水電站綜合自動(dòng)化控制技術(shù)研究

陳飛

摘 要：文章對(duì)水電站綜合自動(dòng)化控制范圍進(jìn)行介紹，分析水電站中應(yīng)用此技術(shù)表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)此技術(shù)在水電站中應(yīng)用的作用進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：水電站;綜合自動(dòng)化;控制技術(shù)

1、引言

在水電站相關(guān)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的同時(shí)，也將綜合自動(dòng)化控制技術(shù)引入水電站中，通過(guò)無(wú)人值班或少人值守的管理方式大大減少工作人員工作量，實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)維成本的降低。同時(shí)也通過(guò)此技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的充分利用，通過(guò)對(duì)水電站運(yùn)行模式的優(yōu)化來(lái)提升其運(yùn)行效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的提升。

2、水電站綜合自動(dòng)化控制范圍

綜合自動(dòng)化控制技術(shù)在水電站中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在水電站水輪發(fā)電機(jī)組以及水工建筑物等方面，對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化控制，且主要的控制范圍包括發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式以及機(jī)組和輔助設(shè)備等。通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用可以控制發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)機(jī)、并列、發(fā)電以及調(diào)相之間的轉(zhuǎn)換等自動(dòng)控制和操作，保證發(fā)電機(jī)組按照設(shè)定好的程序自動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)也可以監(jiān)控發(fā)電機(jī)組各組件的電量、溫度以及工作狀況，在機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)異常時(shí)可以自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。而針對(duì)后者來(lái)說(shuō)，也可以通過(guò)此技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水工建筑物的自動(dòng)化控制，主要表現(xiàn)在監(jiān)視和控制水電站閘門、攔污柵以及上下游的水位，保證水電站的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

3、水電站綜合自動(dòng)化控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，最為重要的就是做好管理維護(hù)以及控制工作來(lái)確保電力系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行。而為了達(dá)到上述要求，在采取傳統(tǒng)的控制模式下，表現(xiàn)出維護(hù)工作難度和工作量較大以及工作效率較低的問(wèn)題。而通過(guò)綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，首先改進(jìn)了設(shè)備運(yùn)行方法，使得其控制系統(tǒng)更加容易被操作以及實(shí)現(xiàn)資源共享，通過(guò)自動(dòng)化的檢測(cè)等工作來(lái)大大減輕工作人員的工作量。其次是通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用減少了由于人工操作而導(dǎo)致的各種失誤和錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行準(zhǔn)確性和可靠性的提升，同時(shí)也提升了水電站的工作效率。最后就是通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)資源共享并提升水電站的綜合管理效率，同時(shí)也可以通過(guò)資源共享來(lái)幫助值班人員掌握水電站運(yùn)行情況，而且也掌握對(duì)突發(fā)情況的解決策略，便于值班人員查看和分析各種事件，做好水電站中各類設(shè)備的保護(hù)工作，確保其安全和穩(wěn)定運(yùn)行。此外，通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用可以監(jiān)控水電站的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)開(kāi)關(guān)以及溫度等數(shù)據(jù)的收集和分析來(lái)對(duì)設(shè)備的開(kāi)關(guān)等進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)分合閘，有利于提升水電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

4、水電站綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的作用

將綜合自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于水電站中主要是起到在無(wú)人或少人參與水電站生產(chǎn)過(guò)程中的操作、控制以及監(jiān)視的同時(shí)，還可以確保水電站按照之前制定好的計(jì)劃以及設(shè)定好的程序自動(dòng)且穩(wěn)定安全運(yùn)行。在目前水電站的現(xiàn)代化發(fā)展過(guò)程中，其自動(dòng)化運(yùn)行水平也直接反應(yīng)其現(xiàn)代化水平，同時(shí)也是保證水電站可以經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。

