水利工程論文-巴西大型水力發(fā)電系統(tǒng)的自動化.doc

水利工程論文-巴西大型水力發(fā)電系統(tǒng)的自動化摘要：COPEL電力公司依靠水電廠的新型集中自動化系統(tǒng)在巴西的電力市場競爭中取得了勝利。盡管進行了大幅度的裁員，但是新的發(fā)電操作中心仍可使它的水電廠具有可靠性、安全性，并且改善了水電廠的運行特性。關(guān)鍵詞：巴西大型水力發(fā)電系統(tǒng)自動化2001年巴西的4500萬用電戶的用電量為317.3億千瓦小時。在用電方面，巴西的十年發(fā)展計劃（2001-2010）預(yù)測每年增長5%，到2010年為411億千瓦小時。目前的用電需求通過總裝機容量為64300MW的電廠來滿足，其中91%為水電廠?？傃b機容量為4500MW的COPEL（CompanhiaParanaensedeEnengia）電力公司是巴西第七大公司。COPEL電力公司的17座水電廠的總裝機容量為4350MW，各個水電廠的裝機容量范圍從Pitangui水電廠的870KW到Gov.BentovMunhozdaRochaNetto水電廠的1676MW。COPEL電力公司的50個水輪發(fā)電機單機容量從130KW至419MW。COPEL電力公司的最主要的水電廠是總裝機容量為261MW的Gov.PedroViriatoParigotdeSouza水電廠，它建于1970年，從那時起，COPEL公司在水力發(fā)電方面取得了幾個顯著的成就。1977-1980年間，Gov.BentovMunhozdaRochaNetto水電廠的160m高的大壩是當時世界上最高的混凝土面板堆石壩。在巴西，裝機容量為1260MW的Gov.NeyAminthasdeBarrosBraga水電廠被認為是最有經(jīng)濟效益的設(shè)施，當它1992年建成時就全部實現(xiàn)了自動化。1990年底建成的總裝機容量為1240MW的SaltoCaxias水電廠的碾壓混凝土大壩在南美洲是體積最大的。1為了競爭創(chuàng)立自動化系統(tǒng)1998年，新的聯(lián)邦法律規(guī)定獨立經(jīng)營的電力公用事業(yè)單位要改組為現(xiàn)代化的具有競爭力的企業(yè)。因此COPEL電力公司改組為單獨的企業(yè)單位，如發(fā)電、配電、輸電、遠程通訊及動力設(shè)備的采購等單位，由此產(chǎn)生了新的發(fā)電公司COPEL發(fā)電公司，它在水力發(fā)電中起到了自動化及中央控制的作用。首先，在巴西的電力事業(yè)中生產(chǎn)成本是關(guān)鍵。從1996年起，總體水平上，COPEL發(fā)電公司從10000人裁員至5000人。人員的減少對發(fā)電運行產(chǎn)生了顯著的影響。其次，先進的技術(shù)使得電力設(shè)施采用更加廣泛、可靠的自動化發(fā)電設(shè)備。最后，巴西電力市場競爭日益激烈，每個電力事業(yè)單位都被迫尋找新的出路，以達到降低成本的目的。為了長遠發(fā)展，公司考慮了下面幾個問題：希望得到什么樣的利益；哪些過程需全自動化來實現(xiàn)過程控制；通訊的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能否保證一定的可靠性；主要的干擾因素是什么；人力資源能否被有效利用。COPEL發(fā)電公司在大范圍的消耗-利益-風險分析范圍內(nèi)運行，包括論證通訊和控制系統(tǒng)的可靠性，來決定每個水電廠的自動化及遙控水平?；谶@些分析，公司決定把系統(tǒng)升級以便使下列功能可通過遙控完成。發(fā)電控制；電壓控制；開始、同步、結(jié)束；被選的水電廠設(shè)備從低壓開關(guān)到巨大的溢洪道閘的操作；警報和實時事件的記錄；數(shù)據(jù)至少儲存30天，被存儲的數(shù)據(jù)可以就地或遠距離讀取。