智能水电站建设思路

１ 建 设 智 能 水 电 站 的 背 景
１．１ 符 合 电 网 发 展 的 需 要 美国电力科学研究院（ＥＰＲＩ）在２００１年提出 智
能电网（Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ）的 概 念。２００９ 年 初，美 国 白 宫 发布了《经济复兴 计 划 进 度 报 告》，将 智 能 电 网 建 设 提升为美 国 国 家 战 略［１－２］。２０１０ 年 ３ 月，温 家 宝 总 理在《政府工作报告》中 提 出 大 力 开 发 低 碳 技 术，推 广 高 效 节 能 技 术 ，积 极 发 展 新 能 源 和 可 再 生 能 源 ，加 强智能电网的建 设。 由 此，智 能 电 网 已 列 入 国 家 能 源“十二五”规划 研 究 课 题。 面 对 新 形 势 新 挑 战，国 家电网公 司 提 出 加 快 建 设 以 特 高 压 电 网 为 骨 干 网
架 ，各 级 电 网 协 调 发 展 ，以 信 息 化 、自 动 化 、互 动 化 为 特提高网厂协调能 力是电网对电源点的需求。全球主要国家的智能电 网 相 关 研 究 和 建 设 工 作 比 较 注 重 电 网 的 输 电 、送 电 、 配电和用电等环节，在 发 电 环 节 尤 其 是 水 电 站 的 智 能化建设方面相对 滞 后，尚 未 出 现 符 合 智 能 电 网 要 求的完全意义上的智能水电站 。 ［５］ 智能水电站 的 建 设将通过深化一次调频和电力 系 统 稳 定 器（ＰＳＳ）的 控制和安 全 策 略，加 强 自 动 发 电 控 制 （ＡＧＣ）／自 动 电压控制 （ＡＶＣ）与 调 速／励 磁 系 统 协 调 控 制，提 高 机组的快速响应能 力 和 网 厂 协 调 能 力，为 大 规 模 间 歇式新能源并网提供支撑。水电站作为电网发电环 节的重要组成部分，在 智 能 电 网 规 划 和 发 展 的 统 一 要求下，其智能化建 设 将 是 今 后 的 主 要 发 展 方 向 和 全新目标。 １．２ 符 合 水 电 站 本 质 安 全 的 需 要
关 键 词 ：智 能 水 电 站 ；建 设 思 路 ；结 构 体 系
０ 引 言
近年来，水电 产 业 得 到 了 飞 速 发 展。 水 力 发 电 作为清洁能源，在中 国 的 能 源 结 构 中 占 据 了 重 要 地 位。“十二五”期间，随 着 智 能 电 网 建 设 的 全 面 铺 开 和智能技术的高速 发 展，研 究 和 把 握 水 电 站 管 理 和 技术的发展方向显得尤为重要。本文在分析传统水 电站与智能水电站 差 距 的 基 础 上，对 智 能 水 电 站 的 建设思路进行探讨。
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管理水平的重要保障。 １．３ 适 应 经 济 运 营 的 需 要
在确 保 安 全 的 前 提 下，水 电 站 必 须 充 分 利 用 资 源，降低成本，实现 经 济 运 行 和 企 业 的 可 持 续 发 展。 水 电 站 安 全 、经 济 运 行 涉 及 多 方 面 条 件 制 约 ，如 电 网 负荷、送电线路容 量、水 情 预 测、防 洪 限 制 及 航 运 要 求等，要实时分析 多 条 件 限 制，实 现 经 济 运 行，就 必 须建立一套完整的智能分析决策系统。
第 ３６ 卷 第 １ 期 ２０１２ 年 ２ 月 ２０ 日
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－３８９３．２０１２．０１．００１
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０，２０１２
智能水电站建设思路
潘 家 才 ，纪 浩
（葛洲坝水力发电厂，湖北省宜昌市 ４４３００２）
摘 要 ：从 水 电 站 自 身 需 求 的 角 度 描 述 了 智 能 水 电 站 的 建 设 背 景 ，分 析 了 水 电 站 智 能 化 发 展 的 特 点 ， 以及传统水电站与智能水电站的差距。重点阐述了智能水电 站 的 设 计 思 路 和 平 台 结 构，给 出 了 水 电 站 设 备 数 字 化 、数 据 共 享 网 络 化 、信 息 应 用 智 能 化 的 发 展 方 向 和 以 三 大 骨 干 网 架 为 基 础 的 系 统 结 构体系。
２０１０ 年 ，中 国 水 电 装 机 总 容 量 突 破 ２００ ＧＷ［６］。 到 ２０１０ 年 底 ，水 电 在 中 国 电 力 装 机 容 量 中 的 比 重 达 到２２％，在能源 结 构 调 整 中 的 作 用 更 加 突 出，水 电 站的本质安全也显得尤为重要。
实现 本 质 安 全 是 电 力 企 业 的 核 心，是 企 业 长 治 久安 的 命 脉。 要 实 现 本 质 安 全，除 了 人、环 境、制 度 的制约外，更重 要 的 是 设 备 的 本 质 安 全。 对 于 设 备 的本质安全，高可 靠 性 是 根 本，对 设 备 状 态 可 控、在 控是基础，具备灵活 的 运 行 方 式 和 “自 愈”能 力 是 关 键 。 进 一 步 提 高 设 备 的 可 观 性 、可 控 性 和 可 调 性 ，是 提升设备本质安全能力的有效途径。将全部生产管 理要素纳入智能水 电 站 的 要 求，通 过 统 一 的 管 理 平 台了解所有设备的 运 行 状 况、每 个 工 作 人 员 的 任 务 和 所 处 位 置 ，提 示 修 正 不 规 范 行 为 ，客 观 上 强 制 落 实 责 任 制 ，规 范 人 的 行 为 和 设 备 状 态 ，是 提 升 安 全 生 产
收 稿 日 期 ：２０１１－１０－１４。 ［编者按］伴随智能电网科研理念的提出，智能水电厂 相 关 技 术的研究与工程实践也在紧锣密鼓地进行。水电厂自动化 技术涉及计算机监控系统、发电和运行控制、经济运 行 管 理、 设备状态检修、大坝 安 全 监 控 与 评 估、水 情 水 调 自 动 化 等 诸 多领域，要实现水电厂的智能化就需要在这些领域逐 一 实 现 自动化技术升级，并 形 成 统 一 信 息 平 台，以 提 高 水 电 厂 运 行 和控制的智能化决策水平。本刊特邀葛洲坝水力发电厂的 潘家才厂长作为特约专题主编，策划组织了６篇相关 研 究 论 文，以飨读者。在此，衷 心 感 谢 潘 家 才 厂 长 为 本 专 题 所 贡 献 的智慧和大量工作！希望本专题有助于进一步推动智能水 电厂技术的相关研究。