水電站自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

王明亮

【摘要】隨著水電站建設(shè)工程的數(shù)量開(kāi)始逐年增加，有效的促進(jìn)了各個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也為周邊的人民群眾日常生活和工作提供了非常穩(wěn)定的電力輸送。然而計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)及其遠(yuǎn)程控制技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，使水電站自動(dòng)化技術(shù)也獲得了一定的發(fā)展。本文就當(dāng)前水電站自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析與闡述。

【關(guān)鍵詞】水電站自動(dòng)化；現(xiàn)狀；發(fā)展

一、水電站自動(dòng)化的現(xiàn)狀

1 提高了水電工作的安全性

通常水電站最主要的目的就是希望能夠保障區(qū)域內(nèi)的電能安全輸送，水電站應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)就能夠借助相應(yīng)的自動(dòng)化裝置來(lái)進(jìn)行迅速有效的監(jiān)控、預(yù)警以及記錄等，這樣不但能夠有效的防止安全事故的發(fā)生，同時(shí)也能夠有效的避免相應(yīng)的電氣設(shè)備受到損壞和破壞，這就非常有效的提升了水電站供電的可靠性。而且通過(guò)自動(dòng)化裝置對(duì)水電站的控制和操作，不但能夠有效的降低由于工作人員操作失誤所造成的安全事故，同時(shí)還能在緊急事故發(fā)生的情況下有效的加快水電站內(nèi)部操作和控制的全部過(guò)程，也有效的保證了電力系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行以及用戶方面的正常供電等。

2 提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

水輪發(fā)電一直工作在滿負(fù)荷的狀態(tài)是我們最理想的憧憬，而實(shí)際中因?yàn)闄C(jī)組故障等諸多原因往往不能滿負(fù)荷運(yùn)載。利用自動(dòng)控制裝置，控制并指令選擇最佳的運(yùn)行組數(shù)，結(jié)合當(dāng)前水利條件，使用最少的水生產(chǎn)最多的電能，更好的實(shí)現(xiàn)水電站經(jīng)濟(jì)任務(wù)。

3 保證電能質(zhì)量

電壓和頻率作為衡量電能質(zhì)量好壞兩項(xiàng)基本指標(biāo)。電壓正常偏移不超過(guò)額定值的±5%，頻率正常偏移不超過(guò)額定值的±0.2～0.5 HZ。電壓或頻率的的穩(wěn)定主要取決于電力系統(tǒng)中無(wú)功功率和有功功率的平衡。因此要維持系統(tǒng)電壓和頻率在規(guī)定范圍內(nèi)，就必須迅速而又準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)有關(guān)發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功和無(wú)功功率。特別是在發(fā)生事故的情況下，快速的調(diào)節(jié)或控制對(duì)迅速恢復(fù)電能質(zhì)量具有決定性的意義，而這個(gè)過(guò)程，單純靠手動(dòng)操作，無(wú)論在速度方面還是在精度方面都是難于實(shí)現(xiàn)的，只能借助于自動(dòng)裝置來(lái)完成?？梢?jiàn)，提高水電站的自動(dòng)化水平，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要措施之一。

二、水電站自動(dòng)化的應(yīng)用

1 PLC在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器中的應(yīng)用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器在水輪機(jī)控制系統(tǒng)中有著非常重要的作用，它主要是通過(guò)控制導(dǎo)水葉接力器的油量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)水葉開(kāi)度大小的控制，最終達(dá)到調(diào)節(jié)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。但是當(dāng)水輪機(jī)并入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)總功率不穩(wěn)狀態(tài)。而采用PLC技術(shù)，系統(tǒng)則可以根據(jù)水電站水頭高低變化來(lái)時(shí)時(shí)調(diào)整相應(yīng)數(shù)據(jù)，最終達(dá)到調(diào)節(jié)目的，保證水電站的正常運(yùn)行。

2 油水氣系統(tǒng)的控制

在水電站的自動(dòng)化運(yùn)行中可以減少人員的管理，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油水氣系統(tǒng)的控制，進(jìn)而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常性。但是要想保證設(shè)備的正常運(yùn)行，首先要對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，保證設(shè)備自動(dòng)化管理技術(shù)的精確性。如果油水氣系統(tǒng)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常，自動(dòng)化系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取一定的措施，對(duì)其進(jìn)行控制。例如關(guān)閉設(shè)備運(yùn)行開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)備用設(shè)備等。排水系統(tǒng)水泵在控制時(shí)應(yīng)該要保證管路的暢通，同時(shí)還要以技術(shù)系統(tǒng)供水為主。然后該系統(tǒng)在帶動(dòng)油泵的運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)油泵的系統(tǒng)供油。但是在進(jìn)行油水氣系統(tǒng)的控制時(shí)，還應(yīng)該改善泵組作業(yè)狀況，提高油泵的使用壽命，節(jié)省設(shè)備購(gòu)買資金，最終實(shí)現(xiàn)水電站自動(dòng)化技術(shù)的良好發(fā)展。

三、水電站自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

水電站的計(jì)算機(jī)控制是一個(gè)新興的，發(fā)展迅速的領(lǐng)域，微型計(jì)算機(jī)的大量應(yīng)用，又為水電站的計(jì)算機(jī)控制開(kāi)辟了新的途徑，毫無(wú)疑問(wèn)，計(jì)算機(jī)控制是水電站自動(dòng)化今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)技術(shù)采用運(yùn)行數(shù)據(jù)集成技術(shù)，有效整合并綜合利用水電站運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)水電站正常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)與調(diào)控、預(yù)警和動(dòng)態(tài)預(yù)防、控制事故的自動(dòng)辨別、事故后的故障分析處理和系統(tǒng)恢復(fù)、緊急狀態(tài)下的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)行和管理的自動(dòng)化，水電站可視化等高級(jí)應(yīng)用功能。并兼?zhèn)湔＿\(yùn)行操作指導(dǎo)和事故狀態(tài)的控制恢復(fù)，包括水電站的運(yùn)營(yíng)、電能質(zhì)量在內(nèi)的水電站調(diào)整的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。

計(jì)算機(jī)控制的最終目標(biāo)是建立一個(gè)基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和緊急控制綜合化的新理論和新技術(shù)，協(xié)調(diào)水電站設(shè)備保護(hù)和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復(fù)控制系統(tǒng)等具有多道安全防線的綜合防御體系，實(shí)現(xiàn)水電站無(wú)人（或少人）值班運(yùn)行模式。

四、結(jié)語(yǔ)

目前，促使水電站電氣自動(dòng)化隨著高科技技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。水電站的發(fā)展?fàn)顩r關(guān)系到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，會(huì)間接影響到我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。所以實(shí)現(xiàn)水電站自動(dòng)化發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，它不僅能夠提升水電站的管理水平，減少管理資金的支出，同時(shí)也可以提高水電站的管理效率，提升社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率。通過(guò)自動(dòng)化的調(diào)節(jié)，可以加強(qiáng)水電站各系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)控，能夠更好的保證水電站的安全性。除此之外，它還可以減少事故發(fā)生的概率，發(fā)生事故時(shí)可以及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，降低國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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