第四节 国内外小型水电站计算机监控系统的现状与发展

在国外，发达国家在小水电站自动化控制技术研究开发方面起步早，技术成熟。水电站计算机监控技术发展也快，也较先进。自20世纪80年代以来，国外在水电站监控系统上普遍采用计算机监控技术，水电站自动化控制水平及自动控制功能、性能得到极大提高，许多水电站实现了无人值班。这种管理模式提高了水电站动力设备运行的可靠性，降低了水电站的运行费用。另外，由于水电站计算机监控系统集成度高，减少了控制系统的占地面积及外部电缆数量，因而降低了水电站的建设成本。

目前，我国4万多座小水电站主要以常规控制设备为主，计算机监控系统在小水电站的应用尚属研发完善阶段。在新建的大中型水电站，较多地采用了水电站计算机监控系统。大多数小型水电站或已运行的许多老水电站则采用常规控制。在一些新建的小水电站，有的在常规自动控制系统的基础上加上计算机功能控制单元；有的在常规自动控制系统的基础上加上计算机监测系统；有的则采用全计算机监控系统。

我国的小水电站自动化发展速度比较缓慢，主要存在四个方面的原因：

（1）经济承受能力有限。小水电站主要面向并不富裕的广大农村，大多数水电站都是乡村集资筹办，而且现行小水电站上网电价普遍较低，水电站经济承受能力的非常有限。

（2）人们对自动化的认识不足。认为实现水电站自动化的目的是为了减人增效，而减人增效对大多数水电站并没有多大的吸引力。

（3）设计标准不规范。自动化设备厂家多，没有标准产品系列，给选型、设计带来困难。

（4）自动化设备功能单一，昂贵的自动化装置没有把经济运行和优化运行结合起来，只能完成常规设备所能够完成的功能，如开停机，负荷调整等，导致水电站从中得不到直接的经济效益。

除此之外，自动化是一门新兴科学，发展比较快，设计规范、手册等来不及更新，使一些新技术、新产品得不到及时应用，这也是制约小水电站自动化发展的原因。

国外小水电站自动控制系统主要有两种模式：一种是“集成型”，基于可编程控制器（PLC）的功能分布的通用模式；另一种是“专用型”的功能集中专用模式。

“集成型”小水电站自动控制系统在发达国家早已普遍采用，技术成熟。但由于价格比较高，在发展中国家推广有一定的难度。近年来，为了开拓发展中国家市场，不少外国公司开始研究开发适合发展中国家小水电站经济和技术水平的“专用型”自动控制系统。我国小水电站市场巨大，吸引了不少外国公司的投资眼光。“专用型”产品是专门针对经济欠发达地区小水电站开发的，尽管处于起步阶段，技术还有待于成熟，但是发展的势头很好，市场前景广阔。

为了学习和借鉴国外小水电站自动控制的先进技术，水利部多次组织国内研究单位赴国外考察学习，并进行技术引进和消化吸收工作。如1982年从英国引进一套负荷控制器在浙江省进行了现场试验，效果很好，现在这套技术已经推广运用于微型水轮发电机组的自动控制，国内已有多家厂家组织生产，产品也销往国外市场。1996年水利部又组织从加拿大引进TCM小水电站无人值班自动化设备和技术，通过一些小水电站的推广应用，在如何降低小水电站自动化设备造价和进一步提高其性能价格比方面得到了一些启示。

我国小水电站自动化系统目前基本上沿用大中型水电站模式，即采用“集成型”模式。以可编程控制器（PLC）为核心的现地控制单元、同期装置、调速器、励磁装置、保护等二次设备都是按功能划分的微机型产品，再加上油、气、水、厂用电等辅助设备的自动控制，系统要实现多种设备的接口与通信，缺乏标准化规范，导致系统复杂程度与大型水电站相差无几，这样既增加了用户的投资，也增加了小水电站的运行和维护的复杂性。

为解决“集成型”模式存在的投资大、结构复杂、运行维护不方便等问题，结合我国小水电站的实际情况，国内现已开始研究开发“专用型”自动控制系统。大中型水电站的计算机监控技术已日趋完善，毫无疑问，以简单实用、经济可靠为特点的计算机监控技术在小水电站的全面推广应用是21世纪的必然趋势。