本發明屬于互聯網+水電站集控技術領域，具體涉及一種水電站遠程集控+快速服務平臺。

背景技術：

傳統的中小型水電站，需配備較多的運行和檢修人員，其人員及設備維護費用成本達到發電量收入的50％-60％，導致多數水電站經營狀況不佳、經濟效益差。同時水電站的設計、生產、銷售、安裝、維護、運營等各環節彼此分散獨立，不能基于大數據進行資源整合、融合發展，實現共贏，從而造成水電行業大量資源浪費?，F有技術中利用自動化測控元件和網絡通信技術、計算機控制技術，探索出不少對水電站的遠程集中監控技術，但是這些技術往往局限于對部分水電站的集控管理，缺少對行業資源的有效整合。利用“互聯網+”融合水力發電行業，不但能夠幫助水電站提質增效，對加速提升水電產業發展水平，轉型發展方式，形成新的生態體系，具有重大意義。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種基于大數據及云計算條件下利用互聯網+的模式實現水電站無人值班少人值守，并將水力發電行業的設計、生產、銷售、安裝、維護、運營等有機融合，構成行業完整生態產業鏈的方法。

本發明采用下述技術方案：

本發明通過搭建互聯網終端遠程集控平臺及快速搶修機制，使水電站實現無人值班少人值守；通過整合行業各環節資源，提高行業經濟效益。本發明的一種水電站遠程集控+快速服務平臺，其包括：水電站技術數據中心、水電站現場測控系統、水電站及設備廠家管理系統、水電站后臺集控系統、通信管理系統、水電站故障分析系統、故障快速處理系統、經濟運行管理系統、公共服務系統。所述通信管理系統運用光纖通道、衛星或3G/4G網絡的通訊方式，在各系統之間建立完整的通信通道互相連接，接受統一管理、調度、安排；其中：

一、水電站技術數據中心

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，水電站技術數據中心是一個存儲水力發電設備生產廠家和水電站詳細數據的大數據庫。數據種類包含：水電站基本信息、水電站機電一次設備、水電站電氣二次設備、水電站輔助系統、水電站水工建筑、水電站水文、水電站主機及配件生產廠家、水電站周邊經濟、水電站歷史運行及維修等數據；這些數據存儲在水電站技術數據中心的服務器中，提供公眾查詢使用；其中：

1、水電站基本信息：包括水電站地理位置、交通條件、水文氣象條件、設計參數、公用設施等概述；

2、水電站機電一次設備：包括水輪機、發電機、變壓器、高壓柜、開關站、電氣主接線；

3、水電站機電二次設備：包括直流充饋電屏、電池屏、計量屏、公用LCU屏、發電機保護屏、主變保護屏、線路保護屏、網絡通信屏、機組LCU屏、勵磁屏、測溫控制屏、調速器系統、廠用變屏、交流電源屏、油泵控制箱、水泵控制箱、氣壓控制箱、備用電源；

4、水電站輔助系統：包括油系統、水系統、氣系統、消防系統、閘門金結、主閥、起重設備等。

以上設備數據包括裝配圖及各主要零部件、易損件、標準件、備品備件的生產廠家、材料、圖片、技術參數、技術要求及外形尺寸，設備運行實際狀態參數等；

5、水電站水工建筑：包括擋水建筑、泄水建筑、取水建筑、輸水建筑、整治建筑、水電站建筑、灌溉建筑、水運建筑等，數據包括各建筑的施工圖，各主要部位的圖片、技術參數、技術要求及外形尺寸、建筑實際工作狀態描述；

6、水電站的水文數據：包括電站的水文數據及水質數據；

7、水電站主機及配件生產廠家數據：包括廠家的生產資質、生產能力、生產規模、產品系列及技術參數等；

8、水電站周邊經濟的數據：包括經濟發展水平及經濟結構、人口數量及年齡結構、用電需求構成等；

9、水電站歷史運行及維修的數據：包括水電站所有水工及機電設備的運行及維護記錄等。

以上數據通過現場測量、查詢廠家圖紙、查詢歷史資料、走訪調查或申請由政府職能部門指導或授權等方式進行采集。

水電站技術數據中心的數據是一個詳細、龐大、全面的大數據庫，本數據中心的數據是經專家組進行整理后，制成可供查詢的綜合數據查詢系統，并經過分析數據反映的水電站運行效果進行評估分類，Ⅰ類為優：水電站技術指標或經濟指標超過行業或國家標準；Ⅱ類為良：技術指標或經濟指標達到行業或國家標準；Ⅲ類為差：技術指標或經濟指標達不到行業或國家標準。這些數據通過超大服務器進行存儲，可供公眾查詢、決策，為電站維修、改造、升級、分布式供電等提供可靠準確的依據，這是一個水力發電行業具有現實及長遠價值的大數據庫。專家組通過設定權限設定數據庫的訪問級別，并負責對數據庫進行更新。

二、水電站現場測控系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，水電站現場測控系統設置在各水電站現場，現場測控系統采用雙重冗余設計及環形通訊網絡結構，由高速以太光纖通信網絡(帶防火墻)與后臺集控系統連接，水電站在遠程由后臺集控系統或個人手機進行監控操作；在水電站現場不需要運行及檢修人員，只留有1到2人的值守人員負責看守廠房，廠房大門平時是關著的，任何人都不能進入，只有在檢修維護時才能打開進入，值守人員只需負責巡視大壩等廠房外部設備及建筑，做好防盜防破壞工作即可；

水電站現場測控系統包括直流電源系統、勵磁系統、調速系統、綜合自動化系統、機電及電氣一次測控系統、油水氣測控系統、閘門閘閥測控系統、消防測控系統、安防測控系統。各系統均采用PLC技術，所有信號均經PLC進行處理，采用IEC61850通訊規約，完成自動控制，通過以太網通訊口與上位機聯網，并通過雙環以太網連接構成現場測控系統。其中：

