2024智慧水电厂建设方案

第第②当激励信号的上升时间增大时，若匝间短路故障发生在靠近绕组端部，故障信息将被上升沿掩盖。由此看来，信号上升时间应该尽量短，前沿应该尽量陡。但是在实际的试验中，激励信号的输出通路由以下环节构成：仪器内阻->信号电缆->电刷或滑环->绕组，频率过高的信号会在这条通路上迅速衰减，并不能有效注入绕组；而且，由于信号电缆上ESL（等效串联电感）的存在，前沿过陡的信号会在信号电缆产生反射，在注入点波形的上升沿处产生尖刺，并消耗了激励信号的能量，降低了匝间短路点的畸变峰值。因此，激励信号的前沿上升时间的确定原则应该是能够有效注入绕组并且不会在信号电缆上产生反射的最陡上升沿。本课题计划通过计算和实际测试，确定适用于水轮机转子绕组的激励信号上升时间。2）激励模式激励信号注入绕组的方式可分为两种，即两端同步注入和单端轮换注入。国内外文献中两种方式都有介绍。当采用单端轮换注入时，信号注入绕组的一端并采集注入点波形，对端悬空，然后切换到对端再注入信号；完成两端注入后，两个注入点波形进行比较，生成特征波形。由于信号注入时绕组末端开路，所以匝间短路的反射波最强，靠近绕组中间位置的的匝间短路引起的畸变峰值相对两端同步注入方式也更大。但是，如果现场存在杂散电磁干扰，或者转子旋转时的电刷噪声，则会在依次采集的两端注入波形上产生不一致的波动，进而在特征波形上产生噪声。图6单端轮换注入采用两端同步注入方式时，如图7所示，由于是同步注入、同步采集，干扰会在两个注入点波形上产生同样的噪声，由于特征波形是两个注入点波形之差，所以噪声被消除。但是这种方式对于呈现靠近绕组中间部分的短路畸变的能力较弱，根据《隐极同步发电机转子匝间短路故障诊断导则》相关要求，两种方式均可采用。图7两端同步注入3）激励信号传播和采集时长在绕组的一端注入波形，另一端开路，两端同步采集，则得到的波形记录了信号在绕组中传播的过程。在软件中可以标注信号的注入时间以及到达绕组另一端的时间。隐极同步发电机的RSO激励信号在转子绕组中的传播时间约为12us～20us。但是对与水轮发电机，由于转子绕组结构的差异，其传播时间会有较大的差异。拟通过测量多种机型的转子的实际传播时间，确定RSO诊断仪的采集时长这一关键技术参数。.5.谐波监测与诊断（1）建设内容对全厂电能质量谐波指标进行可视化拓扑展示，可参考监控系统全厂主接线图的展示。（2）技术路线采集电厂机组定子电压、定子电流，厂用母线及系统侧母线电压、电流进行在线电能质量实时分析计算，计算内容包括：1）常规电能质量分析计算①机组和母线三相电压不平衡度检测②机组和母线电压闪变检测③机组和母线电压谐波检测④机组和母线电流谐波检测⑤机组和母线电压频率偏差检测2）重要电能质量监测项目①机组、母线有功、无功、电压振荡监测及预警②机组、母线电压突升/突降监测及预警.6.电力电缆局放在线监测与预警（1）建设内容 目前，国内外电力电缆厂家众多，各家产品质量也参差不齐，尤其在现场的安装、布置、施工等过程中若操作不当也会给电缆留下隐患，加之集团近年来电缆故障频发，涉及550kV、110kV等高压电缆，因此急需对电力电缆开展在线监测等相关工作。对于电缆的局部放电，主要机理为绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强，该区域就会发生放电。若电缆在制造或使用过程中某些区域残留了一些气泡、杂质或缺陷时，绝缘体内部或表面就会出现电场强度高于平均电场强度的情况，在该区域就会首先发生放电，而其他区域仍然保持绝缘特性，就形成了局放。电缆电压越高时，电场强度越大，产生局放的可能性就越大，对应的局放量越大，最终造成电缆短路的严重故障。因此，开展电缆的在线监测显得十分必要，电力电缆高频脉冲电流监测、超声波监测、特高频电流监测等在线监测手段，能及时有效的发现电缆的早期缺陷，避免造成短路等更大事故。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）对电缆局部放电宏观效应进行研究，主要为光效应、压力波、电荷效应、化学效应和热效应，基于其光学原理、机械原理、电原理、化学分解物原理，对电缆局放基于声学、光学等监测方式的有效性进行研究，以确定对于电力电缆有效的监测方法；图1电力电缆局部放电原理分析2）采用基于高频脉冲电流法、超声波法、特高频电流法的电缆局放监测方法，对电缆的局放信号进行监测，并统一通信标准将电缆在线监测结果集成在统一的分析平台，采用先进的在线监测传感器、信号处理单元及信号合并单元以全面提高在线监测数据的准确性；图2电力电缆各传感器安装位置示意图3）建立电力电缆局放监测与诊断系统，对前所采集数据利用专家诊断系统对各种监测装置数据进行诊断，对各监测量进行数据分析，建立各监测量的监测、诊断、评估系统，后对电缆状态进行综合评估。图3电力电缆局放监测与诊断系统.7.变压器综合在线监测信息集成及诊断预警（1）建设内容 目前，变压器在线监测方式存在油色谱、局放、绕组温度等多种形式多种状态量的在线监测手段，但这些手段往往由不同厂商提供，每种手段都拥有自己的后台软件，造成了变压器在线监测数据的信息孤岛，无法进行综合分析以准确评估变压器的状态。此外，部分在线监测手段还存在技术落后、无法有效排除外部干扰等不足，监测数据也会随着时间推移误差越来越大。通过建立多种在线监测并统一通信的变压器在线监测系统，解决原单一或不完善的变压器在线监测系统的弊端，如只能分析单类故障（电气类故障）、故障的定位不准等等。进一步开发变压器健康度评估模型和健康状态智能评估平台，以当变压器监测数据存在异常时对可能的故障原因进行辅助分析和处理，如在变压器过热时应及时发出警告以便及时进行处理。变压器健康状态智能评估平台应能实现在线监测数据存储、趋势展示、关联分析、评估报告自动生成、故障原因辅助分析等关键信息，并能将相关信息以曲线、图表等方式展示。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）对变压器开展油色谱、铁心夹件接地电流、超声波局放、特高频局放、套管介损及电容量、变压器振动在线监测。其中涉及智能设备主要分为两大类，一是传感器端：分别为油色谱监测系统、铁心夹件接地电流罗氏线圈传感器、特高频局放传感器、套管电流罗氏线圈传感器、振动传感器；二是数据处理端：主要为包含变压器诊断系统的电脑或处理器。①对于油色谱在线监测系统，其主要是采用光声光谱技术对油中H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2这7种气体的浓度进行测量，利用容型驻极体微音器作感器，感器输出的信号经过放大、滤波后，由AVR单片机进行数据的预处理，并通过串行通信把数据上给PC机，PC机完成对数据的处理和分析，形成各种气体浓度的趋势图。②对于铁心夹件接地电流采集系统，采用高精度穿心式传感器将铁心及夹件上的接地电流信号转换为电压信号，电压信号进入信号调理电路，信号调理电路根据电压大小自动切换量程，最后进入以DSP为处理核心的信号测量板，该信号测量板选用高性能数字处理芯片DSP为核心处理器。铁心及夹件接地电流中伴有现场的干扰信号，计算时首先要把这些干扰信号剔除掉。③对于变压器超声波局部放电在线监测系统，基于当变压器绝缘个质内部发生局部放电时，会伴随的各种现象。