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摘 要：文章介绍嵊州市地区的小水电站分布情况，分析在此类销项水电站运行中自动化无人值守系统所起到的作用以及具有的功能，对此系统应用中的关键技术进行研究，以供参考。
关键词：小型水电站;自动化;无人值守
一、引言
嵊州市面积1789平方公里，此地区的地貌特征主要表现为其中的70%为山区，20%為农田，剩余则为水。整体高度主要以西北地区比较高而东南地区比较低的走势为主。在此地区中主要的山脉为四明山脉和会稽山脉，这两个山脉的主峰高度都超过了一千米，这也使得此地区中有接近77%为丘陵地区。此外，在此地区中的剡溪，存在三大水系的交汇处，分别为澄潭江、长乐江、新昌江等，此外附近还存在黄泽江水系，最终汇入曹娥江，这也使得此地区中的水力资源比较丰富，表现出此地区中的水电站建设数量较多且分布较为广泛，尤其是几百千瓦的小水电站，占到整个地区全部水电站数量的95%以上。正是由于此类小水电站的分布比较广泛且位置比较偏远，导致运输成本以及整体运维管理成本的提高。针对嵊州市地区小水电站运维管理中的问题，文章提出了通过应用自动化无人值守系统的方式来提升其运行效率并降低运行管理成本的策略，并对此系统的作用、功能需求以及关键技术进行研究。
二、自动化无人值守在小型水电站运行中的重要作用
分析在上述类型小型水电站中应用自动化无人值守的作用，首先可以提升设备运行可靠性。这主要针对小水电站中的运维管理人员普遍具有偏低专业水平而难以及时发现设备隐患以及人为操作错误或失误概率较高的现状，可以通过自动化无人值守系统的应用来快速、准确地检测和控制水电系统，及时发现设备运行中的异常并进行报警，保证水电系统免受设备故障影响。同时也通过此系统中自动控制设备的应用来减少人为因素所造成的事故概率，实现系统控制时间的缩短，保证可以及时和快速处理水电系统故障，避免更为严重事故的发生。
其次可以提升小水电站发电效率和电能质量。在目前人们生活水平不断提升的同时也对电能质量提出更高要求，针对水电站并网发电来说，提出电压波形偏移在额定电压的5%以内以及上网频率偏差在0.5Hz以内的要求。但是针对小水电站水头不稳定的特点，为了满足小水电站的较高控制精度的要求，可以通过具有较高实时性的变速运行策略的应用来提升小水电站水轮机的运行效率。同时还要通过自动化无人值守系统的应用来发挥其较高的响应速度以及较高控制精度等优点，实现小水电站发电效率和上网电能质量的提升。
最后可以提升小水电站的运行经济性。将自动化无人值守系统应用于小水电站中可以结合电站实际分配的负荷对有功输出进行快速调节，同时也对机组的开机运行台数进行自动选择来减少机组的不必要磨损，实现设备维护费用的降低。同时也可以通过对梯级水电站的合理优化调度来实现对水力资源的充分利用。还可以通过自动控制系统对水库涌水量进行预测和计算，结合对水头、流量以及网侧负载等参数来优化自动化控制策略，实现更加经济化，同时也由于降低了人工操作强度和所需要维护人员数量而节省人力成本。
三、小型水电站自动化无人值守系统功能需求
一是信号采集和处理功能。通过小水电站中的信号采集卡可以对小水电中各个系统运行中的状态信号和传感器输入信号等进行采集，将这些模拟信号以及数字信号传输到自动化系统控制器中进行滤波、选择以及预算处理。
二是自动调节功能。通过此系统的应用不仅可以一键启停小水电站机组，而且在上述启停过程中可以自动控制并网和离网开关，还可以自动调节运行中的水轮机转速、发电机励磁以及有功负荷等参数，结合电网实际情况开展无功控制以及功率因数调节等操作。
三是告警和故障保护功能。此系统运行中针对出现的故障可以及时发出告警来提醒工作人员，同时自动启动保护系统做好故障保护，发挥故障录波功能来记录故障信息提供给技术和运行维护人员。
