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大渡河:走進流域集控新時代
2011/4/20 9:54:27 新聞來源:188BETApp

  作者:陳舒睿 傅小灩

  水,是人類社會最重要的資源。如今,隨著水資源開發利用的熱潮,電力建設方興未艾,一種新的電力調度形式——流域梯級電站群聯合調度模式應運而生。這種打破單一電源點調度,對關聯區域內電源點進行集中控製,最大程度實現資源優化、能源效益化的新模式,通過中國國電集團公司在大渡河流域水電開發中的應用,開創了大型流域、大規模負荷以集控方式接入係統並網調度的先河。

流域梯級電站聯合調度是一種先進的、高效率的管理模式,在國外已得到成功運用,國內各大流域水電開發企業也在積極探索梯級聯合調度模式的具體實施。目前,國內清江流域、烏江流域部分河段、瀾滄江流域部分河段實現了流域梯級聯合調度。大渡河是其中技術最成熟、控製範圍最寬、調度規模最大的流域。中國國電集團公司已在大渡河幹流規劃裝機1500萬千瓦,擬全部納入流域聯合調度範疇。

  在大渡河這樣一條大型流域上,堅持科學發展觀,推行和有效實施流域梯級電站的統一聯合調度,建立適應於社會主義市場經濟的流域梯級電站調度管理體製和機製,不僅對於大渡河流域,而且對於推動我國其它大中型流域梯級電站聯合調度管理工作,都具有十分重要的意義。



  重大課題新成果

十七大召開後,國務院辦公廳關於轉發發改委等部門節能發電調度辦法(試行)的通知(國辦發【2007】53號文件)中明確規定,“對流域梯級水電廠,應積極開展水庫優化調度和水庫群的聯合調度,合理利用水庫蓄水”,指出實施流域梯級電站水電聯合優化調度是堅持統籌兼顧流域上下遊,統籌兼顧水量、水頭,科學利用優質潔淨可再生能源資源的根本方法,符合建設資源節約型、環境友好型社會的要求,是實現節能減排目標的重要途徑,對貫徹落實科學發展觀,促進又好又快發展具有重要的意義。

2000年,中國國電集團公司開始對大渡河幹流水電資源實施“流域、梯級、有序、綜合”開發。按照規劃,大渡河幹流共布置22座梯級水電站,總裝機2340萬千瓦。

2003年,中國國電集團公司提出了到2020年實現大渡河流域“裝機一千五,流域統調度,沿江一條路,兩岸共致富”的戰略規劃,明確提出了“流域統調度”的構想,並開始醞釀建設實體化、綜合化、集約化、效益化的流域梯級電站聯合調度機製。

2006年,經過前期論證和籌備,中國國電集團在國家有關文件頒布前,率先啟動了大渡河流域電站集控係統建設這一科技含量高、技術要求新的重大創新型課題,並邀請四川省電網公司、成都勘測設計研究院、188BETApp 、四川大學等產學研機構多方參與,使該課題立足高起點,具備了權威性、先進性和開創性。

2006年9月,國電大渡河流域梯級電站集控中心建設也同期拉開了序幕,由國電大渡河流域水電開發有限公司具體負責實施;其戰略定位,是以科學發展觀為指導,按照“統一規劃、分步實施”的籌建原則,邊研究、邊建設,完成構建縱向貫通、橫向集成的企業級生產運營一體化集成平台,實現“流域統調度”。





  在參照大渡河流域已建成的龔嘴、銅街子電站聯合調度經驗的基礎上,由成都勘測設計研究院對課題的設計、形成、實施步驟提出綱要,由四川大學承接課題開發任務,188BETApp 就課題涉及的深度提供學術支持,四川省電力公司根據係統可靠性、實用性等指標提出指導意見。

據課題主導人員之一的中國國電總經理助理、大渡河公司總經理劉金煥介紹,鑒於課題的重大意義,課題研發小組的組建彙聚了國內水電領域頂級的機構和人才,四川大學水電學院教授、博導、國內著名水電專家馬光文,188BETApp 常務副理事長兼秘書長,著名水電專家李菊根,中科院院士譚靖夷等一批著名專家共襄盛事。課題還得到了國家自然科學基金重點項目及美國能源基金中國可持續能源項目的資助。三峽梯級調度通信中心、黃河上遊水電開發有限責任公司對課題的研發也給予了無私的支持和幫助。

2008年4月,課題小組出具了《大渡河流域梯級調度(水庫和電站調度)研究報告》;同年,《流域梯級水電站群聯合優化調度》一書編撰出版。該書首次係統地對國內流域電站集控技術進行了總結回顧,將流域徑流預測和水電站水庫群聯合運行作為有機整體進行了研究,還介紹了國外研究的新進展。這批智力成果刷新了該領域理論創新的一頁,又具有很強的實用性和操作性,是我國開展流域梯級水電站群聯合運行研究與應用的重要成果,將對我國流域梯級水電站群聯合運行的推動發揮重要的作用。




