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[摘 要]面对全球急速扩张新能源电厂，如何进行效率、精准、低人力成本的管控，将成为制约其发展的重要因素。引入“少人值守、远程集控”运行管理方式无疑是目前探索最多的模式。本文就此抛砖引玉，提出目前较为成熟的设计要点，希望能得到更多设计工作者宝贵的意见。
[关键词]新能源电厂 少人值守 远程集控
中图分类号：TV737 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0292-01
1、引言
隨着生态环境和气候变化形势日益严峻，风力、太阳能、水力等可再生能源的利用被反复不断地提上日程，以优先发展可再生能源为特征的能源革命已成为未来的趋势。
风力，水力，太阳能等新能源大多属于“间歇性能源”，为了提高效率，本身所需要的能源场需要有相当完美的平缓特性，否则只可能的在各区域间进行互补。前者显然是凤毛麟角，只能尽可能多的建设同类的新能源电厂，装机越多，能源场关联性越强，发电效率才能越高，这是目前新能源领域的共识。而对新能源电厂管控工作效率化的研究，正是目前最为迫切的全球任务。
2、“少人值守、远程集控”运行管理模式的整体方案
新能源电厂建设取决于各种能源场，分散各地，大多处于荒僻地区，各自进行类同于传统能源电厂的生产运营管理有相当难度，这对于集中管控这一方式的发展出现了良好的契机。通常情况下，在电气及机械设备进入稳定运行状态，积累了一定的运行经验后，工作区域开始由仅有数名维护人员（少人值班）向片区内只有数名巡视人员（无人值守）转化。
电厂定员的减少的并不简单的通过将大量的电厂维修等基本工作外包来解决，而是要通过目前可实现的如计算机监控，远传调度等先进手段进行远程集中管控。这套庞杂的信息管理系统采取以计算机监控系统为基础，视频监控、火灾自动报警系统、环境监测系统为辅助，以通信系统为介质的方式来完成对机组设备、厂区保卫、火警消防等功能区域的控制与监视。
系统平台硬件、UPS电源等重要部分采取整体冗余配置，采用高可靠性设备，单点故障降至最低。系统服务器采用模块化的网络设备，可扩展性是其一大特色。同时，该系统的须具备常规的RS485及RJ45接口，能满足通用的TCP/IP、MODBUS、PROFIBUS等协议。
3、计算机监控系统
计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能，中央控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。
新能源电站配置计算机监控系统具有远动功能，根据调度运行的要求，本开闭站端采集到的各种实时数据和信息，经处理后可传送至上级调度中心，实现少人值班。
计算机监控普遍范围包括：升压变压器、高压进线开关、 馈线开关、母线 PT、站用电及直流系统等；依照不同能源监控范围有电池组件、汇流箱、逆变器等（光伏发电）；风机监控，风机箱变（风力发电）；水轮机、水车、母线廊道（水力发电）。
在继保及调度自动化方面，配电装置控制、就地低压配电装置、站用电源系统控制均纳入电站综合自动化信息管理系统。
主控室可实现远方操作高压断路器、隔离开关主刀，同时提供 就地操作功能。隔离开关与相应的断路器和接地刀闸之间的闭锁由微机五防闭锁装置实现，监控系统及微机五防系统装置布置在主控室。
在此过程中数据采集采用现场总线系统，电流量、控制回路断线、远方/就地位置等信号将通过装设在开关柜内的现场智能元件的通讯接口传送至控制系统，控制命令仍采用硬接线送控制系统。
光伏及风电每个变电中心设子监控系统一套，水电站则上下电站各设一套，并通过网络交换机与光伏电站计算机监控系统相连。
4、视频监控系统