1、直流電源系統：充電模塊采用N+1的設計，由直流電源監控模塊對充電、配電、電池、絕緣等模塊進行監測，負責為水電站的控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源，還為各種電氣操作提供可靠的操作電源；

2、勵磁系統：采用雙通道自并勵的微機勵磁裝置，負責為水電站發電機轉子提供大小可控的直流電源；

3、調速系統：負責維持水電站機組的額定轉速、調節機組的有功功率、完成控制系統的調節及控制命令，完成機組開停機、負荷調整、緊急停機等控制任務；

4、綜合自動化系統：采用雙環形以太網的全計算機監控，實現水電站無人值班少人值守，具備遠程測量、遠程監視、遠程控制、遠程通信、遠程調節的功能，完成對水電站一次設備的控制、監控、保護、數據遠傳、記錄、查詢的功能。

5、機電及電氣一次測控系統：利用各種自動化原件完成水電站水位、壓力、壓差、位移、流量、溫度、轉速、振動、電壓、電流等各種參數的測量采樣和操作控制。

6、油水氣測控系統：利用各種自動化元件完成水電站輔助系統的壓力、流量、流速、成分等各種參數的測量采樣。

7、閘門閘閥測控系統：利用各種自動化元件完成對水電站閘門閘閥的提升、下降、停止控制，并完成閘門閘閥開度與荷重的采集與傳輸。

8、消防測控系統：重點保護機組、主變、油庫、現地測控單元等。發生火災時，通過感溫、感煙和感光等火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時顯示出火災發生的部位，記錄火災發生的時間，向后臺集控中心及用戶手機、119火警發送火災報警信號，同時啟動自動噴水滅火系統滅火。

9、安防測控系統：預防盜竊、破壞，保護水電站設備不受侵擾破壞。用物理方法或電子技術，由報警探測器自動探測發生在布防監測區域內的侵入行為，產生報警信號，并提示發生報警的區域部位，顯示可能采取的對策。如由高壓電子脈沖主機和前端探測圍欄組成的電子圍欄，在前端探測圍欄處于觸網、短路、斷路狀態時產生報警信號，并把入侵者的信號發送到安全警報中心，報警信號同時向后臺集控中心及用戶手機發送。

三、水電站及設備廠家管理系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，將水電站，水電站主機、水電站輔機、自動化設備的生產廠家以互聯網+的模式納入水電站及設備廠家管理系統中，使各方需求得到精準對接，通過平臺實現網上交易、優化產品、整合資源，實現水力發電行業線上技術支持、線上倉庫、線上商務、優化整合；其中：

1、線上技術支持：水電站及設備廠家在平臺上實時進行視頻、語音、文字的交流，互相進行技術及產品使用體驗等的交流探討；

2、線上倉庫：水電站設備生產廠家建立倉庫管理系統并在平臺上開放共享，平臺各個子系統均可以通過互聯網對其訪問，詳細了解該廠家庫存產品的型號、數量、規格、參數等，可以快速、方便的做出購買選擇，縮短了零配件采購的時間；

3、線上商務：水電站與設備廠家作為供需雙方，首先，水電站(需方)的生產采購需求、設備廠家(供方)的基本資料及產品的型號、技術參數均在平臺上開放共享，供需雙方均可以獲得供需方面的信息，接著，雙方通過平臺進一步進行咨詢、洽談，直至簽訂合同。雙方的技術聯絡會均通過互聯網以網絡會議的方式進行，供方的技術方案、生產過程、生產計劃、原材料的采購及檢驗、實驗過程及結果等均在平臺上開放共享，需方可以以實時視頻、報表等方式進行查看、跟蹤，直至最后交貨。在這一過程中平臺擔負監督及擔保的責任，平臺對水電站及設備廠家提供的供求信息進行核實并負責，同時為雙方提供技術咨詢、技術把關、合同擔保等服務，保障各方合法權益；

4、優化整合：在水力發電行業，各設備廠家產品技術方案及生產工藝五花八門，性能各異，根據水電站技術數據中心的大數據庫對納入平臺的所有設備廠家及其產品進行整合優化，使產品達到標準化、模塊化。

水電站及設備廠家管理系統為水電站和設備廠家提供高效、快速、便捷的網上交易平臺，并將行業的產品進行優化，實現模塊化。是水力發電行業的網上商城和技術改造中心，水力發電行業的設計、生產、銷售、安裝等有機融合，構成行業生態產業鏈的重要組成部分。

四、水電站后臺集控系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，水電站后臺集控系統負責對納入平臺的水電站進行遠程集中監控操作，系統的硬件設備包括服務器集群、遠程監控集群、安全通訊網關以及大屏幕顯示器；通過高速以太光纖通信網絡與現場測控系統連接，對水電站進行遠程監測、控制、管理，通過遠程集控管理模式實現電站無人值班少人值守，通過管理的規范化提升服務能力，降低運營成本，保障水電站安全高效運營。

水電站后臺集控系統的功能模塊包括遠程信號模塊、遠程測量模塊、遠程控制模塊、遠程監視模塊、遠程調節模塊；其中：

1、遠程信號模塊：遠程實時獲得水電站現場的各種保護、開關、報警等信號；

2、遠程測量模塊：遠程實時獲得水電站各種設備運行狀態和參數、轉速、壓力、溫度、電氣量等參數；

3、遠程控制模塊：可在遠程實時發出命令對水電站一次、二次設備及輔助系統進行控制、切換；

4、遠程監視模塊：遠程實時獲得通過工業視頻監控系統對水電站前池、尾水、機組、升壓站、高低壓室、集水井等需要監視的對象進行監視的視頻信號；

5、遠程調節模塊:遠程實時對水電站現場的設備參數進行設置和更改。

五、通信管理系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，運用光纖通道、衛星或3G/4G網絡等成熟、先進、可靠的通訊方式，在水電站后臺集控中心與水電站間建立完整的通信通道，保障遠程信號、遠程測量、遠程監視數據上傳及遠程控制、遠程調節指令下達的可靠性、流暢性、準確性。

