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1、精选优质文档-倾情为你奉上雅砻江流域梯级电站群设备集中管理方法初探丁仁山 廖波（二滩水力发电厂 四川省攀枝花市）摘要：本文立足雅砻江流域开发的现状，针对即将面临的雅砻江流域电站群设备管理新形势，提出了雅砻江流域梯级集控下的电站群设备集中管理的若干构想。该管理模式以INTERNET技术为基础，通过建设水轮发电机组远程监测中心，为二滩公司提供机组的远程信息管理平台、远程诊断和维护平台以及远程信息沟通交流平台。在该平台的基础上，二滩公司可以根据自身的管理体系和实际情况，进一步建设和发展更透明、更有效率以及更加科学的全流域电站群设备管理体系。关键字：雅砻江流域，梯级集控，电站群，水轮发电机组，远程管理
2、系统A Grope For Device Management in Cascade Centre Control mode Of The Yalong River ValleyDing renshan(Ertan Hydropower Plant, Panzhihua, China)Abstract：Based on the practical solutions of the Yalong River Valley, this article gives a grope for device management in cascade centre control mode of the
3、Yalong River Valley. This grope based on the Internet technique, via construct a turbine-generator remote manage system. The system can supply a mode for the remote information manage, the diagnosis and maintenance and the remote communication of turbine-generator set. Based on the mode, Ertan corpo
4、ration can construct and develop a device manage mode, it will be more transparent, more efficient and more rational. Keywords：Yalong River Valley, Cascade Centre Control, The Hydropower Plant Caboodle, Hydroelectric Generating Set, Remote Manage System1雅砻江流域电站群设备管理的形势和任务雅砻江发源于青海省玉树县境内的巴颜喀拉山南麓、干流全长1
5、571公里、天然落差3830米、年径流量596亿立方米、流域面积13.6万平方公里，干流拟规划开发21个梯级电站，其中大型电站（装机容量大于30万千瓦）16座，总装机容量2751万千瓦，占四川省大型电站总座数（61座）的26，占四川省大型电站总装机总容量的32.1。雅砻江流域梯级开发完成后，将形成一个有多年调节能力的水库群，调节性能优越，梯级补偿效益巨大，将在四川、西部区域经济发展和国家“西电东送”能源格局中发挥重要作用。 按照开发规划，二滩公司的水电装机规模将在2015年达到1470万千瓦，2020年以前公司拥有的发电能力达到2300万千瓦以上， 2025年前达到3000万千瓦。目前，已规划
6、的21座电站中，二滩电站已于1999年12月竣工，锦屏级电站、锦屏级电站已核准开工，预计于2012年左右陆续投产，与之相配套的雅砻江流域集控中心也正在筹备之中。在今后相当长的一个时期内，二滩公司将面临着“滚动开发、建管结合”的新局面，既要进行大规模的流域梯级开发建设，同时还要对已投运的多个电站进行综合管理。因此，如何在流域梯级集控模式下进行多个电站的设备管理必将成为二滩公司即将面临的一个重大问题。2 雅砻江流域电站群设备集中管理的必要性从已投运的二滩电厂来看，常常遭遇“信息化瓶颈”，主要表现在：部分设备管理数据仍停留在手工收集阶段，未采用自动化手段全面地掌握设备运行数据，缺乏对设备状态深入分析