视频监控系统根据要求不同，所选用系统方式不同，大体有以下三种：
（1） 模拟前端，模拟后台。即采用模拟摄像头为前端，后台使用传统硬盘录像机，视频分割器、矩阵等设备。该种方式特点是较为经济，在对图像要求不高的情况下可以选用。缺点是图像清晰度差，且传输过程中易受到一定程度的干扰而导致图像质量损失，而图像文件的大规模储存较为不便利，且不利用远传管控。传输视频线采用同轴电缆。一般会选用屏蔽电缆。
（2） 模拟前端，数字远传。即采用模拟摄像头为前端，后台使用数字硬盘录像机进行数据远传。该种方式由于其兼顾经济及实用性能，目前使用频率是为最高。系统采用模拟与数字相结合的方式，分中心设备、前端设备、传输线路三级系统。装置区域以现场机柜室为现场摄像机图像传输的节点。各节点接收现场摄像机的图像，通过光端机将视频信号上传到中央控制室。中央控制室对接收到厂区节点处的模拟视频信号分成两路，一路进视频矩阵，将信号传输到大屏幕；另一路信号进行数字化存储。电视监视系统与专用局域网联网。在厂区其它监控点，如生产调度室、消防站值班室或应急指挥中心、视频节点等，可通过专用局域网观看图像或控制操作摄像机。
（3） 网络视频监控系统。系统采用全网络视频监控摄像头，后台使用视频服务器，完全脱离了传统的硬盘录像机、矩阵等设备，使用视频软件控制摄像头。传输协议采用TCP/IP，介质多用光纤。图像质量极高，数据储存量大，由于协议通存，读取方便，可通过任意网络在一定权限下进行视频读取，云台控制。缺点是价格较为高昂。
在现场的实际设计过程中，以上三种需要根据现场实际情况进行灵活选择，务实变通。
5、火灾自动报警系统
系统根据电站规模采用区域或集中报警方式，火灾自动报警控制器布置在主控制室内。控制器具有自动巡检功能。当发生火情或故障时，火灾自动报警器有声光报警信号及显示使值班人员明确火情或故障位置。控制室内消防电话系统具有直拨外线119功能。
在各办公室、设备室、控制室布置点型光电式感烟探测器，主要出入口布置带电话插孔的手动报警按钮及声光报警器。
在消火栓箱内置起泵按钮。当火灾发生时，人工按动消火栓起泵按钮，可直接启动消防泵。消防控制室的（多线）联动控制盘也可以远程启火栓泵。消火栓泵启停信号均反馈至控制室。
设置泵直启线，接入建筑群消防控制中心，在火灾发生时可由消防联动系统对水泵进行应急操作。
消防水泵根据需要配备智能消防巡检系统。
6、通信系统
新能源电站通信系统主要包括系统通信、场内通信以及与公网通信三个部分。
（1） 系统通信
电站系统通信的任务是为电力系统上级主管部门对站内的生产调度和现代化管理提供电话通道，并为继电保护、远动、计量、升压站和新能源发电工程、计算机监控系统等提供信息传输通道。通常在电站生产楼内设置光通信传输设备，并配置相应的 PCM 设备、光配线架或模块以及仪表设备等。
（2） 场内通信
场内通信是为电站生产运行、调度指挥及行政办公系统各职能部门之间业务联系和对外通信联络提供服务。依据电站的规模、系统调度和设备运行管理要求，站内的生产调度和行政管理通信采用一套行政和调度功能合一的数字式程控交换系统，程控交换系统除满足电站内生产调度和行政通信要求外，还应实现与电力系统、电信公网之间的通信联网。
（3） 对公网通信
电站需与当地的公用通信网建立通信联系，以满足电站对外的电话、数据传输和宽带上网等通信要求，同时也为本电站的自动化和远动系统预留与电力系统通信的备用通道。通常考虑光伏电站与当地电信局之间敷设市话电缆即可。
（4）通信电源
通信设备的电源必须稳定可靠，要求通信电源不得中断，以保证通信畅通，根据通信设备所需的最大交流和直流负荷预测，并预留适当备用容量；当交流电源中断时，采用两组蓄电池浮充电运行的供电方式。
7、结语