除了上述功能外，COPEL發(fā)電公司決定根據(jù)每個發(fā)電廠的重要性來設(shè)置其自動化水平，因此公司開發(fā)了一套有三個控制級別的系統(tǒng)，這三個級別分別為控制室，監(jiān)控操作臺和設(shè)備控制。COPEL發(fā)電公司的最新發(fā)電廠SaltoCaxias對三個級別的控制均適用，而其他的發(fā)電廠根據(jù)它們的型號及廠齡適用一個或二個控制級別。2.集中控制通過6年的籌劃、技術(shù)研究和發(fā)展，在2000年末，COPEL發(fā)電公司開始用最新的發(fā)電操作中心控制它的最大的水電廠，這個發(fā)電廠位于Parana州首府的公司總部。在巴西還沒有用一個單獨的控制室控制一組重要的發(fā)電廠的先例。目前，COPEL發(fā)電公司總裝機容量的99%是由發(fā)電操作中心（GOC）完成操作的，包括它的七個水電廠：裝機容量為260MW的Gov.PedroViriatoParigotdeSouza水電廠，裝機容量為1676MW的Gov.BentovMunhozdaRochaNetto水電廠，裝機容量為1260MW的Gov.NeyBraga水電廠，裝機容量為1240MW的SaltoCaxias水電廠，裝機容量為36MW的Guaricana水電廠，裝機容量為9.2MW的Marumbi水電廠，裝機容量為6.5MW的DerivacaodoRioJordao水電廠。發(fā)電操作中心（GOC）也控制FozdoChopimEnereticaS.A,一個裝機容量為29MW的獨立水電廠。發(fā)電操作中心（GOC）是一個技術(shù)先進的控制室，GOC的操作人員盡最大可能保證發(fā)電廠的工作效率、可靠性和安全性，操作人員能利用程序、圖表、建議、分析和研究提高常規(guī)及突發(fā)性的遠程操作。發(fā)電操作中心（GOC）有一個獨立的控制臺，專用于每個遠程控制的水電廠的監(jiān)控和獲取數(shù)據(jù)，操作者從每一個水電廠所屬的控制臺存取水電廠現(xiàn)場的控制源和數(shù)據(jù)源。表一所示為四個最大發(fā)電廠監(jiān)測點的數(shù)據(jù)和有效指令。12名操作人員每天分成兩班工作，起到了從前現(xiàn)場所有操作人員所起的作用：控制母線電壓；調(diào)節(jié)負荷和操作設(shè)備；啟動操作和關(guān)閉發(fā)電設(shè)備；履行日常的調(diào)度計劃和根據(jù)需要再計劃；在緊急條件下恢復(fù)發(fā)電操作；控制水庫的水位和流速；改善和執(zhí)行生產(chǎn)過程中的開始、同步和關(guān)閉發(fā)電機，完成發(fā)電模式和同步壓縮模式之間的轉(zhuǎn)換。確保通過發(fā)電操作中心（GOC）遠程控制的自動化發(fā)電廠的可靠性是系統(tǒng)的根本。實際完成的方法保證了全天的操作和管理程序，危險的設(shè)備如發(fā)電機以及所有相應(yīng)的運行都被連續(xù)監(jiān)視，并且由熟練的工作人員通過GOC控制，如果有重大事故發(fā)生，發(fā)電操作中心的傳呼系統(tǒng)會立刻傳呼操作者。不久的將來，所有的系統(tǒng)將被集合成一體，那將意味著在某個位置的操作人員將操作所有的發(fā)電廠，這對于由發(fā)電操作中心（GOC）控制的新型發(fā)電廠來說是最基礎(chǔ)的特性。3帶來的利益在許多方面，發(fā)電控制中心改善了發(fā)電廠的運行性能。第一、中心允許COPEL發(fā)電公司優(yōu)先進行人員的安排和信息的管理，中心系統(tǒng)的操作人員使計劃、生產(chǎn)、監(jiān)測和對評估人員的培訓(xùn)變的更容易。第二、采用集中操控以便更易于標準化操作，更易于基本工作原理、方法和策略的維護，更易于記錄和已確定的規(guī)