7、的依据；受专业局限性的限制，专业人员技术水平不足，不能深入全面地对设备状态进行分析诊断；目前二滩电厂已具备完善的自动数据采集手段，具有良好的数据管理平台，但信息未实现共享，且缺乏有效的开发利用。为了对即将投运的多个电站进行综合管理，二滩公司在今后的管理过程中还可能会面临以下问题：1) 公司总部与下属各个电厂之间存在着信息不对称。公司的生产管理部门缺乏对设备实施科学、严格、统一管理所必需的基础运行数据，不能及时、准确掌握分散在各地的设备的第一手运行状态信息，而任何缺乏信息基础的管理措施往往将成为一纸空谈。2) 为各个电厂提供技术监督和诊断服务的机构（主要是中试所、设计院、生产厂家以及部分院校）往
8、往远在千里之外，无法随时、随地掌握机组运行的实时状态，无法对设备故障形成趋势实施长期监测以及对设备早期故障进行预报和诊断，无法摆脱“事后诊断、被动服务”的模式。3) 公司各部门之间以及各个电厂之间缺乏一个有效的信息交流平台，无法实现诊断服务知识和经验的交流和共享，一家电厂好的诊断维护经验无法迅速有效地在各个电厂之间进行推广。4) 电厂与设备的生产制造厂商之间缺乏有效的信息交流和沟通。设备制造厂商对设备在现场的运行情况知之甚少，不利于设备制造厂商为电厂提供主动及时的售后服务，不利于设备制造厂商根据现场实际经验改进设计以及制造工艺。设备制造水平以及售后服务水平的高低又会进而直接影响到电厂的设备运行
9、管理水平，同时还会影响后续设备的设计、制造质量。5) 随着我国电力行业体制改革的不断深化，国家“厂网分离、竞价上网”政策的逐步落实，电力供应行业市场化程度的逐步深入，在今后的发展中二滩公司还将面临着巨大的市场压力，因此，如何确定合理的检修维护周期、提高机组年利用小时数、降低生产成本将成为公司管理的重点。以上问题归根结底在于设备运行状态信息的透明化和信息共享上，该信息化瓶颈的存在将极大地影响公司现代化管理的推广实施，而要摆脱信息化瓶颈的困境，仅仅依赖现有的监测技术和管理模式是远远不够的，因此，必须拓展设备信息化管理的新思路，建立起一套雅砻江流域电站群设备集中管理的远程管理系统，探索出一种新的设备
10、管理模式。3 雅砻江流域电站群设备集中管理的意义通过建立对雅砻江流域电站群设备实现集中管理的远程管理系统（Remote Manage System，简称RMS，该系统可涵盖设备状态在线监测、状态检修、专家诊断系统、互联网信息发布、讨论等各方面的内容），根据不同的权限设置，让所有员工不论身在何处均可随时了解设备状态并进行状态分析、诊断，可极大地提高设备管理、维护水平，提高企业自身的综合管理能力，其意义具体表现在以下几个方面：1) 全面管理设备信息，提高设备管理水平：远程管理系统可以进行设备台帐、设备清册、图纸资料、备品备件等信息的管理，各设备运行、检修信息的定制与汇总，特别是进行有关设备运行性能
11、的评估等，从而方便设备管理人员的工作，提高其设备管理水平。远程管理系统还可以积累设备从组装、调试、投产到长时间连续运行的数据，特别是各次大小修过程中的数据，对于设备的运行、管理水平的不断积累和提升、管理理念创新周期的缩短以及整体技术管理能力的提高有着至关重要的意义。另外，远程管理系统还可以通过对各设备故障诊断案例的汇总，针对不同设备、不同的故障原因建立相应的故障诊断案例库，从而为实现状态检修积累宝贵的资料。2) 优化管理组织结构，提升企业管理水平：从管理体系上来讲，还可以充分发挥远程管理系统信息的全面性、实时性和共享性特点，优化自身的设备管理制度和组织结构，保证设备信息可以及时、充分地传递给设