其中包括电的，诸如电脉冲的产生、介质损耗的增大和电磁波辐射；也有属于非电类的，如光、热、噪声、媒介物质压力和化学方面的变化等，这些现象均可用以判断局部放电是否存在。目前较为成熟的变压器局部放电在线检测方法，主要采用超声检测法和特高频法，装置所采用的传感器分别为超声波传感器与特高频传感器，对局放产生超声波信号和特高频型号进行采集。④对于变压器套管介损及电容量在线监测系统，基于穿心式电流传感器的在线监测方法，该方法通过穿心电流互感器获取套管的末屏接地电流信号，从与套管同母线的电压互感器二次侧获取基准电压信号，并计算二者的相位差值及幅度比值，得出套管的介质损耗因数和电容量。变压器套管正常运行时，其末屏多通过接地帽直接接地，无法直接引出末屏测试信号。为实现套管的在线监测，针对套管末屏结构设计相应的信号引出装置，同时保证套管自身的安全运行和信号的准确采样。⑤对于变压器振动在线监测系统，变压器振动主要来源于铁心与绕组。变压器铁心由层叠的硅钢片构成，硅钢片在强磁场下的磁致伸缩引发了铁心的振动，该振动幅值与电压的平方成正比，基频为电压频率的2倍。绕组振动是由流通于绕组中电流产生的电磁力引起的，该振动幅值与绕组电流平方成正比，基频为电流频率的2倍。目前学界已经进行了大量试验研究，建立了以相关系数、通频带能量和振动烈度指数等为特征量的变压器绕组机械状态数学判断依据，因此，变压器振动在线监测系统能及时有效的发生因绕组变形、绕组结构等发生轻微改变产生的故障。2）采用统一的通信标准将变压器各种在线监测技术集成在统一的分析平台，采用先进的在线监测传感器、信号处理单元及信号合并单元以全面提高在线监测数据的准确性。3）建立变压器健康度评估模型，综合利用各种监测装置数据，对各监测量进行数据分析，建立各监测量的监测和预警模型，后对变压器健康度进行综合评估。4）根据评估结果，自动生成变压器健康度评估报告及缺陷辅助分析报告，为运维人员提供辅助决策。.8.基于尾端电流监测的避雷器状态监测与评估（1）建设内容 避雷器是进电厂一次设备过电压保护的主要设备，具有响应时间快（时间纳秒级），工作可靠的优点。经过多年现场应用，现有避雷器布点方式可以实现对全厂过电压防治的全覆盖。当前，发电厂避雷器日常巡检内容包括：每月定期记录避雷器计数器的动作次数和泄漏电流幅值；每隔半年开展带电测量，记录避雷器全电流和阻性电流。同时，避雷器日常巡检工作由人工完成，为重复性简单劳动，耗费工作人员较大精力。由于避雷器计数器只能显示动作次数的最终结果，无法获得动作时刻和具体动作电流幅值，所以只能作为电厂过电压发生与否的粗略依据；另外，计数器为机械机构，对波头很陡的过电压（如快速暂态过电压）无法响应，存在漏统计的问题。避雷器计数器显示的电流为避雷器全电流，且数据无法接入监控后台，人工观测无法及时反映避雷器缺陷及其发展情况。因此，急需一种高幅值、高精度、高采样率的，能对避雷器尾端电流进行监测的在线监测装置，对雷击时和正常状态时避雷器尾端电流进行监测，以对避雷器的状态进行评估，同时不能对一次设备绝缘特性产生安全隐患。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）高采样率电流互感器研制。电流互感器安装于避雷器尾端，采用高精度和大幅值两套探头，采集运行电压及过电压导致的避雷器泄漏电流幅值和波形，研制的电流互感器最大检测电流幅值范围0.01mA~20kA，最小采样率不低于100MS/s。2）基于电流监测的避雷器状态评估。根据采集到的电流和母线电压波形，对避雷器全电流、阻性电流和电容电流幅值进行记录，通过与存储历史数据进行对比，判断避雷器运行状态，对避雷器绝缘及电阻片劣化情况提前预警。3）发电厂过电压智能识别系统研究。研究典型避雷器冲击电压与电流响应特性，建立特征数据库，通过避雷器尾端电流采样数据分析，反推过电压波形及类别，实现对发电厂过电压时间、位置、大小、类别的智能识别和记录。以实现对避雷器状态和电厂过电压的智能识别，对避雷器状态的智能评估和过电压智能识别，进而达到对过电压故障的智能诊断的目的。.9.断路器机电特性评估及在线监测关键技术（1）建设内容 断路器是在发电机与电网系统间的一个断开点，可减小发电机和变压器的事故范围，提高电厂供电可靠性，方便发变组的调试和维护。断路器需要开断正常运行电流（几千安至几十千安级）及短路电流（几十千安至几百千安级），应具有良好熄灭电弧电流的能力；要提高发变组的可靠运行，断路器本身应该具有更高的可靠性。当前，断路器的预防性试验内容与普通六氟化硫断路器相同；由于采用全封闭结构，日常运维中仅能观察动作次数和气压表压力值；断路器多为进口产品，厂家出于种种目的，不愿意对产品进行改造，声称产品免维护，不同意开展额外的测试及监测。实际运行中，由于断路器机械及电气上的缺陷长期不被发现和处理引发的事故时有发生，给电厂安全运行带来了极大隐患。采用新型测量手段，对电气设备典型状态下的参数进行测量；采用在线监测手段，对运行过程中设备关键信息实时监测；综合利用离线和在线监测数据关联性建立评估模型对监测数据进行实时分析和展示；设置监测数据与设备缺陷，及时发现设备缺陷并给出预警信息。以上是发电设备状态评估的发展方向，也是开展断路器机电特性评估及在线监测研究的关键技术。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）开展断路器动态机电特性评估，研发动态特性测试仪，对断路器机电特性、回路电阻、弧主触头烧蚀情况和振动特性等参数进行测量和评估，通过与常规检测手段结合，实现对断路器机电动态特性进行精确评估；2）开展断路器在线监装置研发，基于非接触式的磁栅尺的行程传感器、穿心式霍尔电流传感器、微水在线监测传感器，能实现对断路器的实际动作行程、控制回路电流信号、微水含量进行采集，数据实时可查并设置报警值，确保断路器隐患及早发现，避免事故发生；3）开发断路器状态评估系统，结合断路器的动态特性参数、在线监测数据进行综合分析，以图表和文字方式对断路器参数和状态进行形象展示，对断路器的状态进行实时的监测及预警。.10.油色谱在线监测数据分析及装置校准（1）建设内容 电力变压器是一种关键的电力设备，它被广泛应用于电力系统中，为我们的生活和工业生产提供了稳定可靠的电力供应。电力系统安全与否、供电性能是否可靠、运行是否经济与变压器有着直接的关系。变压器的正常运行对整个电力系统而言非常重要，如果没有严格按照相关要求安装、维护、检修变压器，可能会导致变压器存在一定的缺陷并发展成为严重的故障隐患。变压器在运行中虽然采取了必要的保护措施，但由于内部绝缘结构复杂，电场及热场不均匀分布等原因，运行中仍有事故发生。因此，为确保主变安全运行，人们发展了很多检测方法，油色谱检测是最为有效、灵敏的方法之一，不仅能发现故障、还能判断故障类型和故障的发展快慢。但是定期取样至实验室进行色谱分析，对突发性故障难以发现，且分析过程繁杂，环节多，人为误差大。为随时掌握设备的运行状态，开展变压器油中溶解气体在线监测技术的研究，开发变压器油中溶解气体在线监测系统，对于电力变压器实现状态监测与状态维修具有十分重要的意义，对变压器故障实现早期预测以及准确的诊断也尤为重要。为加强变压器的运行状态监测，保障设备稳定可靠运行，各电力企业都加大了在线色谱监测数据分析和装置校准的管控力度，进一步强化了油色谱在线监测装置的作用。