水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

閉學(xué)英

摘 要：我國(guó)電力行業(yè)自動(dòng)化水平較低，從根本上不能滿足社會(huì)對(duì)高質(zhì)量電能的要求。為了更好的提高電能質(zhì)量和發(fā)電效率，就要從根本上對(duì)老式水電站中采取常規(guī)控制、人工操作為主的控制模式，進(jìn)行以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的綜合自動(dòng)化改造；對(duì)新建水電站應(yīng)按綜合自動(dòng)化要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，使水電站逐步實(shí)現(xiàn)少人值班，最終達(dá)到無(wú)人值班的目標(biāo)。文章主要對(duì)水電站自動(dòng)化系統(tǒng)作了主要的論述，同時(shí)闡述了水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的必要性，最后探討總結(jié)了水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：水電站；自動(dòng)化系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著國(guó)家電力體系的改革，不難發(fā)現(xiàn)水電站如果沒(méi)有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，僅僅依靠于傳統(tǒng)的人工操作控制，從根本上說(shuō)很難滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。同時(shí)，一旦不了解實(shí)時(shí)行情，在參與競(jìng)價(jià)的時(shí)候難免存在各種各樣的困難[1]。雖然爭(zhēng)取到了發(fā)電上網(wǎng)的機(jī)會(huì)，但是又因設(shè)備陳舊落后以至于不能可靠運(yùn)行，不僅僅影響電網(wǎng)供電，同時(shí)也使得自身效益受損，進(jìn)而與好不容易才爭(zhēng)取到的發(fā)電機(jī)遇失之交臂。因此文章對(duì)電力自動(dòng)化干擾因素以及抗干擾技術(shù)措施進(jìn)行探討研究有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 淺述水電站自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1 水電站自動(dòng)化系統(tǒng)概述

所謂的水電自動(dòng)化主要是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的借助，進(jìn)而代替人工操作對(duì)變電站定時(shí)巡回檢查、記錄，不僅僅實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，同時(shí)進(jìn)一步改善廣大水電職工的工作和生活環(huán)境，總之自動(dòng)化技術(shù)是水電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要技術(shù)手段。

1.2 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

水電站的綜合自動(dòng)化主要是是建立在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)電站進(jìn)行的一種全方位監(jiān)控，對(duì)火情的監(jiān)控、對(duì)水文的測(cè)報(bào)，對(duì)數(shù)據(jù)的及時(shí)處理和反映，并能準(zhǔn)確地與上一級(jí)調(diào)度部門(mén)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信等全方位自動(dòng)監(jiān)測(cè)的控制系統(tǒng)。一般包括5個(gè)子系統(tǒng)，分別為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置以及水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。

2水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的必要性

2.1 提高工作可靠性

自動(dòng)化系統(tǒng)在水電站的應(yīng)用，不僅僅實(shí)現(xiàn)水電站各種自動(dòng)裝置的快速高效檢測(cè)、記錄以及報(bào)警，同時(shí)又降低了水電站不正常工作狀態(tài)事故發(fā)生的概率，對(duì)水電站設(shè)備有一定的保護(hù)作用。水電站自動(dòng)化系統(tǒng)在其運(yùn)行的過(guò)程中，各項(xiàng)操作和控制過(guò)程無(wú)須人工操作，一方面降低事故發(fā)生的可能性，另一方面避免了運(yùn)行人員誤操作的可能，從根本上保證了設(shè)備的可靠安全性[2]。

2.2 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

就其實(shí)質(zhì)性而言，部分水電站的地理位置較為偏僻，距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)，以至于水電站的職工長(zhǎng)期處于較為封閉的環(huán)境，其生活狀況相對(duì)較差，而水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅僅改善了廣大水電職工的工作，同時(shí)也在一定程度上改善了廣大水電職工的生活環(huán)境。通過(guò)借助于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，從根本上代替人工操作，進(jìn)而完成對(duì)水電站定時(shí)的巡回檢查和記錄，真正意義上實(shí)現(xiàn)了少人值守，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)疲勞率。

2.3 符合電力體制改革的要求

就目前而言，隨著我國(guó)電力體制的改革，逐漸將實(shí)現(xiàn)“廠網(wǎng)分開(kāi)，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”，傳統(tǒng)的人工操作控制很難滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的需求，而自動(dòng)化系統(tǒng)憑借著自身優(yōu)越的科學(xué)技術(shù)，及時(shí)的了解電網(wǎng)行情，并及時(shí)的參與競(jìng)價(jià)，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的供電，其帶來(lái)的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的[3]。

3 水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，水電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置以及水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)。