六、水電站故障分析系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，水電站故障分析系統能對水電站故障的產生進行提前預判，或在接到水電站后臺集控系統發來的故障報警信號時能快速準確的對故障進行分析，給出處理方案。水電站故障分析系統由硬件保障系統、軟件分析系統、行業專家庫組成。它的工作過程是這樣的：(下面圖表內容重復，考慮取消)

1、狀態數據：由自動化元件探測到的水電站各種設備的運行數據及現場傳回的圖像、視頻；

2、數據統計：將采集的運行數據進行統計，分析設備運行處于異?；蚬收?；

3、異常/故障分析：由分析軟件或專家組根據故障現象及參數、圖片、視頻信號對異?；蚬收线M行分析；

4、分析結論：分析后生成異常/故障處理方案；

5、硬件系統：包括計算機等硬件設備，計算機有足夠大的存儲容量及運行速度；

6、軟件系統：由各種故障分析程序及數據庫組成。首先，水電站每一種故障可能產生的原因被一一列舉出來，編成一個可由程序讀取的故障數據庫。當接到故障報警信號的時候，故障分析系統自動運行該故障對應的分析程序，程序自動從故障數據庫中逐條讀取、篩選故障解決方法，生成的故障處理方案同時包含擬更換零配件的生產廠家及規格、型號、參數、尺寸；

故障分析系統是基于大數據的分析系統，它能將故障判斷精準定位，縮短故障判斷的時間，提供故障解決的參考方案，為水電站快速搶修提供保障。故障分析系統的分析軟件不管有無故障報警信號，定時自動運行，對故障的產生進行提前預判。故障分析系統是基于大數據的分析系統，它能將故障判斷精準定位，縮短故障判斷的時間，提供故障解決的參考方案，為水電站快速搶修提供保障。

7、行業專家庫：包括水電行業機械、電氣、水工、計算機等具備專業理論及實踐經驗的專家。專家負責對故障數據庫的編制及維護升級、故障分析軟件的編寫及升級、對故障解決方案負責。

七、故障快速處理系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，故障快速處理系統擔負著水電站的所有檢修維護工作，工作內容包括故障搶修及日常巡檢、年度檢修。

故障快速處理系統在水電站集中的地區設立維護站，維護站擁有獨立的倉庫、檢修場地等，能獨立完成水電站的檢修維護工作。故障快速處理系統不僅體現在一個“快”字，打造4小時服務圈，即從故障報警信號發出開始，維護人員于4小時內即抵達水電站進行搶修維護，做到快速反應。還體現在標準化流程上，不管是故障搶修還是日常巡檢、年度檢修，都有一套可靠的標準化流程及方案，實現故障處理及檢修標準化、專業化、時效化、可靠化，有效解決水電站運營中的檢修維護問題。

1、故障搶修：隨時待命，當接到故障處理任務時，根據故障處理方案到倉庫領取所需的配件后立即安排人員出車排障；

2、日常巡檢：不管水電站有無故障，均定時對水電站進行巡視檢查。巡視檢查的標準和項目高于國家及行業標準，且巡查人員的技術水平按平臺培訓標準進行，即一專多能，水機、電機、自動化均精通，在巡查中發現問題時，在不停機的情況下現場及時解決，若需停機，但故障不影響運行的情況下，暫不處理，將問題記錄下來，待枯水期解決。巡檢時按流域對該流域梯級電站巡檢。

3、年度檢修：按行業及國家標準對水電站做大修、小修工作。檢修的時候根據水電站數據中心的數據庫及設備廠家管理系統對每個維護站及設備廠家的人員及配件資源進行調配，使每項工作得到緊密銜接，統籌安排各項檢修工作。此外，由于日常巡檢均按高于國家的標準進行，不僅設備得到很好的維護，而且可以把年度檢修的時間加長。如可以把小修的時間改為5年一次，大修的時間改為8年一次，盡量減少停機時間，以免影響發電，又可以節約檢修成本。

故障快速處理系統是以大數據為依托，由專業人員快速地為水電站提供標準化的服務，解決了無人值班少人值守水電站的檢修維護難題，故障快速處理系統構成了水力發電行業完整生態產業鏈的重要組成部分。

故障快速處理系統由技術保障系統、生產管理系統、調度系統、安監系統、反饋系統組成，實現故障處理標準化、專業化、時效化、可靠化。

4、技術保障系統：負責生產圖紙的設計及生產指導任務；

5、生產管理系統：由生產管理(倉庫、生產車間、采購)、工藝管理(成本核算、生產工藝)、質量檢查(檢查內容、工具)、搶修維護(人員配置、車輛配置、操作票、現場施工管理、安全措施、施工日記、日常巡檢、年度檢修)組成。

1)生產管理：

倉庫---

存放成品、半成品、零配件、備配備件、易損件、標準件，根據庫存及使用率制定采購計劃；

生產車間---負責零部件的生產加工及組裝；

采購---原材料、配件、標準件采購；

2)工藝管理：

成本核算---工時制定；

生產工藝---根據加工圖紙制定；

3)質量檢查：

質量檢查內容---

原材料及外購外協件、加工零部件、組裝部件、實驗/實驗報告、成品出廠檢驗/檢驗報告；

工具---各種檢驗實驗工具設備；

4)搶修維護：

人員配置---每小組3～5人；

車輛配置---機械工具、電工電氣工具、安防用品、急救箱等；

操作票---

電氣一次操作票、電氣二次操作票、機械操作票、巡檢工作票等；現場施工管理---施工進度、6S管理等；

安全措施---人員、車輛、施工；

施工日記---出車記錄、檢修記錄、客戶確認、施工評估；

日常巡檢---巡檢計劃、巡檢項目、巡檢記錄、巡檢報告；

年度檢修---檢修計劃、檢修項目、檢修記錄、檢修報告；

6、調度系統：負責統一安排故障外派小組的外派及跟蹤、部門協調等；

7、安監系統：負責安監規程的制定、實施及監督；

8、反饋系統：負責客戶回訪及維護客戶關系；

八、經濟運行管理系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，經濟運行管理系統負責挖掘電站的潛能。經濟運行管理系統有三大部分：數據庫、經濟運行軟件、專家組，依托技術數據中心龐大的數據庫，經濟運行軟件可以根據各種不同水況下機組的效率進行模擬分析，制定機組最優發電效率方案、措施；專家組實時關注行業最新科技動態，研發新技術和產品，不斷對機組進行優化升級，實現經濟效益最大化。