变压器油色谱在线监测装置是监测变压器运行状态的重要手段，部分企业将油色谱在线监测装置纳入主设备管理，将油色谱在线监测装置的入网检测、交接验收、定期校验作为重要工作在开展，并更新相应的技术标准，例如，国家电网有限公司企业标准Q/GDW10536-2021《变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范》。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）开展油色谱在线监测。油色谱在线监测系统工作时，先利用油样采集单元进行油路循环，再进行油样定量；油气分离单元快速分离油中溶解气体输送到定量管内并自动进样；在载气推动下，样气经过色谱柱分离进入气体检测器；数据采集单元完成数据的转换和采集，处理单元对采集到的数据进行存储、计算和分析，并将数据上传至数据处理服务器，后由监测与预警软件进行数据处理和故障分析。油色谱在线监测系统能够快速准确的进行油色谱分析，实现在线监测油浸式电力设备的运行信息，为变压器等油浸电力设备的长期稳定运行提供了可靠保证。2）开展油色谱在线监测装置的校验工作。油色谱在线监测装置校验工作包括配油和检定两大部分，可以配置各种不同浓度的样品油，从而实现模拟变压器的效果。把样品油取出分别在实验室气相色谱仪和在线监测系统进行标定，用标定结果进行比对，判断油色谱在线监测装置数据的准确性。.11.GIS绝缘状态评估与缺陷诊断技术（1）建设内容 近年来，电力设备带电检测技术得到了快速的发展和广泛的应用，主要包括超声波法、特高频法、高频法、暂态地电压法、振动检测、红外检测、紫外检测等。相对于以往的停电试验，带电检测主要具有以下几个特点：一是检测时间灵活，设备不停电的时候可随时进行检测，有助于掌握缺陷发展趋势，及时制定运维策略；二是相比设备停电状态下外施激励进行试验，在设备运行工况下进行的带电检测，更有助发现各类设备潜伏性缺陷；三是带电检测作为状态检测手段的重要组成部分，是设备状态评价的重要依据。随着带电检测技术逐步普及，发现的缺陷逐渐增多，目前普遍采用人工定期复测手段跟踪缺陷发展趋势。但由此带来的运维检测工作量巨大，并且由于每次检测存在时间间隔，无法实时监控电力设备内部缺陷的发展情况及趋势，存在缺陷突然增大未能及时发现从而威胁电网安全运行的风险。为弥补每次带电检测存在时间间隔盲区、无法有效发现并处置缺陷突然发展的情况，因此，开展GIS绝缘状态评估与缺陷诊断技术研究及应用，及时评估和发现GIS设备运行隐患，确保GIS设备安全可靠运行。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）(a)系统结构框图(b)系统构成图4移动式多通道GIS局部放电综合分析系统结构图1）不同类型采集装置对GIS局部放电量信号的实用性研究。①获得对应的局部放电信号与故障类型，根据不同的环境，一次设备的安装尺寸、设备型号、电压等级等条件，通过试验及现场应用，采集不同类型的放电信号，有效分析GIS绝缘缺陷。②对GIS内部出现的绝缘材料失效、污秽、异物等导致绝缘故障的典型缺陷所产生的局部放电信号量进行机理分析，提取典型特征指标；③对不同监测原理及形式的局放采集装置对不同类型放电信号的采集有效性进行分析，明确特高频、超声波、地电位等探头对GIS不同绝缘缺陷探测的敏感性；④根据电站GIS尺寸参数、布置方式，研究探测装置安装、布点、拆卸方式，做到装卸方便、布局合理、定位精确，实现一套装备监测不同结构GIS气室局放信号的目的。⑤明确移动式多通道GIS局部放电监测装置，针对不同设备检测时，自带检测传感器的安装标准，如探头布置、类型选用及组合等，增加在线监测装置的实用性和数据准确性。2）GIS绝缘状态差异化检测、监测技术研究。①采用便携式局放巡检仪对GIS局放量进行定期普测，提高采用便携式局放巡检仪发现GIS设备绝缘劣化、污岁、失效等初级阶段或异常变化的能力，根据巡检结果对全部GIS气室局放水平进行评价分类，并根据历次巡检结果动态调整重点关注气室名单；②根据便携式局放巡检评估结果，采用移动式多通道GIS局放电监测装置，对可能存在绝缘缺陷的气室进行重点、长期监测，实现对缺陷位置、缺陷类别、发展趋势的判断；③制定GIS绝缘状态差异化检测导则，提高采用便携式局放巡检仪发现GIS设备绝缘劣化、污岁、失效等初级阶段或异常变化的能力，再通过该移动式多通道GPS局部放电监测装置对异常气室进行重点监测；④明确移动式多通道GIS局部放电监测装置，针对不同设备检测时，自带检测传感器的安装标准，增加在线监测装置的实用性和数据准确性。3）基于GIS局部放电监测的绝缘状态诊断技术研究。①研究多点探测方式下局部放电点定位研究，根据不同位置、不同类型探测传感器监测数据，对GIS内部局放点位置精确定位；②收集各主流GIS设备厂家、试验仪器厂在各种工况下局部放电图谱特征数据库，开展典型GIS缺陷下局部放电图谱特征数据库建设工作，通过智能识别技术将异常局部放电信号与故障类型对应，实现对GIS内部缺陷的智能判断；③根据局放长期监测数据，分析局放是稳定型放电、缓慢增长型放电或是快速增长型放电，对不同类型和发展趋势下的绝缘隐患给出不同的处理策略。.12.六氟化硫气体在线监测与诊断（1）建设内容 六氟化硫是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，其具有良好的绝缘性和灭弧性能，运行不受外界气象和环境条件的影响，因此被广泛应用于超高压和特高压的电力系统，作为高压电器设备的绝缘介质。但六氟化硫气体也有其缺点：强烈的电弧放电会产生一些含硫的低氟化物，会腐蚀某些绝缘材料和金属；同时受电压、电气开关设备的制造和安装的差异性影响，在长时间运行后会出现材料老化的现象，因此在电力运行中会出现六氟化硫气体泄漏的现象。六氟化硫气体的运行状态、气体性能、密度、微水含量等性能指标严重影响着设备、电网的安全运行，因此对电气设备进行在线监测已是当下流行的技术趋势，电气设备中的六氟化硫气体的在线监测则显得越来越重要。六氟化硫气体在线监测系统的搭建对电力系统具有重要作用，它不仅能解决六氟化硫浓度超标不能及时发现从而造成设备损坏或人员伤害的情况，还能提升对六氟化硫气体的智能化、远程话、安全化管理。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）开展六氟化硫气体在线监测与诊断。六氟化硫气体在线监测系统能够准确地监测六氟化硫电气设备中的六氟化硫气体密度值和内部微水含量，对六氟化硫电气设备做出在线状态监测与故障诊断，当六氟化硫电气设备发生漏气或微水超标时能够及时报警及闭锁；可现场显示六氟化硫电气设备内部六氟化硫气体的微水含量和密度状态，也可远程监测显示，实现对六氟化硫电气设备的六氟化硫气体状态的遥测、遥传，进一步促进了无人值守变电站遥信、遥控、遥测、遥调的实现，确保了电网的安全稳定运行。2）开展六氟化硫气体在线监测装置的校验工作。六氟化硫气体在线监测装置在运行过程中可能发出误报警信号或者装置已失灵无法正常运行报警，成为了电站的一种摆设，没有真正起到监测作用，为企业生产埋下了极大的安全隐患。可研发六氟化硫气体在线监测装置的校验装置，选用高性能质量流量计，将高浓度六氟化硫标准气体与空气混合，稀释为需要的各种浓度六氟化硫标准气体和氧气。