應(yīng)電力生產(chǎn)系統(tǒng)的接口，按照標(biāo)準(zhǔn)的操作流程，完成開關(guān)站設(shè)備的倒閘操作，控制邏輯簡單，在電力行業(yè)間可快速推廣。此外，依托大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)，平臺能夠快速為智能調(diào)度分析提供電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以最小的代價，推進(jìn)智慧電站的建設(shè)。