小型水電站智能化控制技術(shù)

程健雄

摘要：該文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)水電站智能化技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，并從區(qū)域方面、設(shè)備方面、監(jiān)控方面、網(wǎng)絡(luò)方面、生產(chǎn)質(zhì)量五大方向，論述了小型水電站智能化控制技術(shù)的具體應(yīng)用形式，希望對(duì)相關(guān)工作起到一定的幫助作用。

關(guān)鍵詞：小型水電站；智能化控制技術(shù)；區(qū)域方面

中圖分類號(hào)：TV74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095—6487（2018）02—0007—02

0引言

在水利發(fā)電的作用下，單一的電能生產(chǎn)模式得到了轉(zhuǎn)變，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)自然界水資源的科學(xué)化分配，為社會(huì)供電體制的完善創(chuàng)造了有利條件。在以往發(fā)展過程中，我國(guó)提高了在火力發(fā)電方面的重視程度，但該類發(fā)電模式對(duì)資源消耗極為嚴(yán)重，影響了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。整體來看，小型水電站是最早使用的水發(fā)電模式，無論是任何類型的水電站，智能化控制方式的推廣顯得格外重要。

1水電站智能化技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

如表1所示，水電站的類型有很多，這主要是由于社會(huì)對(duì)電能資源需求量的日漸提升所導(dǎo)致的，如果單純依靠傳統(tǒng)小型水電站的操作模式，很難滿足社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展需求。因此，現(xiàn)代化水電站工程建設(shè)顯得尤為重要。相關(guān)工作人員應(yīng)該做好水電站的改造工作，將小型水電站的改造價(jià)值體現(xiàn)出來，從而降低各項(xiàng)工作的操作難度。

1.1控制技術(shù)

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，很多數(shù)字軟件開始與水電站控制系統(tǒng)相融合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理，降低了相關(guān)工作的操作難度。在具體水電站作業(yè)中，智能控制可以根據(jù)不同設(shè)備中的數(shù)據(jù)編碼，將控制指令自動(dòng)生成，并確保其安全，之后利用微控制器內(nèi)部指令的輸入指揮設(shè)備運(yùn)行。另外，除了上述功能之外，智能控制器具有很強(qiáng)的安全模擬屬性，使發(fā)電過程中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)大幅降低。

1.2通信技術(shù)

在水電站組成上，主要包括水工建筑和機(jī)電系統(tǒng)兩大部分，如何對(duì)二者進(jìn)行有效協(xié)調(diào)是水電站改造過程中需要重點(diǎn)考慮的問題。現(xiàn)階段，人們利用無線通信網(wǎng)絡(luò)建立起新形式的傳輸平臺(tái)，為水工建筑和機(jī)電設(shè)備調(diào)度帶來了宏觀性指導(dǎo)，使水電站控制模式得到持續(xù)性優(yōu)化。例如，在小型水電指揮中心構(gòu)建過程中，可以引入發(fā)電控制網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)遠(yuǎn)程控制機(jī)組運(yùn)行。

1.3服務(wù)技術(shù)

智能控制不僅適用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，還能對(duì)各種機(jī)械設(shè)備信號(hào)進(jìn)行收集和操作，降低數(shù)據(jù)檢查、審核等工作難度。另外，人們還可以利用智能控制技術(shù)，建立起分析程序的具體執(zhí)行流程，確定出最佳的執(zhí)行方案，最終對(duì)數(shù)字語(yǔ)言進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度。例如，在計(jì)算機(jī)二維碼掃描等方式的應(yīng)用過程中，可以通過人工智能化判斷來確定整個(gè)機(jī)組的安全性和準(zhǔn)確性。

2具體應(yīng)用形式

2.1區(qū)域方面

智能控制系統(tǒng)可以參照水電站結(jié)構(gòu)中的具體布局，對(duì)區(qū)域化控制方案進(jìn)行有效實(shí)施，從局部角度出發(fā)，確保水電站生產(chǎn)流程的智能化發(fā)展。在此過程中，水電站廠房中的樞紐建筑物顯得尤為重要，這其中包括主廠房、副廠房、高壓開關(guān)站以及尾水渠等。因此，在智能區(qū)域調(diào)度過程中，工作人員可以從建筑、廠區(qū)等分開始析，之后與各種類型的發(fā)電工藝相結(jié)合，做到水電操作流程和電能產(chǎn)出工藝的全面性控制。

