水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題及其控制措施分析

楊高鵬，王 永，胥 照

（1.淮安市高良澗水利工程管理站，江蘇 淮安 223100；2.淮安市古黃河樞紐控制工程管理站，江蘇 淮安 223400；3.淮安市清晏園，江蘇 淮安 223001）

1 引言

水力發(fā)電在我國(guó)發(fā)電工程中占據(jù)重要地位，水力發(fā)電的出現(xiàn)提升了我國(guó)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。相對(duì)于傳統(tǒng)火力發(fā)電而言，水力發(fā)電是一種比較先進(jìn)、具有突出環(huán)保價(jià)值的發(fā)電方式[1]。在自動(dòng)化技術(shù)不斷完善的今天，水力發(fā)電技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)相融合，從根本上解決了水力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化程度不足等一系列問(wèn)題?；诖?，有必要對(duì)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題及其控制措施進(jìn)行深入分析。

2 水力發(fā)電自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)

2.1 提高水利設(shè)備的運(yùn)行效率

水力發(fā)電技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合，從根本上改變了傳統(tǒng)水力發(fā)電的管理模式和控制方法。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)和異?，F(xiàn)象進(jìn)行歸納、檢測(cè)、分析和處理等，避免系統(tǒng)運(yùn)行故障帶來(lái)的一系列嚴(yán)重后果，確保水力發(fā)電設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行。水力發(fā)電和自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合以后，水力發(fā)電管理工作所需要的人員數(shù)量大幅度減少，避免了操作失誤的可能性，使發(fā)電效率在根本上得到了提升。

2.2 有效提高經(jīng)濟(jì)效益

水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的積極作用是提高經(jīng)濟(jì)效益，提升水力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。借助自動(dòng)控制 技術(shù)，水力發(fā)電系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備將在不超過(guò)規(guī)定負(fù)荷的情況下產(chǎn)生更多的電能，即在不存在安全隱患的情況下更好地完成更多的發(fā)電任務(wù)，發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益將得到根本提高[2]。利用自動(dòng)化技術(shù)可以最大限度地利用水力資源，使其順利高效地轉(zhuǎn)化為電能。

2.3 有效降低人力成本

水力發(fā)電站基本建立在相對(duì)偏僻的地區(qū)，工作人員生活十分不便，水力發(fā)電站設(shè)備及配套設(shè)施的維護(hù)頻率很高，增加了工作人員的工作量。在這種情況下，很少有員工愿意參與水力發(fā)電站的管理和維護(hù)。因此只能通過(guò)增加工資來(lái)吸引人才，從而導(dǎo)致勞動(dòng)力成本翻番，自動(dòng)化系統(tǒng)在水力發(fā)電中的應(yīng)用，可以降低水力發(fā)電站設(shè)備的故障率，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，從根本上避免過(guò)去頻繁維護(hù)的問(wèn)題，減輕員工的工作壓力，降低人力資源成本。

3 水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題及其控制措施

3.1 水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中存在的問(wèn)題

（1）系統(tǒng)的控制、維護(hù)和管理較為滯后。在水力發(fā)電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，控制模塊是最先開(kāi)發(fā)出來(lái)的，但是很多水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的管理都集中在財(cái)務(wù)管理、物資管理等方面，把經(jīng)濟(jì)效益放在首位，只有一小部分的研發(fā)與控制技術(shù)信息有關(guān)。另外，就維修模塊而言，其自動(dòng)化程度落后于控制模塊和管理模塊，維修自動(dòng)化水平較低，許多維護(hù)模塊只能提供維護(hù)計(jì)劃，水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際維護(hù)工作也需要人工操作[3]。

（2）系統(tǒng)的控制、維護(hù)和管理之間缺乏必要、具體的聯(lián)系交流。重大決策時(shí)，各部門(mén)各司其職，信息共享程度極低。無(wú)論水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)、控制和管理，任何模塊的正常運(yùn)行都離不開(kāi)其他模塊的支持和信息共享[4]。

（3）影響當(dāng)?shù)厝宋沫h(huán)境。水力發(fā)電工程的建設(shè)將不可避免地影響該地區(qū)的水域環(huán)境。例如，水域底部的沖淤發(fā)生了變化，水生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，不符合環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)要求。一些大型水力發(fā)電工程在蓄水期間可能淹沒(méi)部分居民區(qū)，給當(dāng)?shù)鼐用裆詈凸まr(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)難以彌補(bǔ)的負(fù)面影響。

3.2 水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)改善策略

與火電、核電等發(fā)電技術(shù)相比，水力發(fā)電具有更加突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。比如水資源可以循環(huán)利用，在長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展中具有一定的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量并不豐富，僅靠火電發(fā)電無(wú)法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，而核電也具有清潔環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，但存在核燃料泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。因此，積極發(fā)展水力發(fā)電技術(shù)對(duì)完善水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)具有十分重要的意義。

（1）加強(qiáng)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的集成性建設(shè)。加強(qiáng)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)集成性建設(shè)，就是要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的控制模塊、管理模塊和維護(hù)模塊，努力從性能集中和目標(biāo)集中兩個(gè)方面提高其協(xié)調(diào)性。性能集中是指工作人員根據(jù)科學(xué)技術(shù)和通信信息技術(shù)的發(fā)展，整合現(xiàn)有系統(tǒng)的性能，以提高水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。

（2）加強(qiáng)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的智能性建設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的性能和目標(biāo)集中，需要工作人員從實(shí)際出發(fā)，努力提高水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化程度。需要在決策、運(yùn)行、管理等環(huán)節(jié)引入智能化技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行改造和升級(jí)，使自動(dòng)化設(shè)備在目標(biāo)檢測(cè)、故障分析等方面具有更加突出的性能。

（3）加強(qiáng)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的分布性建設(shè)。水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)綜合建設(shè)完成后，其運(yùn)行效果將大大提高，因此加強(qiáng)其分布式建設(shè)顯得尤為重要。水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行不僅需要綜合特性，還需要分布特性。只有這樣，才能有效、準(zhǔn)確地落實(shí)每一步、每一階段的任務(wù)，保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

（4）加強(qiáng)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放性建設(shè)。水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放性非常重要。根據(jù)行業(yè)發(fā)展和工作經(jīng)驗(yàn)，選擇供應(yīng)商，采購(gòu)性價(jià)比較高的設(shè)施設(shè)備，更換和淘汰陳舊的系統(tǒng)設(shè)備，從根本上提高水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)軟硬件的有效性，確保其運(yùn)行性能滿足系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需要，為提高水力發(fā)電自動(dòng)化水平做好準(zhǔn)備。

（5）適當(dāng)?shù)膬?yōu)化調(diào)度水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)。水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)效果一般受控制方式的影響。傳統(tǒng)的DDC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)已不可行，一種以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的管理技術(shù)正在悄然取代它。工作人員要根據(jù)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模和所在地區(qū)的具體情況，確定在現(xiàn)場(chǎng)控制工作中所采取的措施，做好水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，從根本上提高我國(guó)水力發(fā)電工程的效益施工及后續(xù)運(yùn)行和維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

保護(hù)環(huán)境、避免資源浪費(fèi)已成為人們對(duì)社會(huì)發(fā)展的共同期許，水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的成型，更使水力發(fā)電的效率和穩(wěn)定性得到了保障。因此，本文對(duì)水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題及其控制措施進(jìn)行研究，在這種情況下，從根本上保障水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，減輕火力發(fā)電的壓力、優(yōu)化我國(guó)能源使用結(jié)構(gòu)。