先进的管理方式可以科学调度电站设备，优化机组经济运行，提升发电效益，降低生产人员的劳动强度，提高生产效率。这一切都是为了让人类在追逐能源之路走得更远。“少人值守，远程集控”的新模式必将得到越来越多的认同，而其实现的方式也会得到更多的科学工作者不断地探索和完善。
[关键词]新能源电厂 少人值守 远程集控
中图分类号：TV737 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0292-01
1、引言
隨着生态环境和气候变化形势日益严峻，风力、太阳能、水力等可再生能源的利用被反复不断地提上日程，以优先发展可再生能源为特征的能源革命已成为未来的趋势。
风力，水力，太阳能等新能源大多属于“间歇性能源”，为了提高效率，本身所需要的能源场需要有相当完美的平缓特性，否则只可能的在各区域间进行互补。前者显然是凤毛麟角，只能尽可能多的建设同类的新能源电厂，装机越多，能源场关联性越强，发电效率才能越高，这是目前新能源领域的共识。而对新能源电厂管控工作效率化的研究，正是目前最为迫切的全球任务。
2、“少人值守、远程集控”运行管理模式的整体方案
新能源电厂建设取决于各种能源场，分散各地，大多处于荒僻地区，各自进行类同于传统能源电厂的生产运营管理有相当难度，这对于集中管控这一方式的发展出现了良好的契机。通常情况下，在电气及机械设备进入稳定运行状态，积累了一定的运行经验后，工作区域开始由仅有数名维护人员（少人值班）向片区内只有数名巡视人员（无人值守）转化。
电厂定员的减少的并不简单的通过将大量的电厂维修等基本工作外包来解决，而是要通过目前可实现的如计算机监控，远传调度等先进手段进行远程集中管控。这套庞杂的信息管理系统采取以计算机监控系统为基础，视频监控、火灾自动报警系统、环境监测系统为辅助，以通信系统为介质的方式来完成对机组设备、厂区保卫、火警消防等功能区域的控制与监视。
系统平台硬件、UPS电源等重要部分采取整体冗余配置，采用高可靠性设备，单点故障降至最低。系统服务器采用模块化的网络设备，可扩展性是其一大特色。同时，该系统的须具备常规的RS485及RJ45接口，能满足通用的TCP/IP、MODBUS、PROFIBUS等协议。
3、计算机监控系统
计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能，中央控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。
新能源电站配置计算机监控系统具有远动功能，根据调度运行的要求，本开闭站端采集到的各种实时数据和信息，经处理后可传送至上级调度中心，实现少人值班。
计算机监控普遍范围包括：升压变压器、高压进线开关、 馈线开关、母线 PT、站用电及直流系统等；依照不同能源监控范围有电池组件、汇流箱、逆变器等（光伏发电）；风机监控，风机箱变（风力发电）；水轮机、水车、母线廊道（水力发电）。
在继保及调度自动化方面，配电装置控制、就地低压配电装置、站用电源系统控制均纳入电站综合自动化信息管理系统。
主控室可实现远方操作高压断路器、隔离开关主刀，同时提供 就地操作功能。隔离开关与相应的断路器和接地刀闸之间的闭锁由微机五防闭锁装置实现，监控系统及微机五防系统装置布置在主控室。
在此过程中数据采集采用现场总线系统，电流量、控制回路断线、远方/就地位置等信号将通过装设在开关柜内的现场智能元件的通讯接口传送至控制系统，控制命令仍采用硬接线送控制系统。
光伏及风电每个变电中心设子监控系统一套，水电站则上下电站各设一套，并通过网络交换机与光伏电站计算机监控系统相连。
4、视频监控系统
视频监控系统根据要求不同，所选用系统方式不同，大体有以下三种：
