1集控系统常见模式及特点
区域小水电站群集控系统是按照“无人值班，少人值守”的原则进行总体设计和系统配置。集控系统由各电站微机自动化系统和远程集控中心计算机监控系统组成，采用全开放式分层分布结构，监控功能和实时数据均分布到各个现地控制单元中。目前水电站实行的集控系统结构中，常见的典型模式有梯级集控调度模式、扩大厂站模式（一厂多站总控制模式）两种［３］。梯级集控调度方式一般适用于与电站间距离较远，接入电站较多、规模较大的集控系统。系统多采用租用电力、电信部门的网络专用通道作为集控系统的数据传输通道，经专用数据通信网与集控中心通信，实现数据交换。通道带宽要求一般不低于２Ｍ，在链路上应充分考虑布置网络安防设备，确保计算机监控系统数据传输的安全。距离较近时，可以采用自建网络通道的方式。该模式中，采用电站层独立配置通信工作站直接与集控中心监控系统通信，集控中心通信主机与各厂站监控系统集控通信机间采用星型网组网通信。通过各厂站独立配置的集控通信工作站上送采集数据，接收控制指令并经各厂站计算机监控系统网络控制到各电站机组及其他主要设备。集中控制系统与厂站级监控系统多采ＩＥＣ８７０－５－１０１、ＩＥＣ８７０－５－１０４规约进行通信。而扩大厂站式一般用于集控中心下属受控的电站不多，机组容量不大，距离也相对较近时。此时网络通道一般选择由用户独立架设专用光纤通道。该模式中，集控中心监控系统网络可直接与电站监控网络集联，构成星型或环型网络，集控中心监控系统直接与各电站层ＰＬＣ通信，直接读取电站各套ＬＣＵ的相关数据，并直接将控制命令下达到ＬＣＵ中，完成对受控各站的监控，通信协议一般采用电力通信标准规约要求的ＭＯＤＢＵＳＲＴＵ、ＭＯＤＢＵＳＴＣＰ／ＩＰ协议。此模式下，可取消各电站中控室上位机系统，由集控系统进行统一监视和控制。两种集控模式各具特点，其中流域集控模式特点有：（１）集控侧与电站侧监控系统通信，不直接连接现地ＬＣＵ。（２）电站脱离集控后可由现地监控系统控制，可自成体系。（３）投资相对较高，调度权审批较繁琐。（４）电站相对分散，数量众多，距离较远，交通不便，不易快速到达现场。（５）各系统的功能及分工明确，对各电站监控系统的本体设计要求较少，比较容易实现系统之间的互联。而扩大厂站式集控方式的特点为：（１）集控侧与现地ＬＣＵ直接通信，电站侧可以选择不设监控系统。（２）投资较低，可节省电站监控系统投资，调度等值为一厂。（３）集控退出后，电站如无监控系统则设备不可控，不适宜接入大量电站。（４）电站位置相对集中，数量较少，可近视等值为同一电源点，可方便、快速地现场维护。（５）由于综自产品厂家众多，设计标准、配置、接口等不同，对于电站监控与集控系统是不同供应商时，直接采集接入时厂站监控需做较大改动。
2典型实例介绍
2.1广西鱼梁集控
广西鱼梁集控是广西西江公司为优化整合资源，增强企业核心竞争力而在以鱼梁枢纽为中心建设的集中监控平台，将下属的鱼梁枢纽电站（３×２０ＭＷ）、那吉枢纽电站（３×２０ＭＷ）、平马沟排涝站统一接入，负责远程统一调控，监视和控制整个电站、泵站的主要机电设备，并实现鱼梁、那吉电站的联合经济调度。集控中心以鱼梁航运枢纽为基地，一边至那吉电站８０ｋｍ；一边至平马沟排涝站１０ｋｍ。距离较近的平马沟以自行架设光缆通道为主，距离较远的那吉电站则以租用电信通道为主。为使得系统的功能清晰且分工明确，对各电站监控系统的本体设计要求改动较少，所以在集控方案设计时采用了流域集控模式，具体结构如图１所示。
2.2湖北漳河集控