四是人机交互功能。在此系统应用中需要通过完善的人机交互接口来帮助运行人员掌握机组全部运行数据，并且在出现紧急状况时可以通过手动控制方式对水电站设备进行控制。
四、小型水电站自动化无人值守系统关键技术
（一）现场总线通信技术
在小水电站中的自动化无人值守系统中，如果所用仪器或只能设备应用标准通信协议，则可以通过相同协议实现控制器的通信以及智能仪器的数据采集。而如果所用通信协议不是标准的，则可以通过自由端口通信技术进行通信。由于控制器具有数据采集功能，可以采集并上传各种智能仪表的数据，基于上述数据，在通信时则需要利用控制器内的逻辑程序和计算机监控系统来实现，而且在上述通信过程中需要按照控制器所能支持的协议实现与控制器之间的通信。
（二）远端监控技术
通过此技术中的自动保护装置、自动励磁装置以及自动调速装置的应用来控制和监视整个小水电站的运行情况，还可以自动调节与控制整条输电线路。此系统通过冗余的双网结构，通过以太网线路实现数据交换和控制指令的下发，在保证所用监控系统可靠性的同时，提升小水电站的运行管理水平。
（三）数据挖掘技术
在此系统中通过大数据技术中数据挖掘技术的应用，全面分析和深入挖锯小水电站长期运行中积累的大量历史运行数据和故障记录中的有价值数据，实现对此系统控制测录和软件算法的优化，实现小水电站系统运行效率和稳定性的提升。
五、结语
针对本文中所介绍的嵊州市地区的小水电站分布情况，结合其普遍存在的水电站分布比较广泛、规模比较小而无法实现集中控制的现状，难以有效提升其运行效率和质量。想要满足对具体上述特点的小水电站的远端集中控制要求，文章提出了通过自动化无人值守系统的应用策略，结合其应有作用，保障其具有相应功能，并结合关键技术的合理应用，实现对水力资源的充分开发和利用。
参考文献：
[1] 周锋， 麦静兵. 浅谈自动化技术在无人值守变电站运行中应用[J]. 数字化用户， 2018， 024（016）：97.
[2] 陈锡斌. 综合自动化系统在小型水电站中的应用[J]. 电力系统装备， 2018（6）：36-37.
[3] 叶力文. 小型水电站自动化改造方案研究[D].南昌大学，2019.
关键词：小型水电站;自动化;无人值守
一、引言
嵊州市面积1789平方公里，此地区的地貌特征主要表现为其中的70%为山区，20%為农田，剩余则为水。整体高度主要以西北地区比较高而东南地区比较低的走势为主。在此地区中主要的山脉为四明山脉和会稽山脉，这两个山脉的主峰高度都超过了一千米，这也使得此地区中有接近77%为丘陵地区。此外，在此地区中的剡溪，存在三大水系的交汇处，分别为澄潭江、长乐江、新昌江等，此外附近还存在黄泽江水系，最终汇入曹娥江，这也使得此地区中的水力资源比较丰富，表现出此地区中的水电站建设数量较多且分布较为广泛，尤其是几百千瓦的小水电站，占到整个地区全部水电站数量的95%以上。正是由于此类小水电站的分布比较广泛且位置比较偏远，导致运输成本以及整体运维管理成本的提高。针对嵊州市地区小水电站运维管理中的问题，文章提出了通过应用自动化无人值守系统的方式来提升其运行效率并降低运行管理成本的策略，并对此系统的作用、功能需求以及关键技术进行研究。
二、自动化无人值守在小型水电站运行中的重要作用
分析在上述类型小型水电站中应用自动化无人值守的作用，首先可以提升设备运行可靠性。这主要针对小水电站中的运维管理人员普遍具有偏低专业水平而难以及时发现设备隐患以及人为操作错误或失误概率较高的现状，可以通过自动化无人值守系统的应用来快速、准确地检测和控制水电系统，及时发现设备运行中的异常并进行报警，保证水电系统免受设备故障影响。同时也通过此系统中自动控制设备的应用来减少人为因素所造成的事故概率，实现系统控制时间的缩短，保证可以及时和快速处理水电系统故障，避免更为严重事故的发生。