对现场六氟化硫气体在线监测装置进行校准，满足校验六氟化硫气体在线监测装置准确性和重复性的需求，提高六氟化硫的检测准确性，真正起到保护人身健康的作用，消除企业的安全隐患。.13.互感器在线监测与诊断系统（1）建设内容 随着社会经济的发展，对电力系统运行的可靠性和经济性的要求越来越高，推动了当前电力设备的检修模式由“定期检修”向“状态检修”发展，因此对电力设备的绝缘状态进行在线监测和带电检测势在必行。对设备进行在线或带电监测能实时或根据需要简便地监测各种电气绝缘参数，判断设备的绝缘状况，这对于保证电力设备的可靠运行及降低设备的运行费用都是很有意义的。随着计算机技术及电子技术的飞速发展，实现电力设备运行的自动监控及绝缘状况在线监测并对电气设备实施状态监测和检修已成为可能。互感器是由电容分压器等各单元组成的具有独特结构的电器设备。其中，CVT因其绝缘性能优良、耐雷电冲击性能优越，能够避免铁磁谐振等特点广泛应用在110kV及以上的变电站。然而运行过程中发生的电容量变化、绝缘老化和介损偏移等问题直接影响到CVT测量结果的准确性，从而影响继电保护工作的可靠性和计量的公正性。因此有必要定期测试CVT的绝缘性能，然而定期检测时效性差，一方面很难发现设备在其周期内的故障缺陷，不能及时发现、及时检修；另一方面也没有充分考虑电气设备的实际状态，这样就会导致不必要的检修，费钱费力。因此对CVT绝缘性能进行在线监测，能够及时预测并诊断故障，对确保设备的正常运行、提高电网的可靠性以及保护设各和运行人员的安全都具有重要意义。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）电流信号采集电路电流信号采集电路普通单匝电流传感器二次要二千匝以上才能达到需要的测量准确度，但CVT主电容电流仅有毫安级，匝数太大使得二次输出信号很小，易受到干扰。且由于铁芯中磁通的存在，致使所测信号存在相位误差，不能满足在线监测要求。因此,需开发设计一种基于无源零磁通电流传感器进行采集泄露电流。无源零磁通电流传感器利用一个叠加在主互感器上的辅助互感器提供反电动势来补偿阻抗产生的压降，从而不需要主互感器的磁通提供电动势就可实现零磁通。相比有源式零磁通传感器具有简单、可靠性高的特点。电流信号采集电路图2）电压信号采集电路电压互感器二次电压额定输出值为57.7V，而一般A/D芯片能接受的电平范围是0~+3V，因此必须转换成较低的电压才能传输给AD采集。先采用高精度铂电阻进行分压，然后通过电压跟随器再将信号送往A/D，此外运放采用隔离电源设计，保证了电压变换的准确度和信号的隔离。分压电阻采用0.01级无感高精度铂电阻分压实现大电压信号转换成小电压信号，保证信号转换中的稳定性。由于分压电阻均有相同的温度系数，因此整个电路对温度变化不敏感。经过铂电阻分压后的信号驱动能力非常弱，无法直接给AD进行数字化，必须使用高精度仪用放大器对信号驱动能力进行增强放大。整个电阻的输入阻抗为100kΩ。选择低容值、低泄露电流的双向TVS二极管对运放进行保护。电压信号采集电路图3）在线监测系统总体设计变电站IEC61850综合自动化采用分层分布式系统，由站控层、间隔层、过程层三大部分组成。其中过程层的数据监测装置接收到时钟同步装置发出的IRIG-B同步信号后启动A/D采样，并将采样的信号就地数字化，并通过协议将信号传输给间隔层的数据处理装置。数据处理装置对数据进行解析计算，并汇集所有的信息转换成符合IEC61850-9-2LE标准的信息格式上传至网络层交换机，服务器通过交换机从而实现与在线监测模块之间IEC61850标准通信功能。此外，服务器通过局域网将监测的所有信息远传至相关单位，以便进行数据统计、分析和研究。其结构如下图所示。在线监测系统总体设计图.14.全设备多维度温度监测（1）建设内容增强水电厂机电设备温度监测和检查，及时发现异常发热位置，是解决水电厂机电设备温度异常的直接策略方法。综合运用无源测温装置、红外热成像摄像头、光栅岑问传感器等，实现水电厂核心设备发热在线监测的需求，解决了水电厂带电设备表面、内部温度监测困难的问题。先进和实用的温度监测技术可以实现更全面具体、更优良的水电厂机电设备的运行维护管理。（2）技术原理及路线①采用无源视频测温装置、红外热成像摄像头，实现发电机转子、碳刷、出口软连接、中性点、开关柜等带电部件在线监测的需求，解决了水电厂带电设备表面、内部温度监测困难的问题。②从水电厂设备的智能监测边缘计算架构开展研究，提出一种面向水电厂带电设备温度实时监测的智能监测边缘计算架构技术以及传统测点信号数据处理边缘计算架构技术，解决了水电厂物联网化带来的海量数据实时处理困难的问题。③从水电厂机电设备温度数据处理、利用开展研究，提出一种面向水电厂机电设备温度数据云计算服务技术，实现水电厂设备实时监测的可视化，增强系统的稳定性，提高速度以及丰富系统的可扩展性。④实现水电厂机电设备温度数据的实时智能监测，实现水电厂设备温度情况的就地处理、自动研判和自主分析，达到设备运行状态数据实时监测、趋势预测和危险预警目的。.15.直流系统在线监测与诊断（1）建设内容 厂站直流电源系统蓄电池组智能运维系统主要功能包括蓄电池全状态参数监测、手动/自动测量蓄电池全状态参数、就地一键顺控/远控蓄电池智能核容放电。首先完善蓄电池在线监测装置功能，使其监测参数涵盖蓄电池全状态参数；其次开发监测装置四遥功能，为实现远程可视化管理提供条件。采用逆变电源技术对蓄电池进行放电和充电，使得蓄电池充放电全过程受控且可控。开发专用管理后天应用软件，实现远程可视化蓄电池管理，远程智能维护蓄电池功能。交流串入直流系统治理，实时测记和报警交流窜入直流极性、支路、幅值，并根据直流馈线支路的重要性，有选择性地迫跳交流侵入故障支路。（2）技术原理及路线1）研究蓄电池故障现象的原因；收集国内蓄电池故障问题的分析报告，归纳总结蓄电池的各种故障现象，分析这些故障电池外在参数如内阻、端电压、由动势的变化规律，找出引起故障的原因，为本项目研究创造条件。2）研究基于安全性远程小容量放电的方法；基于双向DC/AC有源逆变技术、蓄电池开路续流技术、开关互锁技术和数据通信技术设计安全远程在线放电方法。3）全自动远程放电控制安全措施研究；建立完善的安全措施，保障蓄电池安全可靠的在线放电。4）研究基于小容量放电预测蓄电池容量方法；在蓄电池小容量放电情况下依据蓄电池参数变化趋势预测蓄电池容量，实现项目目标“远程小容量放电预测蓄电池容量”。5）在线放电成套设备研究与设计；依据理论研究，选取合适材料设计蓄电池在线放电成套设备。6）蓄电池监控系统后台研究与设计；研究蓄电池各状态各参数与蓄电池运行状态关系，依据研究成果设计蓄电池监控后台软件，实现远程测控、管理蓄电池的功能。7）交流窜入迫跳装置与直流电源绝缘监测装置自主配合，实现直流馈线网络回路交流窜入故障的监测及自愈技术。在交流窜入直流馈线支路时，实时测记和报警交流窜入直流极性、支路、幅值，并根据直流馈线支路的重要性，有选择性地迫跳交流侵入故障支路，主动切除故障，提高直流系统抵御交流侵入的能力。.16.辅机系统在线监测与诊断（1）建设内容建立了一套辅机在线监测体系，以确保最大程度提前发现设备异常并进行预警，使得辅机设备的检修方式逐步从计划检修向状态检修转换，实现经济效益最大化。