3.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

所謂的計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)主要是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心部分和基礎(chǔ)部分，一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要有三種模式，一方面計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)其主體部分則是常規(guī)控制，而輔助部分則是計(jì)算機(jī)；一方面計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主體部分則是計(jì)算機(jī)，而輔助部分則是常規(guī)控制設(shè)備；另一方面主要表現(xiàn)為無(wú)常規(guī)控制設(shè)備的全自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)模式的選擇主要依據(jù)于水電站的實(shí)際具體情況，就其實(shí)質(zhì)性而言，新建的水電站主要是以全自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主。但是在對(duì)相對(duì)老舊水電站進(jìn)行改造的過(guò)程中，常有機(jī)的結(jié)合計(jì)算機(jī)和常規(guī)控制設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水電站計(jì)算機(jī)的監(jiān)控。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)最主要的功能主要表現(xiàn)在遙測(cè)、遙控、通信以及遙調(diào)四個(gè)功能，常用于語(yǔ)音、可視化以及視像功能的設(shè)備。

3.2 工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)

所謂的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理和監(jiān)視的基本手段，能夠及時(shí)并真實(shí)的對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的具體信息得以反應(yīng)，尤其是水電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，其監(jiān)控人員僅僅通過(guò)電視監(jiān)視，及時(shí)的對(duì)水電站的各個(gè)情況進(jìn)行充分的掌握，保障了水電站安全有效的運(yùn)行。

同時(shí)，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)是獨(dú)立存在的，而工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理，進(jìn)而傳送到水電站的主控室。但是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的一種監(jiān)視。一般而言，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)有著相對(duì)較好的傳輸速率。

要想從根本上保證水電站更加安全有效的運(yùn)行，就要將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)獨(dú)立工作，盡可能的先實(shí)施計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，后實(shí)施工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。

3.3 消防監(jiān)控系統(tǒng)

所謂的消防監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)水電站進(jìn)行的火情監(jiān)測(cè)，常設(shè)置在水電站的主廠房、副廠房以及主變區(qū)等設(shè)備的重要部位。消防監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)火情探測(cè)器的采用，當(dāng)有火情出現(xiàn)的時(shí)候，探測(cè)器就會(huì)發(fā)出一種信號(hào)，其信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的信息處理，進(jìn)而產(chǎn)生一定的報(bào)警，并將處理的信息通過(guò)串行通信接口的連接，與水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)有機(jī)的相結(jié)合，對(duì)火災(zāi)的具體位置進(jìn)行展示，并對(duì)火災(zāi)處理措施有一定的提示，這種異步通信的方式對(duì)于火情的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和及時(shí)解決，有一定的積極影響作用[4]。

總之，水電站消防監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅起到一定的監(jiān)控，同時(shí)在一定程度上也真正意義上實(shí)現(xiàn)了水電站的通風(fēng)以及水噴霧滅火系統(tǒng)的控制。

3.4 基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置

所謂的自動(dòng)裝置主要是能夠獨(dú)立發(fā)揮水電站相應(yīng)設(shè)備的自動(dòng)控制以及自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)裝置主要是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的一種裝置，就水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)而言，要想從根本上提高經(jīng)濟(jì)效益，就要保證水電站自動(dòng)控制設(shè)備有著快速性、安全性、穩(wěn)定性以及可靠性，并從根本上與計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備合理的進(jìn)行配套。

所謂的基礎(chǔ)自動(dòng)化主要是對(duì)水電站主設(shè)備和輔設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行的監(jiān)視，對(duì)水電站機(jī)組以及輔助設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著直接性的保護(hù)性能。

3.5 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

所謂的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，主要是對(duì)水電站水情、汛情情況的監(jiān)控，從根本上對(duì)水情及時(shí)、準(zhǔn)確搜集，進(jìn)而對(duì)水情做出及時(shí)的預(yù)報(bào)。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要有水文自動(dòng)測(cè)報(bào)基本系統(tǒng)以及水文自動(dòng)測(cè)報(bào)網(wǎng)兩種系統(tǒng)。超短波通信、短波通信以及衛(wèi)星通信為水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)最基本的通信方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)在水電站得到了廣泛應(yīng)用，這一舉措不僅僅是水電站現(xiàn)代化管理的發(fā)展方向和科技進(jìn)步的標(biāo)志，同時(shí)也是我國(guó)電力管理部門(mén)對(duì)水電站現(xiàn)代化的綜合要求，為現(xiàn)代化建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義?？偠灾蚁嘈?，隨著未來(lái)相關(guān)人士對(duì)水電站自動(dòng)化系統(tǒng)新技術(shù)、新工藝以及新產(chǎn)品的大量推廣，水電站的運(yùn)行將會(huì)更加的安全可靠。

參考文獻(xiàn)

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