（1） 模拟前端，模拟后台。即采用模拟摄像头为前端，后台使用传统硬盘录像机，视频分割器、矩阵等设备。该种方式特点是较为经济，在对图像要求不高的情况下可以选用。缺点是图像清晰度差，且传输过程中易受到一定程度的干扰而导致图像质量损失，而图像文件的大规模储存较为不便利，且不利用远传管控。传输视频线采用同轴电缆。一般会选用屏蔽电缆。
（2） 模拟前端，数字远传。即采用模拟摄像头为前端，后台使用数字硬盘录像机进行数据远传。该种方式由于其兼顾经济及实用性能，目前使用频率是为最高。系统采用模拟与数字相结合的方式，分中心设备、前端设备、传输线路三级系统。装置区域以现场机柜室为现场摄像机图像传输的节点。各节点接收现场摄像机的图像，通过光端机将视频信号上传到中央控制室。中央控制室对接收到厂区节点处的模拟视频信号分成两路，一路进视频矩阵，将信号传输到大屏幕；另一路信号进行数字化存储。电视监视系统与专用局域网联网。在厂区其它监控点，如生产调度室、消防站值班室或应急指挥中心、视频节点等，可通过专用局域网观看图像或控制操作摄像机。
（3） 网络视频监控系统。系统采用全网络视频监控摄像头，后台使用视频服务器，完全脱离了传统的硬盘录像机、矩阵等设备，使用视频软件控制摄像头。传输协议采用TCP/IP，介质多用光纤。图像质量极高，数据储存量大，由于协议通存，读取方便，可通过任意网络在一定权限下进行视频读取，云台控制。缺点是价格较为高昂。
在现场的实际设计过程中，以上三种需要根据现场实际情况进行灵活选择，务实变通。
5、火灾自动报警系统
系统根据电站规模采用区域或集中报警方式，火灾自动报警控制器布置在主控制室内。控制器具有自动巡检功能。当发生火情或故障时，火灾自动报警器有声光报警信号及显示使值班人员明确火情或故障位置。控制室内消防电话系统具有直拨外线119功能。
在各办公室、设备室、控制室布置点型光电式感烟探测器，主要出入口布置带电话插孔的手动报警按钮及声光报警器。
在消火栓箱内置起泵按钮。当火灾发生时，人工按动消火栓起泵按钮，可直接启动消防泵。消防控制室的（多线）联动控制盘也可以远程启火栓泵。消火栓泵启停信号均反馈至控制室。
设置泵直启线，接入建筑群消防控制中心，在火灾发生时可由消防联动系统对水泵进行应急操作。
消防水泵根据需要配备智能消防巡检系统。
6、通信系统
新能源电站通信系统主要包括系统通信、场内通信以及与公网通信三个部分。
（1） 系统通信
电站系统通信的任务是为电力系统上级主管部门对站内的生产调度和现代化管理提供电话通道，并为继电保护、远动、计量、升压站和新能源发电工程、计算机监控系统等提供信息传输通道。通常在电站生产楼内设置光通信传输设备，并配置相应的 PCM 设备、光配线架或模块以及仪表设备等。
（2） 场内通信
场内通信是为电站生产运行、调度指挥及行政办公系统各职能部门之间业务联系和对外通信联络提供服务。依据电站的规模、系统调度和设备运行管理要求，站内的生产调度和行政管理通信采用一套行政和调度功能合一的数字式程控交换系统，程控交换系统除满足电站内生产调度和行政通信要求外，还应实现与电力系统、电信公网之间的通信联网。
（3） 对公网通信
电站需与当地的公用通信网建立通信联系，以满足电站对外的电话、数据传输和宽带上网等通信要求，同时也为本电站的自动化和远动系统预留与电力系统通信的备用通道。通常考虑光伏电站与当地电信局之间敷设市话电缆即可。
（4）通信电源
通信设备的电源必须稳定可靠，要求通信电源不得中断，以保证通信畅通，根据通信设备所需的最大交流和直流负荷预测，并预留适当备用容量；当交流电源中断时，采用两组蓄电池浮充电运行的供电方式。
7、结语
先进的管理方式可以科学调度电站设备，优化机组经济运行，提升发电效益，降低生产人员的劳动强度，提高生产效率。这一切都是为了让人类在追逐能源之路走得更远。“少人值守，远程集控”的新模式必将得到越来越多的认同，而其实现的方式也会得到更多的科学工作者不断地探索和完善。