（2）技术路线运用层次分析法将顶盖排水系统剖析为系统层、部件层、指标层，依据系统历史监测数据，融合信息挖掘技术，提取可表征系统健康状态的特征参数作为健康因子，结合AHP赋权法为健康因子赋权，借助历史健康数据挖掘基准值和阈值，构建基于健康基准值偏离量的在线监测与诊断系统。.17.关键螺栓安全状态智能实时在线监测评价（1）建设内容 1）建立螺栓轴力与超声信号之间的理论模型基于材料的声弹性特性，螺栓轴力对应螺栓状态变化量，运用超声技术精确测量螺栓状态变化量，建立起螺栓轴力与超声信号之间的理论关系。通过对实验数据的分析和研究，可以量化二者之间的联系，即轴力变化对应着超声信号的变化。基于该理论模型可以在后续实时监测中，通过对超声信号的解析来推测螺栓轴力状态，从而判断螺栓的安全性。2）建立水轮机/发电机关键部件失效模型根据水轮机/发电机关键部件典型失效特征，借助于有限元仿真计算，综合分析部件的结构参数、材料特性、运行受力等条件，并关联螺栓载荷、失效数量、失效螺栓所处位置等要素，确定各要素对整个部件连接结构安全性的影响规律，确定边界条件。用于指导系统在监测过程中，根据监测到的螺栓轴力变化情况来判断该部件是否存在局部失稳或整体失效的风险。3）制定关键螺栓安全状态评价体系，并关联对应的运行策略关键部件的螺栓安全状态评价体系，是针对整个连接结构的安全状况进行评估，并与运行策略相联动，指导机组运行。该评级标准的建立，是在确保设备相对安全的前提下，让运行方式更加科学合理。根据关键部件失效模型的结果，分为安全1级，对应螺栓结构全部安全，机组长期运行；安全2级，对应螺栓结构局部损伤，机组可实行监督运行，适时停机检查；安全3级，对应螺栓结构存在局部失稳或整体失效的风险，机组应立刻停机检查。4）开发关键螺栓安全状态在线监测与诊断系统涉及软硬件的设计与开发，该系统需要结合前面建立的理论模型和失效模型，通过传感器实时采集超声回波信号等数据，并对这些数据进行实时处理和分析。系统可实现螺栓安全状态的实时评价，即判断螺栓是否处于安全状态，是否存在失效风险。同时，系统还应能提供预警和报警功能，一旦发现异常情况，及时通知相关运维人员进行处理。（2）技术原理及路线评价系统是基于螺栓材料的声弹特性，通过超声技术测定螺栓轴力变化时对应的螺栓状态变化量，对超声信号的解析，反推得到对应的螺栓轴力值。结合对水轮机/发电机关键部件的失效模型计算结果，得到引起部件结构失稳或整体失效的关联螺栓的边界条件。同时，将螺栓安全状态评价结果与机组的运行方式关联，指导机组安全、科学的运行。具体的技术路线如图1所示。图1技术路线提升优化类.1库区智能巡检（1）建设内容通过库区综合智能巡检系统的部署和应用，联合采用无人机、传感器、监控设备等，实现巡检任务的分配、执行和数据分析等功能，监测库区的安全状况，包括水位、水压、泄漏等，及时发现和报警异常情况，如钓鱼者和大型漂浮物等，以保障库区的安全和正常运行。进行库区清洁检查，包括清理杂物、保持库区道路的畅通，确保库区环境可控，以提高水电站库区的运行效率和安全性。最终实现对库区和设备的全方位、全天候、高效率、精准度的监控和管理。（2）技术路线通过部署智能化监测设备、库区无人机，并采用模式识别、人工智能、三维模型等手段，实现对库区和设备的全方位、全天候、高效率、精准度的监控和管理。智能化设备：采用传感器、监控设备等能够对水电站库区中各种设备进行实时监测的智能化设备，通过不同的信号进行数据采集，实现数据的实时呈现和有效管理。无人机检测：利用无人机技术对水电站的库区区域进行检测，可以实现对空间信息的获取和分析，排除了水下障碍，大幅度提高了巡检效率和精度。数据挖掘和处理：采用大数据技术对收集到的数据进行挖掘和处理，从而提高数据的价值和利用率，发现设备故障和库区的异常情况，及时进行预警和干预，实现高效的管理和运行。人工智能应用：通过人工智能技术，实现对库区内设备的自动识别、异常判定和变化检测，提高设备巡检质量和准确性。三维模型重建：利用先进的技术手段如激光扫描、云点数据等，对库区进行三维重建，实现对库区实时监测、数据分析、智能判断等功能。.2基于多源信息融合的励磁系统在线监测与故障诊断（1）建设内容作为发电机控制核心的励磁系统，其性能的优劣直接影响电能质量和供电可靠性。尤其是励磁系统发生故障时，如果不能及时发现并排除故障，极有可能导致严重的电力事故发生，所以对励磁系统进行在线监测与故障诊断研究是非常有必要，通过平面拓扑建模可视化可展示机组励磁系统实时工况。（2）技术路线1）采集机组：定子电压、定子电流、机端电压给定、PSS给定、励磁电压、励磁电流、励磁变压器低压侧电压、电流、各功率柜整流桥各桥臂电流、各功率柜输出电流、功率柜实时温度、灭磁电阻投入后最高温度等多源数据。2）基于机理建模及数据挖掘，实现的功能包括：①记录机组出现有功、无功、电压波动时励磁系统各个输出及模拟量，包括机端电压给定、PSS给定、励磁电压、励磁电流、定子电压、定子电流，判断是励磁系统控制内部原因导致异常还是外部，计算PSS投入下出现功率振荡的振荡频率、阻尼比。②对励磁系统功率柜出现异常工况进行预警，包括桥臂电流是否均衡，功率柜均流系数异常。③通过长期记录不同工况下不同季节时间功率柜温度变化、灭磁电阻投入后最高温度的变化，判断功率柜、灭磁电阻是否存在老化现象等。.3数字电厂沉浸式综合信息展示（1）建设内容 水轮发电机是水电厂的核心设备，其安全性关乎整个电站的稳定运行。通过数字电厂沉浸式综合信息展示，可以展示出水轮发电机的运行状态，可以对水轮发电机的各项状态参数的监测、预测及分析结果进行拟真化的呈现，包括温度、振动、压力等。一旦发现状态异常，系统将自动预警，提醒运维人员及时采取维护和检修措施，降低设备故障风险，避免因未及时处理而造成严重损失。传统的水轮发电机故障诊断通常需要专业技术人员通过繁琐的检测和分析来判断问题所在。而数字电厂沉浸式综合信息展示通过大数据和人工智能，可以自动化、智能化地进行故障诊断，快速准确地定位问题，并提供相应解决方案，并进行精准的展示。（2）技术原理及路线1）实地观测和数据收集：研究人员在大型水电站等现场进行实地观测，安装传感器和在线监测装置，收集设备的运行数据，以获取真实设备的状态信息和行为数据。2）数字孪生建模数据：通过激光扫描、摄影测量等技术，对设备进行高精度三维建模，将图纸模型转换为数字化的三维模型，并对模型数据进行预处理和对象化处理。3）状态预警与诊断平台开发：根据数字孪生技术的理论和在线监测数据的实际情况，开展算法研究和软件开发，实现状态预警与诊断平台的功能，以支持设备状态参数的预测和故障原因的辅助分析。智能控制体系建设自主可控改造（1）建设内容 跟设备厂家一起研发水电智能分散控制系统（简称“HICS”）、开放式PLC系统，该系统提供满足国家要求的自主可控硬件、软件，同时提供满足集团要求的电站控制策略。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）1）一体化的控制系统在水电站安全落地，实现原有监控系统所有功能，全部硬件、软件满足自主可控要求，全厂控制策略实现模块化、透明化。力争尽快落地项目，验收后马上完成成果鉴定并具备大规模推广的条件。2）吸收和积累资深运行、维护人员经验，将智能化模块初步部署在电站侧，如智能报警、多变量组合报警、针对考核进行控制策略优化等，助力无人值班水电厂建设。