12、备维护管理体系中的各个环节的人员，建设更加科学、更加有效率、更加透明、更加严格的设备管理模式，避免原有设备管理模式的缺陷和漏洞，真正提升企业的设备管理水平。3) 提高诊断效率，节约维护成本：远程管理系统作为机组远程诊断、维护、信息发布的平台，使得各相关专业人员远在千里之外就可以及时、准确、全面地掌握机组的运行状态，尤其是对设备故障分析和诊断有重大价值的数据，进而实现对设备的早期故障预警以及专家会诊，从而大大提高诊断效率，节约维护成本，避免不必要的事故发生。4) 加强信息沟通和交流：远程管理系统可以发挥其信息沟通和经验交流的作用，促进公司各部门以及各电厂之间的交流。综上所述，通过建立对雅砻江流域
13、电站群设备实现集中管理的远程管理系统，可以提高公司对下属电厂的设备管理和维护指导水平，提高对发电机组等核心设备的监测和诊断维护能力，加强状态检修，从而避免非计划停机次数、降低发电成本，大大提升公司的管理能力、监督能力及电厂的运行、设备管理水平，提高公司的综合竞争力。4 雅砻江流域电站群设备集中管理的可行性及初步方案41雅砻江流域电站群设备集中管理的可行性设备状态监测与诊断技术是计算机技术、机械电子技术、现代测试技术和人工智能技术等多项技术交叉和综合后而迅速发展起来的新技术，是保证设备安全运行和实现科学维护的关键技术之一。该技术的发展经历了三个阶段：1) TSI系统阶段（TSI，Turbine
14、Supervisory Instrumentation，水轮机监测系统）早期的TSI系统包括传感器系统和二次仪表（振动保护表），可以监测基本的机组振动信息，如径向振动（峰峰值和gap电压）、轴向振动、轴位移等,一般具有继电器保护输出功能。局限性：因TSI系统对机组的监测仅限于振动峰峰值和gap电压，仅能发挥基本的监测和保护作用，不能提供振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，不能提供用于机组故障分析的专业图谱工具，不能起到深入分析、诊断机组故障的作用。2) 传统的TDM系统阶段（TDM，Turbine Diagnosis Management，水轮机诊断管理系统）针对TSI系统的缺点，
15、各个电厂开始对发电机组采用TSI系统+TDM系统的监测方式。TDM系统的主要作用在于对机组运行的振动数据进行采集和分析，获取包括转速、振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，并将这些数据转化成易于分析和诊断的振动特征图如频谱图、时基/Obrit图、全频谱图等，从而为专业的机组故障诊断人员提供各种振动分析手段。局限性：仅能实现单机或在厂内局域网范围内浏览数据，不利于管理人员或诊断专家千里之外及时掌握机组运行故障，不利于公司对各电厂的设备管理维护指导，缺乏对诊断数据的有效提取，不利于机组早期故障的发现和诊断，且因计算机硬件水平限制而存在存储容量不足、响应速度慢等情况。3) 基于INTERN
16、ET的TDM系统阶段随着网络技术的发展和Internet的普及，开发出了目前最为先进的TDM 系统，为大范围内实现机组信息的共享创造了条件。各级管理人员和诊断专家能更方便、有效地在异地实时掌握机组的运行情况，并实现远程分析诊断和知识共享。远程诊断：同时支持基于INTERNET和电厂局域网的机组数据WEB浏览（B/S结构），方便身处异地的诊断专家随时随地掌握机组运行信息，实现远程专家会诊和知识共享；设置远程诊断中心：将机组及辅机的全部运行动态数据上传远程中心数据库，进行数据统一管理；现场数据接入远程监测中心方便快捷、费用为零：无需采用拨号方式，无需INTERNET固定IP地址，仅需依靠用电厂原有
17、网关或代理服务器。精密诊断：识别机组的早期故障，第一时间捕捉和完整保留机组“有效”的诊断数据；更强大的起停机数据采集和分析，变负荷、变工况监测；同时监测振动数据和工艺量数据，提供工艺量与振动的相关分析功能；同时监测水轮发电机组及关键辅机，为发电设备提供更全面的保护；完全向下兼容TDM，更稳定可靠、提供更丰富的图谱分析手段。 上述技术的发展为远程管理系统的建立提供了良好的技术支持，使其具备了实现的可能，且目前国内已经有企业开始尝试应用B/S（浏览器/服务器）架构的TDM系统用于机组状态监测和诊断。以往的工程实践证明，应用设备运行状态监测与故障诊断技术，能够有效地发现生产系统中的事故隐患，可以及时