  核心技術國產化

大渡河集控中心的建設,得到了中國國電集團公司的高度重視。原中國國電集團公司總經理、188BETApp 理事長周大兵親自指導該課題的研究,中國國電集團公司總經理朱永芃多次關注該係統的建設,並多次與四川省電力公司進行協調,推進係統的建設。

  圍繞大渡河集控中心建設的具體實施,中國國電總經理助理、大渡河公司總經理劉金煥提出了“思路超前、功能強大、技術先進”的建設要求,大渡河公司黨委書記馬文舉親自參與集控中心大樓的建設,副總經理向進主持了集控中心建設投運的全過程,群策群力,確保係統的高標準建設、高標準接入、高標準投運。

2008年12月26日淩晨0點25分,國電大渡河流域梯級電站集控中心按照四川省電力調度中心調度員的指令,正式接入電網試運行,納入了四川電網統一調度體係。這不僅標誌著大渡河流域統調度課題的圓滿實現,也是國產大型流域電站集中控製技術在這一領域的一次重要勝利。

大渡河集控中心的一體化集成平台,由通信係統、水情自動測報係統、水調自動化係統和綜合自動化係統四大專業係統組成,全部實現了國產化。

大渡河流域接入電站數量多、係統複雜、建設周期長,對流域電站集控係統的技術含量、可靠性、先進性、擴展性都提出了非常高的要求。尤其是通信、計算機監控、水情自動測報等主要係統的建設,更是突出反映了這些特點。

在設備選型時,考慮到經濟、適度超前等因素,大渡河集控中心的軟硬件係統,基本采用了國產配置。大渡河集控中心負責人楊忠偉告訴我們,與進口控製係統相比,國內同類型產品在技術、設備上已經日趨成熟、完善,並有實踐應用基礎。采用國產技術和設備,不僅在係統配置和服務上有優勢,還經濟適用,完全能滿足係統建設和運行的需要。

  基於此,大渡河集控中心就設備選型,與國內頂尖的一批電力設備自動化控製係統的製造廠家進行了接洽,以確保最先進的技術和產品,能在大渡河流域集控中心得以應用。不僅如此,大渡河流域梯級電站集控中心的建設還不斷追求自我完善、自我進步,使得成型的係統能以國內最先進、最成熟的係統定位,在引領電力集控科技進步潮流的同時,創造流域調度典範。

按照傳統方式,要實現對電站的遠方監控,需要將電站的全部信息量以數據的方式,上送到控製中樞係統。如果將所有單一水電站的調度內容,全部集成到流域調度係統,監控信息量將成倍遞加,不能體現流域統調度集約化的優越性。通過對上送信息量的分析和篩選,現在的大渡河流域集控中心,需要掌握的信息量已大大減少,值班員每小時僅需監視十數條簡報信息,同樣可以快速、準確地對故障進行判別和處理。這個看似簡單的變化,卻蘊含了流域集控理念的創新和發展。

在借鑒國際國內同行經驗的基礎上,大渡河流域集控中心技術人員曆時6個月,與廠家一道,對綜合自動化核心係統——計算機監控係統進行了聯合研發。他們充分、嚴謹地把握現有流域電站的特點和實際需求,在確保係統安全可靠運行的基礎上,精簡上送信號量,提高了係統的效率和準確率。

除此以外,工業電視、電能量采集、KVM係統等一係列先進輔助技術,都在大渡河流域遠方集中控製中有著實際應用,甚至提升完善。例如工業電視係統,就完全突破了以往的模擬信號傳送的方式,在信號的傳輸、管理、存儲途徑上,實現了數字化,使得工業電視信號采集更完整、性能更可靠、技術更成熟、功能更完善,係統配置靈活、操作方便、布局合理、能滿足長時間工作要求;在KVM係統中的基於IP數字延長設備的使用,為國內電力控製係統中首次采用,實現了服務器設備與調度人員、維護人員工作環境的分離,徹底解決了以往人員工作環境(溫度、濕度)與服務器設備工作環境的衝突,在國內位於領先水平。另外、水情測報係統的雙信道設置、獨立組網、多模型預報等功能,在國內同等係統建設中也處於先進水平。



  厚積薄發弄潮流

大渡河流域梯級電站集控中心的建設,雖隻經曆了短短兩年時間,但卻蘊含了一代電力工作者近10年的心血鋪墊和不懈努力。

大渡河流域統調度的雛形,來源於大渡河上已建成的龔嘴、銅街子水電站水庫聯合調度的具體實踐。上世紀90年代中期,有著37年曆史的國電龔嘴水力發電總廠,開始積極實施設備綜合自動化改造。至2003年,龔電總廠下轄的龔嘴、銅街子水電站,已完全實現了遠方集控管理,成為國內第37家實現“無人值班”(少人值守)的水電企業,較早地邁入了流域電站和水庫集中控製和調度的行列,為後期實施流域化的集控調度大協作,積累了寶貴的實踐經驗,培養了以全國“五一”勞動獎章獲得者楊忠偉等為代表的一批精英型技術管理人才。大渡河集控中心的骨幹團隊,大多就是當時在龔、銅兩站綜合自動化改造中成長鍛煉起來的一批技術精英。