3）水电院发挥现场技术和经验优势，继续开发HICS系统、开放式PLC系统，兼容所有控制系统的基础上实现智能化控制。采集电站所有信息，进行建模分析和预操作，实现无人值班的同时，尽量减少人员操作。4）将HICS系统的高级功能在电站实地应用，高质量实现水电控制系统的完全自主可控。5）对于采用传统监控系统进行自主可控改造的电站，水电院全程现场调试、验收。确保控制系统安全、稳定投产。智能控制发电厂两个细则考核诊断（1）建设内容针对发电厂被电网以“两个细则”为依据进行考核的问题，发电厂两个细则考核诊断系统着重于分析电厂的一次调频、AGC、AVC等重要控制功能的投运情况和对应的调频、调压，有功调节，无功调节等调节过程的性能指标。具体而言，考核诊断系统通过实时数据采集和分析，对发电厂的一次调频、AGC、AVC的动作响应过程进行评价，找出不满足“两个细则”考核要求的具体指标，自动生成分析报表，以图形化的方式展示完整的计算考核过程，降低对于考核细则的理解难度；考核诊断系统带有专家知识库，可以根据诊断结果提出对于控制策略的优化建议和对控制系统硬件的检查方案；考核诊断系统通过大数据分析技术，可建立发电厂内各台机组的一次调频特性模型和全厂的AGV\AVC运行特性模型，可以为运行人员进行控制策略优化调整提供辅助决策支持。（2）技术原理及路线（含必须的智能设备）两个细则内针对一次调频的考核要求主要包含一次调频投入率和一次调频合格率：一次调频投入率：一次调频功能投入时间与并网运行时间的百分比统计为一次调频投入率。一次调频合格率：一定时段内一次调频的动作不合格次数与应动作次数的百分比为一次调频的不合格率，一次调频合格率=1-一次调频不合格率。一次调频的动作不合格的情况：以一分钟为一个考核时段，系统频率超出一次调频死区期间，实际出力变化量与系统频率偏差数值的正负号相同（高频增出力或低频减出力）或一次调频实际动作的积分电量与理论动作积分电量的比值小于门槛值的计为不合格。两个细则内针对AGC的考核主要针对机组AGC月可用率和AGC调节性能，AGC调节性能包含响应时间、调节速率和调节精度。机组AGC月可用率：单机AGC月可用率=（AGC月可用小时数/机组月并网小时数）×100%；厂级AGC可用率=〔AGC月可用小时数/（全月日历小时数-全厂停运小时数）〕×100%，厂级AGC月可用率按全厂统计。因系统原因，机组负荷低于机组AGC投入下限的时间豁免考核。响应时间：水电、抽水蓄能机组AGC的响应时间应小于20秒。调节速率：常规水电、抽水蓄能机组标准调节速率为额定容量的20%/分钟。调节精度：AGC调节精度不超过1％。两个细则内针对AVC的考核主要针对AVC投运率和AVC调节合格率。AVC投运率：AVC投运率的统计按照发电侧并网主体AVC子站、各AVC机组分别统计，AVC子站投运率不得低于90%，各机组AVC投运率不低于85%。AVC调节合格率：电力调度机构AVC主站电压或无功指令下达后，AVC装置在按指令调整到位为合格，AVC子站调节合格率=子站执行合格点数÷主站下发调节指令次数。水文水资源监测分析（1）建设内容本模块主要为水电智慧优化调度提供基本的水文水资源监测数据分析与评估，实现实时数据的采集、计算、存储及调用。具体来说，通过对降水、蒸发和径流等水文过程的监测，可以了解水循环变化和水资源供需状况，为水文预测提供基础数据。通过对流域水资源获取和利用进行定量测量，为水权分配提供依据。通过对库水位、时段负荷、机组状态、闸门开度与启闭时间等数据收集和分析，为水资源分配和防洪调度提供精准数据基础。对收集到的水文水资源数据进行分析、处理和建模，揭示流域水文过程变化规律和趋势，为水资源管理和决策提供科学依据。（2）技术原理及路线通过在目标流域设置水文监测点和对应监测仪器获取监测信息，结合高速光缆与流域数据库对接，使用MySQL对数据库进行建库、备份、读取数据（电站、机组、水库特征参数类；时序数据类；曲线类等）。根据读取的数据，计算水库调度所需的基本参数，并建立水资源分析评估模型，揭示流域水文过程变化规律和趋势。技术流程图见下图1。图1水库参数精准计算分析流域梯级水电优化调度(1)建设内容本模块旨在实现长中短期发电计划的制定以及方案对比分析。具体来说，分别利用发电量最大模型、梯级蓄能最大模型、混合控制模型和弃水概率模型对流域内水库进行优化调度。其中，针对发电量最大模型，通过输入来水过程，水库初、末水位，各类约束包括最大、最小负荷，最大、最小流量，最低、最高水位等，生成区域内各水电站年度电量总额、及年度电量月度分解计划，输出并保存电量最大的发电过程与发电量。针对蓄能最大模型，通过输入来水过程，水库初水位，各时段发电量，各类约束包括最大、最小负荷，最大、最小流量，最低、最高水位等，生成区域内各水电站年度电量月度分解计划，输出并保存满足总电量要求且期末水库蓄能最大所对应的发电过程。对于参与电力现货市场的区域，对以上2个主要模型，除考虑上述约束外，还需引入电力市场交易规则约束、区域风光功率预测、电价变化约束等。（2）技术原理及路线水库调节计算是指输入水库初始状态、入库流量、时段水位、负荷、流量约束以及时段内的调度方案，输出水库末状态以及时段内的出库流量、发电流量、负荷、发电量等。主要优化模型有：发电量最大模型和梯级蓄能最大模型。1）发电量最大模型模型目标函数：式中表示个水电站在调度周期（12个月）内的总发电量；为第个水电站的出力系数；、分别是第个水电站在第个时段内的发电流量和发电水头；为时段间隔。模型约束条件包括：水量平衡约束、梯级水力联系约束、各电站的水位、发电水头、发电流量、出库流量、负荷约束等。2）梯级蓄能最大模型模型目标函数式中，SumN(t)表示电网给定的梯级电站第t时段应发出力；h(i,t)表示第m级电站第t时段发电水头；其余符号含义与上述模型相同。该模型约束条件同发电量最大模型。水电机组实时运行优化（1）建设内容本模块根据调度意图以及当前负荷情况，进行站间电量的合理转移，并搭建事中和事后评估单元，完成发电计划的跟踪与评估。具体来说，根据最高水位、最低水位、洪水预报数据、接入电网方式、发电优先顺序、96点计划、当前负荷及调度意图，确定机组实时负荷站间转移方案；根据日电量计划、已发电量、当天来水情况、后期来水预测等资料，对正在执行的发电计划进行实时跟踪、评估、实时生成日电量完成率、预计当日完成总量、日剩余完成电量及平均负荷、昨日实发高峰负荷、低谷负荷、平均负荷；根据前日发电计划、前日实际发电量、调度意图等资料，对已经完成的前日发电计划进行综合评估，生成来水偏差导致的电量偏差和水位偏差；根据机组运行时间、运行工况、机组NHQ曲线等，生成开停机顺序。（2）技术原理及路线水电机组的实时运行优化需要对电网下达的负荷及时反馈，完成梯级电站间的电量转移，并给出机组的开停机信息。此外还需搭建事中评估单元对发电计划进行实时跟踪与评估，搭建事后评估单元对当天电量完成情况进行综合评估。水电机组的实时运行优化是对电网下达负荷的及时反馈，需要综合考虑电网、水库、机组等多方面的约束条件，在优化厂间负荷分配同时需要兼顾以下几个方面：①避免负荷的大规模转移，造成电网频繁的较大波动；②尽可能发挥梯级电站的电力联系，联合躲避机组振动区；③为了避免电站机组的频繁启停，同时能够协调原发电计划，转移电量应可由电站现有机组组合承担，不需要额外增减机组；④考虑梯级水电站的旋转负荷备用。