九、公共服務系統

在水電站遠程集控+快速服務平臺中，公共服務系統負責：

1、無人值班少人值守運行模式管理制度的制定和修正：從制度上保證水電站遠程集控+快速服務平臺安全可靠；

2、人員的安置、人員技能的培訓和考核：在實行水電站遠程集控管理后，水電站裁減下來的人員，對這些人員進行培訓、考核后給予安置；

3、與銀行、客戶、支付平臺的財務對接：使資金的支付、收款方便快捷。

附圖說明

1、附圖1是本發明實施例的廣西水電站遠程集控+快速服務平臺示意圖；

2、附圖2是廣西水電站技術數據中心示意圖；

3、附圖3是以廣西鳳亭河水庫南間電站為例說明水電站技術數據中心層級示意圖和廣西鳳亭河水庫南間電站節選部分數據內容；

4、附圖4是廣西水電站現場測控系統示意圖；

5、附圖5是廣西水電站及設備廠家管理系統示意圖；

6、附圖6是廣西水電站后臺集控系統示意圖；

7、附圖7是廣西水電站故障快速處理系統示意圖；

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明：

如附圖1所示為廣西水電站遠程集控+快速服務平臺系統圖，平臺包含廣西4000座中小水電站及廣西境內所有主機、輔機及自動化設備廠家。本平臺是基于大數據及云計算等條件下利用互聯網+的模式搭建，可實現廣西中小水電站無人值班少人值守，并將廣西水力發電行業的設計、生產、銷售、安裝、維護、運營等有機融合，構成行業完整生態產業鏈。

廣西水電站遠程集控+快速服務平臺包括水電站技術數據中心、水電站現場測控系統、水電站及設備廠家管理系統、水電站后臺集控系統、通信管理系統、水電站故障分析系統、故障快速處理系統、經濟運行管理系統、公共服務系統；其中：

一、水電站技術數據中心

如附圖2、附圖3所示，在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，水電站技術數據中心是一個存儲廣西4000座中小型水電站及主機、輔機、自動化設備廠家各種數據的大數據庫。

廣西水電站技術數據中心的數據是一個詳細、龐大、全面的大數據庫，是經過水力發電行業專家組對采集的原始數據進行辨別整理分析過的，按數據的作用分成兩類型的數據：一類是只辨別所采集原始數據的真實性和準確性，由計算機專家制作成可供查詢的綜合數據查詢系統，通過這個系統可以查詢到平臺內任何一座水電站的資料。如通過附圖3廣西鳳亭河水庫南間電站數據內容(節選)可以看到，通過綜合數據查詢系統可查詢到廣西鳳亭河水庫南間電站基本數據:電站距離大寺鎮17km，距離南寧市區78km，電站總裝機容量2600KW，年平均利用小時數3634h，年平均發電量945萬kW.h，雨量主要集中在5～9月等等，再查詢電站所在流域的其他電站資料，結合大寺鎮的人口、用電需求等，就可以為當地實施分布供電提供參考。又如廣西鳳亭河水庫南間電站主機大修，水機導水機構螺栓大多生銹，拆出后螺栓無法使用，查詢數據中心的數據，獲得螺栓尺寸，直接在配件廠家下單采購，節省時間。另一類數據的特點是經過分析數據反映的效果對數據設備進行評估分類。Ⅰ類為優：技術指標或經濟指標均達到行業或國家標準，此類數據的設備技術參數、管理方法等可作為水電站升級改造借鑒的標準，應該推廣。Ⅱ類為良：技術或經濟指標中的一兩項達不到行業或國家標準，但差別不大，此類數據的設備可以維持現狀；Ⅲ類為差：大部分技術或經濟指標達不到行業或國家標準。以廣西鳳亭河水庫南間電站SFW1600-8/1730發電機為例，從附圖3-注釋2中的發電機技術數據表可以看出，該發電機的定子鐵心(80度)、繞組(83度)、集電環溫度(83度)均低于國家標準允許的基準工作溫度(F級絕緣為115度)，徑向軸承(45度)、推力軸承(59度)的溫度均低于國家標準允許的溫度(巴氏合金瓦為75度)，發電機噪音(74分貝)低于國家標準(距離機殼1米處小于85分貝)，發電機振動(0.04mm)小于國家標準(0.05mm)，線電壓波形全諧波畸變因數(3％)低于國家標準(5％)，發電機出力1680KW(額定出力1600KW)，發電機總重量21T(同型號其余機組均超過23T)，以上各技術及經濟指標均達到國家標準或優于其他同型號的電站，列為Ⅰ類數據設備，其他電站的生產或升級改造都可以借鑒其技術方案或管理方法。若以上技術及經濟指標有一兩項達不到國家標準，如發電機噪音達到92分貝，發電機重量超過23T，則列為Ⅱ類數據設備。若以上數據均達不到國家標準，出力不夠，重量又重，則列為Ⅲ類數據，此類數據的設備可能設計不合理，或管理落后，效率低、運行成本高、浪費資源，必須進行維修或升級改造。

這個數據庫的特點是：

1、數據詳細：細致到一顆螺絲的規格、一個零件的加工尺寸都有，即使相關設備廠家不存在了，還可以根據這些規格、尺寸數據進行采購或加工，繼續為水電站的檢修維護提供保障。