隨著“遙測、遙信、遙控、遙調、遙視”“五遙”技術的飛速發展,大渡河流域的遠方集控也打破地域限製,“遠方集控”的直線控製距離從原來的僅30餘公裏,延伸至200多公裏,並且具備了隨時更新、隨時擴展的能力,實現了從電站集控向流域集控的新跨越。

在大渡河集控中心的建設過程中,建設團隊“敢於碰硬、善於創新、勇於爭先、樂於奉獻”的作風,得到了各方的肯定和高度評價。

盡管創下了多項國內領先的技術紀錄,大渡河流域統調度係統建設的推進也並非一帆風順。大渡河集控中心黨委書記謝照林和技術負責人賀玉彬介紹說,大渡河流域集控係統的建設,從頭至尾遭遇的各種難題也是“數不勝數”,因為國內目前在這一領域尚無普遍意義上的參照係統,係統的開發像是“摸著石頭過河”,各項高標準的要求,都需要開發團隊殫精竭慮,有時候甚至需要發散思維,打破常規,以確保係統開發工作的順利推進。

例如在光纖通信網路建設中,如果按照常規方式,租用電信服務商的通信通道,每年將產生高額費用,且不能滿足電力生產可靠性要求;而如果自建一套縱貫流域上下遊的光纖通信係統,其龐大的投入又足以徹底否決該係統的建設。在此情況下,大渡河公司積極與四川省電力公司協調,於2006年年底簽署了《通信合作協議書》,創造性地提出了“纖芯置換、互為備用”的方式。該方式以大渡河公司出資參與電力公司西南環網光纖通信立項建設,將其中的部分纖芯用於組建自己的光纖主幹環網。通過這種方式,不僅解決了大渡河幹流所有梯級電站的通信接入問題;還開創了中國國電與四川電網通信網絡合作建設的先河,形成“子網、大網”的雙環網結構,其經濟可靠,在國內也尚屬首家。

為了滿足電網調度需要,大渡河集控中心從建設伊始,就時刻與四川省電力公司保持密切聯係,充分聽取電力公司意見,以電網需求為指導,以確保大渡河流域梯級電站集控中心安全平穩地接入四川電網。

2008年,因“5.12”地震和保奧運供電的原因,導致遠方接入控製時間的推遲,使得投運相關項目的實施時間距離目標完成期限已不足兩月,而要完成龔嘴、銅街子電站所有機組、線路的遠方控製試驗,至少需要40天。在國電大渡河公司黨政的高度關注下,大渡河集控中心和龔電總廠密切配合,從2008年12月11日起,連續16天連續作戰,夜以繼日地開展遠方控製及流程試驗,提前兩天完成了龔嘴、銅街子水電站21個試驗單元的全部任務。

  集控中心現有人員40人,平均年齡35歲,全部具有大學本科及以上學曆,90%以上具備6年以上電站遠方監控和水庫調度的生產經驗,是百裏挑一的生產技術管理骨幹。

為了適應流域梯級電站集控管理這一全新的專業要求,大渡河集控中心在完善係統建設、建章立製的基礎上,以人員培訓為重心,通過集中授課、仿真培訓及事故演習等內部培訓和外送生產廠家參與係統培訓和聯合產品開發,有針對性地鍛煉生產運行、現場值守、係統維護等專業人員的綜合技能水平和應急處理能力,確保培養一支高素質的隊伍,駕馭高水平的先進係統,也使得流域梯級電站群的課題結構鏈,向我國電力設備製造端進行延伸和影響,綜合提升了課題的實踐意義。



  後記

大渡河流域梯級電站集控中心的建成投運,是我國流域梯級電站群聯合調度管理的一次成功探索。它的投運,不僅提高了水能綜合利用率,優化了流域電站發電效益,改善了流域生態環境,確保了電網穩定運行,還將對其它流域電站集中控製的研究和發展產生積極而深遠的影響。

在不遠的將來,源遠流長、波濤洶湧的大渡河上,將呈現出這樣一幅畫麵,滔滔洪水變得溫馴柔和,潔淨的水資源在一座座電站水庫間徜徉,青山綠水白雲飄渺,美麗的鳥兒在群山峻嶺間翱翔,棲息在一座座貫通電網的鐵塔身側,踏著源源不竭的電能,向遠方飛去。伴隨著它們優美的飛翔軌跡,流域梯級電站群聯合調度的目標也將在新的探索中被不斷刷新、不斷超越。

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