1）站间转移电量分配模型站间转移电量分配用于响应电网下达负荷变化，并及时将变化负荷分配到各个电站。为了避免原出力计划的大幅度调整，同时为节省计算空间，满足实时优化的效率需求，站间转移电量分配采用单时段调整模式，由于单时段的调整模式忽略了梯级水电站余留期的效益，为此采用期末总蓄能为目标函数，具体如下：假定负荷转移时段，上式中为时段末，第级水库的可用水量；为第级水库期末的耗水率，可由时段内的平均耗水率计算；电站编号从下游往上依次为；分别是第级水库下游的编号与总数。约束条件包括水量平衡、负荷平衡、电站出力、水位流量约束、电站出力爬坡约束以及振动区约束等。2）站内经济分配站内经济分配是在站间转移电量计算的基础上，将电量进一步细化分至各机组。实时的站内经济分配按空间最优准则进行，即指根据给定的负荷要求，选择最优的机组组合并进行各机组的优化负荷分配，使得厂内机组空间耗水量最少。目标函数如下：式中：为时段厂内机组的耗水流量；为号机组在时段的开机状态，开机取1，停机取0；为水头为时，第台机组承担负荷的耗水流量，可由机组的曲线查得。约束条件包括：机组出力、流量、振动区约束、最短开停机时间约束等。3）开停机顺序分析A.开停机策略为避免负荷在开停机临界波动造成机组频繁启闭，根据如下原则判断机组开停。①开机条件上式中为时段电网要求的梯级有功负荷；是梯级要求的旋转备用负荷；全梯级处于发电状态机组的可调节容量。②停机条件上式中为第个电站的停机系数；是第个电站的单机最大容量。梯级电站运行的开机台数是根据站内经济运行最少机组需求而定的，其中机组的开停历时要求（至少30min）需要预测未来时段的负荷变化趋势，若未来负荷下降迅速且变化幅度大，则需要取消当前开机操作；若未来负荷回升迅速并有超过当前负荷水平的趋势，则要中止停机操作。B.开停机顺序确定机组开机顺序需要综合考虑多个影响因素，根据多个影响因素赋予机组不同的优先权系数，最后按照机组优先权重从大到小顺序确定开机次序，停机次序相反。各机组的优先权重计算公式：式中为第台机组的优先权重；为第台机组的状态维持系数，开停机状态30min以上为1，否则为0；为影响第台机组开停机的第个因素，为对应的权重系数，影响因素主要包括开停机时间、累计运行时间、综合出力系数等。4）事中、事后评价A.事中评估事中评估需要对发电计划进行跟踪与评估，通过输入日电量计划、已发电量、当天来水情况、后期来水预测等数据，确定日电量完成率、预计当日完成总电量、日剩余完成电量及平均负荷、昨日实发高峰负荷、低谷负荷、平均负荷。日电量完成率是已发电量占日计划电量的百分比，用于指导后续发电过程。预计当日完成总电量是根据后期的预测来水，按照日电量计划进行水库调度的后期电量加上已发电量。日剩余完成电量即计划电量与已发电量的差。根据昨日实际发电过程，可计算最大负荷，平均负荷以及最小负荷，高峰负荷是最大负荷与平均负荷间的区域，低谷负荷是平均负荷与最小负荷间的区域。B.事后评估事后评估是对当天电量的完成情况进行综合评估，通过比较前日的发电计划以及实际的发电过程，确定因来水偏差导致的水位偏差、因来水偏差导致的电量偏差以及因电量偏差导致的水位偏差。水位、电量偏差的来源有两个部分，一是由于来水的偏差，二是由于调度意图的变化，因电量偏差导致的水位偏差就是因为调度意图的改变，使得发电过程变化，进而影响水库水位。因来水偏差产生的水位、电量偏差可根据实际来水情况，按照前日发电计划进行水库调度，计算末水位、发电量。根据预测来水，按照前日发电计划进行水库调度的末水位为、发电量为，实际发电过程后的末水位为、发电量为。水位与电量的实际偏差分别是、，偏差来源包括了来水偏差以及调度意图的变化，而因来水偏差导致的水位、电量偏差分别是、，则因电量偏差导致的水位偏差为。水电机组负荷智能优化分配（1）建设内容水电机组负荷分配，是指电站需要在满足电网负荷偏差的前提下，同时考虑多重约束条件诸如流量约束、启停次数约束、最小运行时间约束等，根据“以水定电”或是“以电定水”等原则，协调机组间的启停状态与功率大小以完成机组负荷分配。有效平抑与削弱因需求负荷、机组组合发生变化所带来的机组出力波动以及运行非稳定性，更好地实现机组输出功率最优化分配，最小化耗水量。（2）技术原理及路线为更好地解决水电机组负荷分配过程中机组振动区穿越次数过多的情况，考虑多重约束的同时进行合理、高效的机组负荷分配，兼顾经济性与安全性、机组启停、穿越振动区、机组运行寿命等。1）目标函数模型在水电机组负荷分配过程中，往往选择以耗水量作为负荷分配的优化目标，遵循以耗水量最小为模型目标函数模型。2）约束条件基本约束条件：考虑流量、库容、最大最小出力约束、穿越振动区风险系数约束机组振动区约束、机组启停时间与机组开停机次序约束、电网负荷偏差约束等。出力波动约束：在负荷最优分配当中，为避免连续时段内需求负荷小范围波动时出现机组出力波动较大的情况，因此需要添加机组出力波动约束。3）波动评价指标机组出力过程中的负荷变化的非稳定性、波动性，需要借助定性分析指标评判整体变化曲线的平稳程度，主要包括平均波动幅度、功率分布偏度、波动出力比等。平均波动幅度，表征连续曲线在相邻周期内的变化和波动，曲线的波动程度与变量数值成正比，能在一定程度上反应连续数据的离散程度；功率分布偏度，反应机组出力曲线波动与倾斜程度的有效指标，其值大小与曲线波动剧烈程度成正比关系；波动出力比，表征负荷分配期内的机组出力波动的平均值比上机组总出力作波动趋势的指标。技术供水智能调整（1）建设内容水电站技术供水又称生产供水,与消防供水、生活供水共同组成水电站的供水系统,其主要作用是对设备进行冷却,有时也用于润滑及水压操作。当前水电站技术供水管理十分粗放，通过技术供水智能调整供水模块部署，可以实现技术供水精准监测与精细供水调控，保障不出现供水间断，实现供水的温度、流量以及压力的精准控制。（2）技术原理及路线通过部署技术供水监测系统，对技术供水总管、各个轴承冷却器、空冷器支管全部安装流量计，结合计算机监控数据，实现温度、流量、压力等参数的精准监测。状态特征提取模型，根据状态评估和智能调整需求，将特征分为：1.供水对象；2．供水方式；3．供水流量；4．供水温度；5．供水压力。主要实现的功能包括：1、供水流量分析，综合分析个参数特征，实现技术供水总管取水流量最小等模型建立;2、供水温度分析，分析冷却水进出口温度等参数;3、供水压力分析，分析冷却水进出口压力等参数。通过分析功能，基于技术供水总管取水流量最小、保证供水不间断以及温度、压力等边界条件，实现技术供水智能调整功能。闸门本质安全智能控制建设内容随着自动控制技术和通信技术的发展，水闸自动化监控系统(简称闸控系统)的应用越来越广泛。但是，由于设计方案缺陷、硬件设备故障、软件系统不稳定及运行管理不善等原因，闸控系统还存在着一些不安全因素。本模块通过分析及解决闸控系统常见问题，实现闸门本质安全智能控制，保障在误操作或发生故障的情况下不会造成事故。技术原理及路线通过安全监测以及优化闸门控制系统，可实现闸门本质安全智能控制。安全监测方面，可分别使用GNSS位移传感器、振弦式渗压计和测缝计等对包括位移、扬压力、裂缝等进行在线监测，并实现越限报警和趋势分析；智能控制方面，应包括优化闸门控制系统架构、启闭机电源、数据采集与控制、通信方式、数据处理、控制逻辑以及反馈监测等多方面。