其次可以提升小水电站发电效率和电能质量。在目前人们生活水平不断提升的同时也对电能质量提出更高要求，针对水电站并网发电来说，提出电压波形偏移在额定电压的5%以内以及上网频率偏差在0.5Hz以内的要求。但是针对小水电站水头不稳定的特点，为了满足小水电站的较高控制精度的要求，可以通过具有较高实时性的变速运行策略的应用来提升小水电站水轮机的运行效率。同时还要通过自动化无人值守系统的应用来发挥其较高的响应速度以及较高控制精度等优点，实现小水电站发电效率和上网电能质量的提升。
最后可以提升小水电站的运行经济性。将自动化无人值守系统应用于小水电站中可以结合电站实际分配的负荷对有功输出进行快速调节，同时也对机组的开机运行台数进行自动选择来减少机组的不必要磨损，实现设备维护费用的降低。同时也可以通过对梯级水电站的合理优化调度来实现对水力资源的充分利用。还可以通过自动控制系统对水库涌水量进行预测和计算，结合对水头、流量以及网侧负载等参数来优化自动化控制策略，实现更加经济化，同时也由于降低了人工操作强度和所需要维护人员数量而节省人力成本。
三、小型水电站自动化无人值守系统功能需求
一是信号采集和处理功能。通过小水电站中的信号采集卡可以对小水电中各个系统运行中的状态信号和传感器输入信号等进行采集，将这些模拟信号以及数字信号传输到自动化系统控制器中进行滤波、选择以及预算处理。
二是自动调节功能。通过此系统的应用不仅可以一键启停小水电站机组，而且在上述启停过程中可以自动控制并网和离网开关，还可以自动调节运行中的水轮机转速、发电机励磁以及有功负荷等参数，结合电网实际情况开展无功控制以及功率因数调节等操作。
三是告警和故障保护功能。此系统运行中针对出现的故障可以及时发出告警来提醒工作人员，同时自动启动保护系统做好故障保护，发挥故障录波功能来记录故障信息提供给技术和运行维护人员。
四是人机交互功能。在此系统应用中需要通过完善的人机交互接口来帮助运行人员掌握机组全部运行数据，并且在出现紧急状况时可以通过手动控制方式对水电站设备进行控制。
四、小型水电站自动化无人值守系统关键技术
（一）现场总线通信技术
在小水电站中的自动化无人值守系统中，如果所用仪器或只能设备应用标准通信协议，则可以通过相同协议实现控制器的通信以及智能仪器的数据采集。而如果所用通信协议不是标准的，则可以通过自由端口通信技术进行通信。由于控制器具有数据采集功能，可以采集并上传各种智能仪表的数据，基于上述数据，在通信时则需要利用控制器内的逻辑程序和计算机监控系统来实现，而且在上述通信过程中需要按照控制器所能支持的协议实现与控制器之间的通信。
（二）远端监控技术
通过此技术中的自动保护装置、自动励磁装置以及自动调速装置的应用来控制和监视整个小水电站的运行情况，还可以自动调节与控制整条输电线路。此系统通过冗余的双网结构，通过以太网线路实现数据交换和控制指令的下发，在保证所用监控系统可靠性的同时，提升小水电站的运行管理水平。
（三）数据挖掘技术
在此系统中通过大数据技术中数据挖掘技术的应用，全面分析和深入挖锯小水电站长期运行中积累的大量历史运行数据和故障记录中的有价值数据，实现对此系统控制测录和软件算法的优化，实现小水电站系统运行效率和稳定性的提升。
五、结语
针对本文中所介绍的嵊州市地区的小水电站分布情况，结合其普遍存在的水电站分布比较广泛、规模比较小而无法实现集中控制的现状，难以有效提升其运行效率和质量。想要满足对具体上述特点的小水电站的远端集中控制要求，文章提出了通过自动化无人值守系统的应用策略，结合其应有作用，保障其具有相应功能，并结合关键技术的合理应用，实现对水力资源的充分开发和利用。
参考文献：
[1] 周锋， 麦静兵. 浅谈自动化技术在无人值守变电站运行中应用[J]. 数字化用户， 2018， 024（016）：97.
[2] 陈锡斌. 综合自动化系统在小型水电站中的应用[J]. 电力系统装备， 2018（6）：36-37.
[3] 叶力文. 小型水电站自动化改造方案研究[D].南昌大学，2019.