2、數據龐大：只算水電站的設備，4000座水電站按每站2臺機算，就有8000臺機組，每臺機組就是一份數據，對應這些機組的設備廠家來說就是8000份產品實驗數據，從這些數據樣本中可以提煉出很多優秀的技術方案和管理方法，可以對水力發電行業的設計生產運行維護進行改造、升級。

3、數據全面。數據庫不僅包含水電站所有水文、建筑、設備及周邊村鎮經濟信息，還包含了設備廠家的信息，幾乎囊括了水力發電行業的設計、生產、維護、運營、使用各環節的數據，可以為行業轉型升級及分布供電等戰略構思提供依據。所以說這是一個水力發電行業具有現實及長遠價值的前所未有的大數據庫。專家組可以根據需要設定數據庫的訪問權限，并負責每年對數據庫進行更新。

二、水電站現場測控系統

如附圖4所示，在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，每座水電站均設有現場測控系統，現場測控系統采用雙重冗余設計及環形通訊網絡結構，由高速以太光纖通信網絡(帶防火墻)與后臺集控系統連接，水電站在遠程由后臺集控系統或個人手機進行監控操作，在水電站現場不需要運行及檢修的值班人員，只留有1到2人的值守人員負責看守廠房，廠房大門平時是關著的，任何人都不能進入，只有在檢修維護時才能打開進入，值守人員只需負責巡視大壩等廠房外部設備及建筑，做好防盜防破壞工作即可。現場測控系統包括直流電源系統、勵磁系統、調速系統、綜合自動化系統、機電及電氣一次測控系統、油水氣測控系統、閘門閘閥測控系統、消防測控系統、安防測控系統。直流電源系統：負責為水電站的控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源，還為各種電氣操作提供可靠的操作電源；勵磁系統：負責為水電站發電機轉子提供大小可控的直流電源；調速系統負責維持水電站機組的額定轉速、調節機組的有功功率、完成控制系統的調節及控制命令，完成機組開停機、負荷調整、緊急停機等控制任務；綜合自動化系統：具備遠程測量、遠程監視、遠程控制、遠程通信、遠程調節的功能，完成對水電站一次設備的控制、監控、保護、數據遠傳、記錄、查詢的功能。機電及電氣一次測控系統：利用各種自動化原件完成水電站水位、壓力、壓差、位移、流量、溫度、轉速、振動、電壓、電流等各種參數的測量采樣和操作控制；油水氣測控系統：利用各種自動化原件完成水電站輔助系統的壓力、流量、流速、成分等各種參數的測量采樣。閘門閘閥測控系統：利用各種自動化原件完成對水電站閘門閘閥的提升、下降、停止控制，并完成閘門閘閥開度與荷重的采集與傳輸。消防測控系統：重點保護機組、主變、油庫、現地測控單元等。安防測控系統：預防盜竊、破壞，防止水電站設備不受侵擾破壞。以上各系統均采用PLC技術，所有信號均經PLC進行處理，采用IEC61850通訊規約，均能完成自動控制，均通過以太網通訊口與上位機聯網，并通過雙環以太網連接構成現場測控系統。

三、水電站及設備廠家管理系統

如附圖5所示，在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，將水電站、水電站主機、水電站輔機、自動化設備生產廠家以互聯網+的模式納入水電站及設備廠家管理系統中，使各方需求得到精準對接，通過平臺實現網上交易、優化產品、整合資源，實現水力發電行業線上技術支持、線上倉庫、線上商務、優化整合。線上技術支持：水電站、設備廠家互相在平臺上實時進行視頻、語音、文字的交流，互相進行技術及產品使用體驗等的交流探討；線上倉庫：水電站設備生產廠家建立倉庫管理系統并在平臺上開放共享，平臺各個子系統均可以通過互聯網對其訪問，詳細了解該廠家庫存產品的型號、數量、規格、參數等，可以快速、方便的做出購買選擇，縮短了零配件采購的時間。如通過互聯網訪問玉林水電設備廠倉庫系統，了解到該廠定子槽楔、定子線圈、平鍵、剎車制動塊、密封圈、彈簧、碳刷、刷握、磁極線圈、推力軸瓦、徑向軸瓦、絕緣銷釘等主機備件的庫存數量、型號、規格等；或訪問玉林湘衡標準件廠倉庫系統，了解到該廠各類型螺栓、螺柱、螺母、銷釘、墊片等標準件的庫存數量、規格等，當電站需要某一個零配件時，直接訪問相關廠家的倉庫，快速獲得想要的信息，做出選擇；線上商務：水電站與設備廠家作為供需雙方，首先，水電站(需方)的生產采購需求(招標資料)、設備廠家(供方)的基本資料及產品的型號、技術參數均在平臺上開放共享，供需雙方均可以獲得供需方面的信息，接著，雙方通過平臺進一步進行咨詢、洽談，投標、直至簽訂合同。雙方的技術聯絡會均通過互聯網以網絡會議的方式進行，供方的技術方案、生產過程、生產計劃、原材料的采購及檢驗、實驗過程及結果等均在平臺上開放共享，需方可以以實時視頻、報表等方式進行查看、跟蹤，直至最后交貨。在這一過程中平臺擔負監督及擔保的責任，平臺對水電站及設備廠家提供的供求信息進行核實并負責，同時為雙方提供技術咨詢、技術把關、合同擔保等服務，保障各方合法權益。如：廣西大唐百花灘電廠需要一種能夠收集發電機制動柜剎車管路中殘留油污的裝置，由電廠與玉林水電設備廠通過平臺簽訂網絡采購合同，之后雙方召開網絡技術聯絡會，就一些技術問題達成一致，如裝置的接口尺寸、控制外形尺寸等。玉林廠將裝置生產關鍵部件原材料的檢測報告、生產計劃、生產進度、實驗報告等面向電廠開放，電廠還可以通過網絡攝像頭實時查看玉林廠生產的情況。平臺負責對玉林廠的技術方案進行把關，如該裝置的油污收集原理。平臺有相關措施保證合同能順利執行；優化整合：在水電行業，各設備廠家產品技術方案及生產工藝五花八門，性能各異，根據水電站技術數據中心的數據對納入平臺的所有設備廠家及其產品進行整合優化。如根據水電站技術數據中心查得廣西鳳亭河水庫南間電站SFW1600-8/1730發電機各項運行數據均為最優異，機組重量也最輕，為玉林水電設備廠產品，則平臺內所有廠家該機型的設計生產均按玉林水電設備廠技術方案及生產工藝進行，各廠家也不再是競爭關系，而是采取分工合作的方式進行生產，提高了行業產品的質量和生產效率，又避免了行業惡性競爭。其次，將產品的各部件模塊化，實現互換性。舉例：不同型號的發電機之所以不能按統一標準生產是因為要保證發電機的性能，比如SFW1400-8/1730或SFW1800-8/1730發電機采取SFW1600-8/1730發電機的方案生產，則1400KW發電機重量相對會變重一點，而1800KW發電機溫升相對會大一點。但現在不同了，平臺的專家組會根據大數據進行分析，權衡技術及經濟因素，使SFW(1400/1500/1600/1700/1800)-8/1730的幾種發電機型號都可以按同一方案生產，將發電機的定子、轉子、端罩等裝配組件做成通用模塊，互為備用。如某電站SFW1400-8/1730發電機定子線圈燒了，按常規得把定子及線圈拆了，重新生產線圈再裝回去，整個過程耗時至少半個月，現在直接拿一個通用的定子模塊去更換裝好發電，將燒壞的定子模塊換回在廠家維修，維修好后又可以作為備件使用，大大降低機組故障造成的經濟損失。

