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2008-03-21 11:21 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
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。
總裝機容量為4500MW的COPEL(Companhia Paranaense de Enengia)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.Bentov Munhoz da RochaNetto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.Pedro Viriato Parigotde Souza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.Bentov Munhoz da Rocha Netto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.Ney Aminthas de Barros Braga水電廠被認為是最有經(jīng)濟效益的設施,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Salto Caxias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,先進的技術使得電力設施采用更加廣泛、可靠的自動化發(fā)電設備。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;
·被選的水電廠設備從低壓開關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)控操作臺和設備控制。
COPEL發(fā)電公司的最新發(fā)電廠Salto Caxias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.Pedro Viriato Parigot de Souza水電廠,裝機容量為1676MW的Gov.Bentov Munhoz da Rocha Netto水電廠,裝機容量為1260MW的Gov.NeyBraga水電廠,裝機容量為1240MW的Salto Caxias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Derivacao do Rio Jordao水電廠。發(fā)電操作中心(GOC)也控制Foz do Chopim EnereticaS.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)負荷和操作設備;
·啟動操作和關閉發(fā)電設備;
·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,危險的設備如發(fā)電機以及所有相應的運行都被連續(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)則、指標、標準及工藝規(guī)則的修改。
第三、單方獨立的監(jiān)督、控制、操縱發(fā)電設備的能力是很重要的,特別是主要系統(tǒng)有故障時,能使系統(tǒng)從故障處調(diào)整、恢復。
第四、發(fā)電操作中心的維修管理與發(fā)電操作中心設在同一大樓里,以便于協(xié)調(diào)維修專家、GOC操作人員及現(xiàn)場來處理特殊問題工作人員之間的工作。
由于采用了自動化,減少了操作人員,發(fā)電操作中心實現(xiàn)了很大程度的節(jié)約。從前,每個大型水電廠大約12名操作人員,現(xiàn)在只有7名,小型水電廠日常工作只需2-3名操作人員,除此之外,發(fā)電操作中心(GOC)的鄰近單位和工程管理單位也由此改善了運行指數(shù),例如總的發(fā)電量和工作效率。
2002年1月,發(fā)電控制中心首次面臨重大困難,由于雙線路斷電,黑暗籠罩巴西近70%的地方。國家電力系統(tǒng)的控制者僅對發(fā)電操作中心的一名操作人員發(fā)出指令即可以控制COPEL發(fā)電公司的一個主要的水電廠,這個水電廠占巴西整個裝機容量的10%,并且它的響應快速而且安全.因此發(fā)電操作中心必須把巴西南部地區(qū)的電力再接通。
4.結(jié)論
在COPEL發(fā)電公司4530MW的水電廠,自動化是永久不變的發(fā)展方向。由于認識到自動化不能完全代替人類的知識和經(jīng)驗, COPEL發(fā)電公司有把握將一般的信息功能與現(xiàn)代化的自動化系統(tǒng)相結(jié)合。在減少消耗和大幅度裁員的情況下,這使得公司水電廠的優(yōu)勢連續(xù)可靠的發(fā)揮。
迄今為止所取得的成績,自動化系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟效益促使發(fā)電操作中心在COPEL發(fā)電公司內(nèi)的更多發(fā)電廠中應用。公司已經(jīng)受到了其他系統(tǒng)內(nèi)或單獨發(fā)電廠中有類似操作中心的單位的關注。
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