湖北荆门漳河水电站群有电站４座，包含了漳河电站（２×３０００ｋＷ）、观音寺电站（２×１０００ｋＷ＋１×８００ｋＷ）、三佳一级电站（１×１６０ｋＷ）、三佳二级电站（１×１６０ｋＷ），湖北漳河水库管理局根据发展战略需要，建立电站集中控制中心并配套集控系统，对以上电站进行集中远方实时安全监视、控制、经济运行和联合优化调度、管理。４．２湖北漳河集控湖北荆门漳河水电站群有电站４座，包含了漳河电站（２×３０００ｋＷ）、观音寺电站（２×１０００ｋＷ＋１×８００ｋＷ）、三佳一级电站（１×１６０ｋＷ）、三佳二级电站（１×１６０ｋＷ），湖北漳河水库管理局根据发展战略需要，建立电站集中控制中心并配套集控系统，对以上电站进行集中远方实时安全监视、控制、经济运行和联合优化调度、管理。根据漳河水电站群的地理分布，全部位于漳河库区内，各电站间直线距离不超过１ｋｍ，非常适合采用扩大厂站模式，在库区内设立集控中心，直接采集各电站的实时数据，并直接对各座电站进行远方实时控制、经济调度、管理。同时，取消在各电站控制室的上位机控制系统（为适应原电站运行习惯，在其中两个电站各保留了一台操作员站），具体结构如图２所示。
3集控系统设计注意事项
（１）注意集控的网络结构的选用。网络结构设计作为集控系统设计的前提，在集控系统方案确定前，应首先明确集控系统的网络通道接入方式，如自建网络、租用网络、通道数量等；对于租用专用网络通道，特别是租用公共互联网通道，需要考虑电力系统二次安全防护。另除常规的以太网通信外，在条件允许的情况下，可采用无线通信系统（一般３０ｋｍ内，非视距）、载波低速通道可作为备用通道；亦可采用卫星通道作为紧急通道。（２）控制权限的切换与闭锁。为确保集控系统控制有序，避免出现控制权混乱，符合集控与电站统一运行管理的要求，集控系统应有控制权限切换功能，并符合以下要求：１）集中控制系统控制调节方式分为集控调控方式、厂站调控方式和现地调控方式。控制调节权限按现地层、厂站层、集控层的顺序从高到低，控制、调节的权限通过软功能键（现地层一般设置切换开关）切换，应有相应的闭锁条件。２）事故情况下，各种紧急操作不受控制权限的闭锁。３）当集控系统与厂站通信中断时，控制权限应能自动切换到厂站层。（３）需考虑后续功能的扩展。随着区域小水电规模的不断扩大以及电网要求的不断提高，集控系统应具备ＡＧＣ、ＥＤＣ等高级功能，能够实现对区域电站群的自动负荷调整和经济调度等功能；同时，集控系统具备丰富的对外通信接口，可实现与水情系统、ＭＩＳ系统等的数据交换功能。集控系统应预留足够的后期电站接入接口。（４）注意通信的防雷措施。由于集控系统采用全计算机网络结构，无常规控制设备，因此系统中各设备或通信网络一旦遭受雷电或感应过电压的破坏，将有可能使集控中心的全部设备陷于瘫痪；另外，由于网络化的发展及系统设备灵敏度的不断提高，使得系统设备遭受破坏的机会显著提高。因此，集控系统应装设防（感应）雷及感应过电压设施［４］。主要包括电源防雷和信号防雷，其中电源防雷主要是防止雷电及感应过电压通过电源线进入各系统，信号防雷主要是防止雷电及感应过电压通过信号线进入各系统。另外，对于ＧＰＳ时钟系统的室外进线处也应设保护措施。
4结束语
随着计算机技术以及水电产业的不断发展，集控系统技术已日趋成熟，区域小水电群集控系统将为小水电站实现“无人值班”创造非常有利的条件，提高整个区域电站的安全运行、经济运行及综合自动化水平。文中提到的模式可为相关人员在集控系统设计时提供借鉴。
作者：徐松 陈方毅 谢传萍 臧磊 单位：南京南瑞集团公司水利水电技术分公司