18、地排除设备故障，预防设备恶性事故，避免人身伤亡和巨大经济损失。42雅砻江流域电站群设备集中管理的初步方案建立远程管理系统首先应该考虑信息平台的选择。随着现代计算机和数据库的发展，可以考虑首先采用通用和商用性较强的数据处理工具建立远程管理系统的信息平台，然后在此平台统一设计理念下开展远程管理系统的信息管理中心的建立。远程管理系统的建立原则：利用规范系统的数据处理技术、现代先进的互联网技术和科学实用的监测技术，实现各电厂内部的发电设备信息管理和状态监测，并在此基础上实现互联网信息发布、在线远程监测管理（包括远程振动状态监测、设备性能在线监测），同时提供对发电设备运行、检修、日常管理的技术支持。远程
19、管理系统的初步方案：从全厂乃至雅砻江全流域的角度考虑建立设备远程管理系统平台，其硬件平台可以在以下两大系统的基础上完成：一为各电厂配置的水轮发电机组在线监测及分析系统，另一为计算机监控系统，并在此基础上根据实际需要不断补充完善。远程管理系统采用完全独立于上述两系统的硬件，并通过防火墙隔离后实现数据的远程监测、分析、发布等功能。具体功能描述如下：通过该系统建立完整的设备台帐等信息档案，采集机组各类运行数据（如转速、电压、电流、功率、油位、瓦温、过机流量、振动、摆度等信号），并设置不同级别的权限进行设备状态监测、设备状态诊断分析、历史数据查询等，同时开发其他辅助功能以满足管理的需要，如网页发布设备
20、运行实时数据，设立公告栏、交流讨论专区进行设备维护管理情况讨论，建立远程专家会诊渠道，甚至包括手机短消息报警服务、远程视频监控、备品备件查询等专区。系统结构图如下：远程管理中心服务器二滩公司梯级调度中心设备远程管理中心电力系统广域信息网或Internet网专家诊断终端计算机已授权远程分析专家A电站侧系统电厂MIS网厂站侧服务器系统现地采集监测系统交换机防火墙路由器路由器防火墙交换机数据采集服务器Web/应用服务器#1机组#N机组诊断中心数据服务器WEB/应用服务器N电站侧系统电厂MIS网厂站侧服务器系统现地采集监测系统路由器防火墙交换机数据采集服务器Web/应用服务器#1机组#N机组远程管理系
21、统的系统可靠性分析：从技术层面上看，建设远程管理系统有两个关键因素：一是远程管理系统网站以及机组运行信息数据库的建设，二是选择位于各个电厂的数据采集和分析设备。目前，硬件制造水平的提高和网络技术的发展为上述两个关键因素的可靠运行提供了保障，且国内已有供应商可以提供比较成熟的技术和已有实际应用案例的产品。远程管理系统的系统安全性分析：由于各个电厂的振摆监测系统仅用于设备监测，无控制功能，且未与计算机监控系统联网，故不存在影响设备控制的安全风险，且远程管理数据服务器与现场的数据采集服务器通过防火墙进行隔离后连接，确保了数据的安全性、独立性，故不存在任何的安全风险。4 结语从各个电厂分散的设备管理到
22、全流域梯级集控下的电站群设备管理模式的转变，是企业实现现代化管理的必然趋势，目前国内已有为数不多的几个公司正在进行这方面的探讨，如华能国际电力股份有限公司的远程监测与诊断中心，对二滩公司具有积极的借鉴作用。该模式的建立，必将加强二滩公司对全流域电站群设备的远程管理、远程诊断和维护，促进电站群设备信息的沟通和交流，同时也必将促进二滩公司的设备信息化管理，提高设备综合管理水平，优化雅砻江流域检修策略，节约生产成本，从而提高二滩公司的核心竞争力。作者简介：丁仁山，1976年7月出生，男，本科学历，工程师，E-mail：，电话：，主要从事水电厂计算机监控系统、水轮发电机组设备状态监测及其综合自动化方面的应用、管理工作。邮寄地址：四川省攀枝花市二滩电厂，邮编：。 廖波，1973年7月出生，男，本科学历，工程师，E-mail：，电话：，主要从事水电厂自动化方面管理工作。邮寄地址：四川省成都市双林双林路288号，邮编：。专心-专注-专业