数据处理上，闸门到达上下限位点、启闭机电机接触器吸合等信号是以开关量方式输入PLC的，这些开关在开闭时会出现抖动，应进行防抖处理，水位、闸位等模拟量信号，应进行滤波处理，确保闸门数据准确可靠；控制逻辑方面，通过程序设计避免不安全和违反规程的操作，如正反转互锁，禁止不经过停止流程而改变闸门运动；反馈监测方面，当输出控制信号时，要对控制对象的状态进行检测，通过监测相关数据变化以及视频监测状态识别，以跟踪反馈输出控制信号的实际效果。水电厂事故停机智能决策（1）建设内容水电厂事故停机智能决策系统是利用事故仿真分析平台建立足量完备的典型事故数据库，基于该典型事故数据库训练事故智能识别模型，实现对水电厂事故停机原因的识别，避免人为判断与识别事故困难且不准确的问题；同时，基于该识别结果自动筛选处理策略，根据识别结果、实际运行情况和可行处理策略，对事故处理进程进行模拟，通过对事故处理进程预测的反馈更新，不断优化最优处理策略，实现事故处理策略的快速智能决策，获取最优处理策略。（2）技术原理及路线首先基于水电厂安全分析和工程判断，确定水电厂事故停机典型原因，包括但不限于轴承温度过高，振摆过大，事故低油压等。针对每一类事故原因，设定相应的特征参数采用事故仿真分析平台进行模拟运算，得到多种事故原因导致的模拟事故，构建典型事故工况。构建事故停机智能识别模型，利用机器学习智能算法构建事故停机与事故关键变量特征之间的逻辑关系，以标注典型事故停机类型的事故关键变量所对应的数据为样本数据，对样本数据进行特征提取得到事故特征，以此构成训练样本集，用于训练事故智能识别模型，建立水电厂可测量参数和事故停机之间的联系模型，实现智能判断事故停机发生的初始时刻以及智能识别事故停机发生的原因及事故的具体信息。基于识别的事故停机类型，在事故停机处理策略库中自动筛选出可行处理策略，将识别的事故停机类型、水电厂中各种设备的实际投入情况及选取的处理策略输入事故仿真分析平台中进行事故处理进程的模拟预测；根据事故处理进程的预测分析，实时动态评估不同处理策略所产生的定量化正负效应，输出最优缓处理策略。实施规划 项目总体实施流程 根据智慧电厂建设规划内容和目标，以目前智能化现状及需求分析为出发点，坚持“总体设计、分步实施、按需建设、先易后难”的原则，智慧电厂建设分为二期规划阶段实施。第一期：实现智慧电厂数据赋能数据赋能是智慧电厂的本质特征。通过大数据平台、云计算平台、三维可视化平台、移动应用平台、安全管控一体化平台等基础平台建设，完成数据-知识-智慧的跃迁，利用数据资源为电厂赋能，为设备运行及检修、经营管理等提供科学决策。第二期：实现智慧电厂人机协同人机协同是智慧电厂的主要运行特征。通过智能巡检机器人、大数据运行优化、智慧经营决策等人工智能、大数据应用将进一步解放人的体力和部分脑力，更加“聪明”的人工智能能够自主配合环境变化和人的工作。人将与各类人工智能系统在认知学习、分析决策、知识交流、自主执行等方面实现深度交互迭代，共同提升电厂整体智慧能力。项目总体实施计划 序号智慧体系建设内容类型推荐等级一一期建设项目（基础设施建设、智慧基建等在基建期后向生产运营期过渡）基础设施建设超融合-通信网络-网络安全-状态评价子系统（厂站侧）智慧管理体系优先推荐智慧管理系统（分子公司侧）智慧管理体系优先推荐基于智能感知的状态评价机组运行重要参数自巡盘（智能巡盘）智慧管理体系推荐机组控制系统适应性分析（智能巡盘）智慧感控体系推荐监控系统报警信息辅助分析（智能巡盘）智慧管理体系推荐智能监盘专家系统（智能巡盘）智慧管理体系推荐压力钢管安全状态在线监测、诊断及预警系统（重大安全类）智慧管理体系优先推荐发电机涉网控制与保护网源协调评价管理系统（重大安全类）智慧管理体系优先推荐大坝及库区高边坡实时在线监测与智能预警系统（重大安全类）智慧管理体系优先推荐钢闸门安全状态在线监测（重大安全类）智慧管理体系优先推荐水电弃水预警预报（提质增效类）智慧管理体系推荐流域径流中长期预测预报（提质增效类）智慧管理体系推荐水轮发电机组稳定性故障智能诊断与预警系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选水电机组内部缺陷监测及诊断（设备健康评价类）智慧管理体系可选推力油盆渗漏油故障（设备健康评价类）智慧管理体系可选基于重复脉冲法（RSO）的大型水轮发电机转子匝间短路检测技术（设备健康评价类）智慧管理体系可选发电场站谐波监测与诊断（设备健康评价类）智慧管理体系可选电力电缆局放在线监测与预警系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选变压器综合在线监测信息集成及诊断预警系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选基于尾端电流监测的避雷器状态监测与评估系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选断路器机电特性评估及在线监测关键技术研究系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选油色谱在线监测数据分析及装置校准（设备健康评价类）智慧管理体系可选GIS绝缘状态评估与缺陷诊断技术（设备健康评价类）智慧管理体系可选六氟化硫气体在线监测与诊断（设备健康评价类）智慧管理体系可选互感器在线监测与诊断系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选全设备多维度温度监测（设备健康评价类）智慧管理体系可选直流系统在线监测与诊断（设备健康评价类）智慧管理体系可选辅机系统在线监测与诊断（设备健康评价类）智慧管理体系可选关键螺栓安全状态智能实时在线监测评价系统（设备健康评价类）智慧管理体系可选库区智能巡检（提升优化类）智慧管理体系可选数字电厂沉浸式综合信息展示（提升优化类）智慧管理体系可选基于多源信息融合的励磁系统在线监测与故障诊断（提升优化类）智慧管理体系可选智能控制（厂站侧）自主可控改造智能控制体系优先推荐智慧基建施工安全管理智慧管理体系施工质量管理智慧管理体系施工进度管理智慧管理体系数字化移交智慧管理体系智能决策智慧管理体系二二期建设项目（智慧运行、智慧经营等需在投产发电后收集部分运行数据才可持续优化）智能控制（厂站侧）发电厂两个细则考核诊断智能控制体系优先推荐水文水资源监测分析智能控制体系优先推荐流域梯级水电优化调度智能控制体系优先推荐水电机组实时运行优化智能控制体系优先推荐水电机组负荷优化分配智能控制体系推荐技术供水智能调整智能控制体系推荐闸门本质安全智能控制智能控制体系推荐智慧诊断（分子公司侧）上位管理功能模块智慧管理体系推荐智能控制（集控侧）自主可控改造智能控制体系推荐流域梯级调度智能控制体系优先推荐智慧安全先进技术和设备智慧管理体系风险辨识智慧管理体系应急处置智慧管理体系两票管理智慧管理体系外包工程管理智慧管理体系重大危险源管理智慧管理体系隐患管理智慧管理体系事故事件管理智慧管理体系智慧运行运行值班智慧管理体系定期工作智慧管理体系运行资料管理智慧管理体系生产过程监视智慧管理体系设备参数监测智慧管理体系综合报表管理智慧管理体系机组启停智能分析智慧管理