4.1提高工作可靠性

綜合自動(dòng)化控制技術(shù)在水電站中的應(yīng)用，不僅可以通過(guò)各種自動(dòng)裝置的應(yīng)用來(lái)開(kāi)展及時(shí)和準(zhǔn)確的檢測(cè)、記錄與報(bào)警等工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行中的異常狀態(tài)并預(yù)防事故的發(fā)生，減少事故造成的損失并提升機(jī)組運(yùn)行的可靠性。而且還可以通過(guò)上述自動(dòng)裝置的應(yīng)用來(lái)操作和控制發(fā)電機(jī)組設(shè)備開(kāi)停機(jī)以及并列等，在減少工作人員操作工作量的同時(shí)，也提升了操作運(yùn)行的準(zhǔn)確性，進(jìn)而降低其運(yùn)行中的故障概率。此外，一旦出現(xiàn)緊急事故，還可以通過(guò)自動(dòng)操作來(lái)進(jìn)行緊急處理，提升事故處理效率，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行以及用戶的正常供電。

4.2提升系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

通過(guò)綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用可以自動(dòng)調(diào)度向電站分配的負(fù)荷并符合電站的具體運(yùn)行條件要求，也就是滿足水電站運(yùn)行具有高水頭的要求，對(duì)開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)進(jìn)行合理選擇并保證機(jī)組處于較高的運(yùn)行效率下，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的提升。尤其是針對(duì)梯級(jí)水電站來(lái)說(shuō)，保證其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要策略就是盡量減少棄水，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的充分利用。同時(shí)為了滿足水電站的航運(yùn)、灌溉以及防洪等其他功能要求，面臨復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件，也需要通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)進(jìn)行綜合控制并保證其實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的任務(wù)。此外，針對(duì)水電站的調(diào)節(jié)功能，也可以通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用來(lái)預(yù)報(bào)計(jì)算水庫(kù)來(lái)水，自動(dòng)控制綜合水位、流量、系統(tǒng)負(fù)荷、機(jī)組參數(shù)等參量，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的提升。

4.3保證電能質(zhì)量

在電力系統(tǒng)中衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)就是電壓和頻率，通常要求系統(tǒng)運(yùn)行中的電壓不能超過(guò)額定值的5%，而頻率則不能超過(guò)額定值的0.2～0.5Hz。為了滿足上述要求，需要保證電力系統(tǒng)運(yùn)行中的無(wú)功功率和有功功率的平衡，也就是要對(duì)發(fā)電機(jī)組的有功和無(wú)功功率進(jìn)行迅速和準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)來(lái)保證上述電壓和頻率在規(guī)定范圍之內(nèi)。但是在系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)各種事故時(shí)容易對(duì)電壓和頻率造成影響，且通過(guò)手動(dòng)操作難以確保調(diào)節(jié)速度以及準(zhǔn)確性，這就需要通過(guò)綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和頻率的快速和準(zhǔn)確調(diào)節(jié)與控制，確保電能質(zhì)量。

4.4提升工作效率和工作條件

水電站通常在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)建設(shè)，當(dāng)?shù)氐纳顥l件比較艱苦且交通通常不夠便利，而通過(guò)綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，可以按照一定的程序自動(dòng)完成各種工作，并且可以通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，代替人工開(kāi)展巡檢和記錄等工作，在減輕工作強(qiáng)度的同時(shí)也改善人員的工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行管理水平的提升。此外，通過(guò)無(wú)人值班或少人值守的管理方式也實(shí)現(xiàn)了工作效率的提升，降低了機(jī)組運(yùn)行成本。

5、結(jié)語(yǔ)

在目前人們的用電需求在不斷提升的同時(shí)也提高對(duì)供電質(zhì)量的要求，因此針對(duì)水電站來(lái)說(shuō)，也需要積極引入綜合自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)改善員工工作環(huán)境、減輕人員工作強(qiáng)度，同時(shí)也提升水電站發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性，保證機(jī)組運(yùn)行的安全與可靠性，提升供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的提升。

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