廣西水電站及設備廠家管理系統為水電站和設備廠家提供高效、快速、便捷的網上交易平臺，并將行業的產品進行優化，實現模塊化。這是廣西水力發電行業的網上商城和技術改造中心，廣西水力發電行業的設計、生產、銷售、安裝等有機融合，構成行業生態產業鏈的重要組成部分。

四、水電站后臺集控系統

如附圖6所示，在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，由設在廣西玉林市的水電站后臺集控系統負責對納入平臺的水電站進行遠程集中監控操作，由服務器集群、遠程監控集群、硬件防火墻、及大屏幕顯示器組成，通過高速以太光纖通信網絡與現場測控系統連接。對水電站進行遠程監測、控制、管理，通過遠程集控管理模式實現廣西中小型水電站無人值班少人值守，通過管理的規范化提升服務能力，降低運營成本，保障水電站安全高效運營。水電站后臺集控系統包括遠程信號模塊、遠程測量模塊、遠程控制模塊、遠程監視模塊、遠程調節模塊。遠程信號模塊：遠程實時獲得水電站現場的各種保護、開關、報警等信號；遠程測量模塊：遠程實時獲得水電站各種設備運行狀態和參數、轉速、壓力、溫度、電氣量等參數；遠程控制模塊：可在遠程實時發出命令對水電站一次、二次設備及輔助系統進行控制、切換；遠程監視模塊：遠程實時獲得通過工業視頻監控系統對水電站前池、尾水、機組、升壓站、高低壓室、集水井等需要監視的對象進行監視的視頻信號；遠程調節模塊:遠程實時對水電站現場的設備參數進行設置和更改。

五、通信管理系統

在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，運用光纖通道、衛星或3G/4G網絡等成熟、先進、可靠的通訊方式，在集控中心與水電站間建立完整的通信通道，保障遠程信號、遠程測量、遠程監視數據上傳及遠程控制、遠程調節指令下達的可靠性、流暢性、準確性。

六、水電站故障分析系統

在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，水電站故障分析系統能對水電站故障的產生進行提前預判，或在接到水電站后臺集控系統發來的故障報警信號時能快速準確的對故障進行分析，給出處理方案。水電站故障分析系統由硬件保障系統、軟件分析系統、行業專家庫組成。它的工作過程是這樣的：

1、狀態數據：由自動化元件探測到的水電站各種設備的運行數據及現場傳回的圖像、視頻

2、數據統計：將采集的運行數據進行統計，分析設備運行處于異?；蚬收?/p>

3、異常/故障分析：由分析軟件或專家組根據故障現象及參數、圖片、視頻信號對異?；蚬收线M行分析

4、分析結論：分析后生成異常/故障處理方案

5、硬件系統：包括計算機等硬件設備，計算機有足夠大的存儲容量及運行速度；

6、軟件系統：由各種故障分析程序及數據庫組成。

首先，水電站每一種故障可能產生的原因被一一列舉出來，編成一個可由程序讀取的故障數據庫。接著，當系統接收到后臺集控系統發來的故障信號的時候，運行該故障對應的分析程序，程序自動從故障數據庫中逐條讀取、篩選故障解決方法，生成的故障處理方案同時包含擬更換零配件的生產廠家及規格、型號、參數、尺寸；行業專家庫：囊括水電行業機械、電氣、水工、計算機等具備專業理論及實踐經驗的專家。專家負責對故障數據庫的編制及維護、故障分析軟件的編寫及修正、對故障解決方案負責。如：后臺集控系統傳來廣西鳳亭河水庫南間電站推力軸瓦溫度高的報警信號，則分析系統自動運行軸瓦溫度高分析軟件，按可能導致軸瓦溫度高的條件逐一判斷，軟件自動讀取后臺集控系統遠程測量數據與軟件程序設定的參數自行比較，是否冷卻水中斷？是否水壓低？是否軸承油混水？是否機組振動？是否機組超負荷？如讀取的后臺集控系統遠程測量數據顯示水壓為0.1MPa,低于軟件設定的標準0.2MPa，則軟件會自動記錄第一個方案：水壓低。同時因為瓦溫高，軸瓦已燒壞，軟件會自動記錄第二個方案：更換軸瓦，并自動讀取數據中心的數據，提取推力軸瓦的生產廠家、尺寸等信息，一并顯示在故障處理方案上。又如：后臺集控系統傳來廣西鳳亭河水庫南間電站導葉剪斷銷剪斷的故障信息，故障分析系統運行軟件，判斷該故障的處理方案是：更換剪斷銷，同時從數據庫(見附圖3注釋4)讀取剪斷銷數據：剪斷銷型號為CJX-9，廠家為福建南平通達機電自動化有限公司，生成包含上述信息的故障處理方案。另外，故障分析系統的分析軟件不管有無故障報警信號，定時自動運行，對故障的產生進行提前預判。故障分析系統是基于大數據的分析系統，它能將故障判斷精準定位，縮短故障判斷的時間，提供故障解決的參考方案，為水電站快速搶修提供保障。