2.2設(shè)備方面

將水能轉(zhuǎn)變成電能的機(jī)電設(shè)備被稱為水電站動(dòng)力設(shè)備，這也是小型水電站在改造過程中的主要內(nèi)容，更是智能技術(shù)服務(wù)的主要范疇。從小水電站運(yùn)行過程來看，常用的發(fā)電機(jī)組為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，在配合調(diào)速器、油壓裝置等為常規(guī)水電站建設(shè)創(chuàng)造了有利條件，提升了整個(gè)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。例如，水電站抽水蓄能過程中涉及到的動(dòng)力設(shè)備為水泵水輪機(jī)和水輪發(fā)電電動(dòng)機(jī)，再配合抽水蓄能機(jī)組以及其他附屬設(shè)備，整個(gè)設(shè)備動(dòng)作的失誤率將會(huì)大大降低。另外，在設(shè)備運(yùn)行過程中，需要做好數(shù)據(jù)采集和處理工作，尤其是對(duì)響應(yīng)控制方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集，在必要時(shí)還要進(jìn)行變換和預(yù)處理操作，將數(shù)據(jù)以固定格式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，這其中主要包括的數(shù)據(jù)有模擬量、開光量、相關(guān)量等。

2.3監(jiān)控方面

除了日常使用的水輪發(fā)電機(jī)以及附屬設(shè)備之外，小型水電站還涉及到電壓配電設(shè)備、變壓器以及各種監(jiān)控設(shè)備的使用。在具體工作過程中，機(jī)械以及電氣設(shè)備很容易受到外界因素的干擾，最終導(dǎo)致各種故障問題的形成，如果不能及時(shí)進(jìn)行檢修操作，便會(huì)導(dǎo)致更多危害出現(xiàn)。由于智能控制網(wǎng)絡(luò)的不斷改進(jìn)，水電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能變得日益完善，可以做到相關(guān)信息的及時(shí)收錄和存儲(chǔ)，而此時(shí)大容量控制器的作用也不容被忽視，最終的信息結(jié)果能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供參考。例如，在小型水電站水位超標(biāo)后，監(jiān)控器便會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息，提醒值班人員對(duì)該種故障進(jìn)行處理。另外，在小型水電站智能化監(jiān)控技術(shù)實(shí)施過程中，需要對(duì)運(yùn)行過程進(jìn)行全面監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常工況、緊急工況等，監(jiān)控系統(tǒng)可以按照事先設(shè)定好的職責(zé)對(duì)監(jiān)視等級(jí)進(jìn)行確認(rèn)，并對(duì)監(jiān)控內(nèi)容進(jìn)行合理修改。

2.4生產(chǎn)質(zhì)量

小型水電站發(fā)電應(yīng)該以電能質(zhì)量保持為發(fā)展重點(diǎn)，從而對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求進(jìn)行滿足。一般來說，在洪水爆發(fā)期間內(nèi)，應(yīng)該對(duì)水量進(jìn)行充分應(yīng)用之后與智能網(wǎng)調(diào)度作用相結(jié)合，促使全部機(jī)組投入到運(yùn)行工作之中，為電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行提供基礎(chǔ)條件。例如，在小型水電站供水運(yùn)行上，應(yīng)盡量提升對(duì)水頭的利用效果，促使其承擔(dān)電力系統(tǒng)腰荷及尖峰負(fù)荷，然后利用可調(diào)出力，發(fā)揮出整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)頻及調(diào)峰作用。而在生產(chǎn)質(zhì)量檢修過程中，主要的檢修內(nèi)容包括水電站整體的正常運(yùn)行、異常運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等情況。想要確保水電站的正常運(yùn)行，變電站的檢修工作開展顯得尤為重要。相關(guān)工作人員需要在原有基礎(chǔ)上做好機(jī)組之間負(fù)荷的分配工作，用最少的水發(fā)出更多的電。另外，在負(fù)荷一定情況下，人們還要做好開機(jī)臺(tái)數(shù)的合理選擇，從而實(shí)現(xiàn)控制機(jī)組的高效率運(yùn)行。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在小型水電站發(fā)展過程中，憑借其投資少、效益高等特點(diǎn)，在各個(gè)水利系統(tǒng)之中得到了建設(shè)，從而滿足了地方小額用電需求。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化是小型水電站未來主要的發(fā)展方向，在智能控制基礎(chǔ)的配合下，大幅度降低了人工控制機(jī)電設(shè)備的難度。因此，水電站應(yīng)該以智能化改造和生產(chǎn)要求為主，對(duì)個(gè)性化的發(fā)電調(diào)度方案進(jìn)行擬定。