七、故障快速處理系統

如附圖7所示，在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，故障快速處理系統擔負著水電站的所有檢修維護工作，工作內容包括故障搶修及日常巡檢、年度檢修。故障快速處理系統不僅體現在一個“快”字，打造4小時服務圈，即從故障報警信號發出開始，維護人員于4小時內即抵達水電站進行搶修維護，做到快速反應。還體現在標準化流程上，不管是故障搶修還是日常巡檢、年度檢修，都有一套可靠的標準化流程及方案，實現故障處理及檢修標準化、專業化、時效化、可靠化，有效解決水電站運營中的檢修維護問題。在廣西，故障快速處理系統在水電站集中的河池、百色、南寧、玉林、賀州、柳州、融水、桂林、灌陽、龍勝設水電站維護站，廣西省內任何一座水電站發生故障，從這些維護站出發4小時內即可抵達電站現場進行搶修。每個維護站配備10個搶修組，每組有人員3～5人，一部工程車輛，每車輛配置機械檢修工具、電工電氣檢修工具、安防用品、急救箱、電焊機、手電鉆、對講機等。此外，每維護站擁有獨立的倉庫、檢修場地等，能獨立完成水電站的檢修維護工作。

故障搶修：隨時待命，隨時出發，當接到故障處理任務時，根據故障處理方案到倉庫領取所需的配件后立即安排人員出車排障。比如：廣西鳳亭河水庫南間電站推力軸瓦溫度高的故障，故障快速處理系統接到故障處理方案后，故障快速處理系統南寧維護站一看故障處理方案為：1、水壓低，實時水壓0.1MPa，設定標準0.2MPa；2、更換軸瓦，軸瓦的生產廠家及尺寸等信息為(略)。立即到倉庫領取水壓低處理工具材料及相應規格尺寸的軸瓦，派出搶修組，從南寧出發，1小時30分到達電站，檢查技術供水管路，發現管路爆裂漏水，隨即更換；接著更換軸瓦，整個檢修過程一天內解決。如果是其他模式，瓦溫高了先得停機，要么電站自行檢查，要么等廠家派人過來，按是否冷卻水中斷？是否水壓低？是否軸承油混水？是否機組振動？是否機組超負荷？檢查一遍，直到發現水管路爆裂，再拆開軸承檢查，發現軸瓦燒壞，又得等廠家發貨過來才能安裝，耽誤不少發電的時間。又如：廣西鳳亭河水庫南間電站導葉剪斷銷剪斷的故障，故障分析系統將故障處理方案傳至故障快速處理系統，故障快速處理系統南寧維護站一看故障處理方案為：更換剪斷銷，剪斷銷型號為CJX-9，廠家為福建南平通達機電自動化有限公司。立即到維護站倉庫領取剪斷銷，派出搶修組，從南寧出發，1小時30分到達電站，更換已斷裂的剪斷銷，整個維修過程僅需半天。在水電站故障處理中，常規的做法是等故障發生了才去尋求解決的辦法，而水電站遠程集控+快速服務平臺故障快速處理的做法是故障處理的各種方法都預先想好了放在數據庫里，需要的部件、人員也都準備好了，只等故障何時發生就可以直接從數據庫里從倉庫里把解決方案和需要的部件拿出來，快速派人解決。

日常巡檢：不管水電站有無故障，均定時對水電站進行巡視檢查。巡視檢查的標準和項目在國家及行業標準的基礎上再高一級，而且巡查人員的技術水平按平臺培訓標準進行，即一專多能，水機、電機、自動化均精通，在巡查中發現問題時，在不停機的情況下現場及時解決，若需停機，但不影響運行的情況下，暫不處理，將問題記錄下來，待枯水期解決。巡檢時按流域對該流域梯級電站巡檢。

年度檢修：按行業及國家標準對水電站做大修、小修工作。檢修的時候根據水電站數據中心的數據庫及設備廠家管理系統對每個維護站及設備廠家的人員及配件資源進行調配，使每項工作得到緊密銜接，統籌安排各項檢修工作。此外，由于日常巡檢均按高于國家的標準進行，不僅設備得到很好的維護，而且可以把年度檢修的時間加長。如可以把小修的時間改為5年一次，大修的時間改為8年一次，盡量減少停機時間，以免影響發電，又可以節約檢修成本。

總的來說，故障快速處理系統是以大數據為依托，由專業人員快速地為水電站提供標準化的服務，解決了無人值班少人值守水電站的檢修維護難題，故障快速處理系統構成了廣西水力發電行業完整生態產業鏈的重要組成部分。故障快速處理系統由技術保障系統、生產管理等系統、調度系統、安監系統、反饋系統組成，實現故障處理標準化、專業化、時效化、可靠化。

技術保障系統：負責生產圖紙的設計及生產指導任務。

生產系統：由生產管理(倉庫、生產車間、采購)、工藝管理(成本核算、生產工藝)、質量檢查(檢查內容、工具)、搶修維護(人員配置、車輛配置、操作票、現場施工管理、安全措施、施工日記、日常巡檢、年度檢修)組成。

生產管理：倉庫---存放成品、半成品、零配件、備配備件、易損件、標準件，根據庫存及物品使用率制定采購計劃，采購在設備廠家管理系統上進行。生產車間---負責零部件的生產加工及組裝。

采購---原材料、配件、標準件采購，在設備廠家管理系統上進行。

工藝管理：

成本核算---工時制定。

生產工藝---根據加工圖紙制定。

質量檢查：

質量檢查內容---

原材料及外購外協件、加工零部件、組裝部件、實驗/實驗報告、成品出廠檢驗/檢驗報告。

工具---各種檢驗實驗工具設備。

搶修維護：

人員配置---每小組3～5人。

車輛配置---機械工具、電工電氣工具、安防用品、急救箱等。

操作票---

電氣一次操作票、電氣二次操作票、機械操作票、巡檢工作票等。

現場施工管理---施工進度、6S管理等。

安全措施---人員、車輛、施工。

施工日記---出車記錄、檢修記錄、客戶確認、施工評估。

日常巡檢---

巡檢計劃、巡檢項目、巡檢記錄、巡檢報告，按國家標準。

年度檢修---

檢修計劃、檢修項目、檢修記錄、檢修報告，按國家標準。

調度系統：負責統一安排故障外派小組的外派及跟蹤、部門協調等。

安監系統：負責安監規程的制定、實施及監督。

反饋系統：負責客戶回訪及維護客戶關系。

八、經濟運行管理系統

在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，經濟運行管理系統負責挖掘電站的潛能。經濟運行管理系統有三大部分：數據庫、軟件、專家，依托技術數據中心龐大的數據庫，經濟運行軟件可以根據各種不同水況下機組的效率進行模擬分析，制定機組最優發電效率方案措施；專家實時關注行業最新科技動態，研發新技術和產品，不斷對機組進行優化升級，實現經濟效益最大化。

九、公共服務系統

在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，公共服務系統負責：

1、無人值班少人值守運行模式管理制度的制定和修正。從制度上保證水電站遠程集控+快速服務平臺安全可靠；

2、人員的安置、人員技能培訓和考核。人員安置：在實行水電站遠程集控管理+快速服務后，水電站必然有大量富余人員需要安置，這些人員一部分可經過培訓后加入到平臺的運檢團隊中，另一部分可分流至電站附加產業中。人員技能培訓和考核：設有培訓基地，對加入平臺運檢團隊的人員必須按平臺一專多能的標準進行培訓，培訓分理論和實踐兩部分，理論培訓按培訓教材進行，實踐部分先要在培訓基地對實物進行操作，合格后允許到維護站實習，實習合格后正式編入維護站各班組。

3、與銀行、客戶、支付平臺的財務對接：使資金的支付、收款方便快捷。

7、廣西水電站遠程集控+快速服務平臺實施效果評估

廣西水電站遠程集控+快速服務平臺，是一個基于廣西水力發電行業大數據庫及云計算，以互聯網+作為手段展開的技術解決方案。首先，水電站現場測控系統和水電站后臺集控系統實現了水電站無人值班及遠程集控的功能；然后，水電站故障分析系統和故障快速處理系統保證了無人值班水電站設備能得到專業、高效、快速、標準的檢修服務，使水電站實現了無人值班少人值守的電站全托管模式；其次，水電站設備廠家管理系統將廣西水電行業進行優化整合并建立網上商城，使行業的產品及服務標準化、模塊化、可替換化，實現水電行業云商務；經濟運行管理系統讓整個行業經濟效益越來越好。總的來說，廣西水電站遠程集控+快速服務平臺使得廣西水電行業買賣更方便、服務更高效、經濟效益更大。

1、高效高能

在常規模式中，中小型水電站的人工及維護成本幾乎占到了發電量的一半。但在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，由于水電站實現了無人值班少人值守，水電站現場不需運行及檢修人員，將這些人集中起來，經過培訓，組成高水平高效率的專業化水電站運行及檢修隊伍。平均來說，有人值班的水電站每站一般是4個運檢班組，按3班倒值班，每個運檢班組至少2人，再加正副站長2人，每座電站至少10人，廣西4000座電站就有40000運檢人員。而在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，所有的電站運行監控全部集中到廣西玉林后臺集控中心進行，等于廣西4000座水電站只需要一套運行人員，按4個班組，3班倒值班，每班10人算，總共120人；然后全廣西設10個維護站，每個維護站10個檢修班組，每班組5人，則所有的電站需檢修人員500人，運檢人員加起來共620人，等于：同樣是4000座水電站，原來需要40000名運檢人員，在實現了遠程集控管理及快速搶修服務后，僅需原來的六十五分之一左右即620名運檢人員即可，僅人員成本這一項就省下了98.45％；從水電站故障分析系統及故障快速處理系統的例子中看出，在廣西水電站遠程集控+快速服務平臺中，利用大數據及云計算分析實現故障檢測智能化，建立快速搶修機制，由原來等設備壞了才想辦法維修、而且維修的人水平還不高變成一專多能的專業維修人員早已準備好了維修的方案及維修用到的工具，只等設備壞了立馬4小時內就能趕到現場維修，這種檢修模式極大縮短故障搶修的時間，極大提高電站的利用小時數；通過設備廠家管理組建專業的經濟運行研發團隊，制定機組最優發電效率方案措施，降低水電站的運營成本，提高水電站的經濟效益。

2、安全生產

廣西4000座中小水電站現場不需要運行檢修人員，各種電氣操作實現遠程控制，提高安全生產系數。

3、生態鏈化

將廣西4000座中小水電站及諸如廣西玉林水電設備廠、南寧發電設備廠、賀州八步水輪機廠、南寧變壓器廠等主機、輔機及自動化設備廠家結合起來，組成廣西水力發電行業的設計、生產、銷售、安裝、維護、運營等有機融合、管理、整合、充分利用的圈子，構成行業完整生態產業鏈。

4、產業升級

廣西的水電行業實現了高效高能、安全生產、生態鏈化，必將走上創新、集約、內涵式的增長道路，實現行業轉型升級。

上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。