基于平臺(tái)搭建技術(shù)的水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理

丘文杰

(廣東梅雁吉祥水電股份有限公司，廣東 梅州 514000)

0 引 言

水電站的可持續(xù)發(fā)展，必須保障水電站的安全、平穩(wěn)運(yùn)行。長(zhǎng)期以來(lái)，設(shè)備的運(yùn)行與管理是電力生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，而我國(guó)水電站的機(jī)組設(shè)備管理水平較低，管理理念落后[1]。因此，如何提升水電站機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行管理水平，是當(dāng)前電力企業(yè)重點(diǎn)研究的內(nèi)容。將平臺(tái)搭建技術(shù)引入到設(shè)備管理當(dāng)中，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理職能化的有效手段之一。通過(guò)建立的管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中各項(xiàng)信息內(nèi)容的集成，對(duì)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)機(jī)組設(shè)備的優(yōu)化與集成，進(jìn)而保障電力企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定[2]。本文結(jié)合平臺(tái)搭建技術(shù)，開(kāi)展對(duì)水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的管理效率提升，管理互動(dòng)性增強(qiáng)。

1 現(xiàn)行水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理存在問(wèn)題

1.1 管理模式問(wèn)題

現(xiàn)行水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理過(guò)程中存在的主要問(wèn)題是管理模式問(wèn)題，大多數(shù)電力企業(yè)中水電站的資金投入都存在著嚴(yán)重的盲目性。其主要原因是由于水電站的投資結(jié)構(gòu)組成中，大多數(shù)均為私人電力企業(yè)或個(gè)體電力企業(yè)為主，而在這些企業(yè)群體當(dāng)中，相關(guān)人員對(duì)于水電站的能源利用與開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)較為匱乏，并且大多數(shù)對(duì)水電能源發(fā)展的相關(guān)知識(shí)了解不夠深入，造成水電站的資金投入出現(xiàn)了較多盲目跟從市場(chǎng)的狀態(tài)和趨勢(shì)[3]。部分水電站管理人員為了達(dá)到自己的個(gè)人利益，甚至?xí)つ恳?guī)劃更大規(guī)模的生產(chǎn)模式，忽視了對(duì)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的管理問(wèn)題，從而進(jìn)一步影響水電站中機(jī)組設(shè)備的正常運(yùn)行與管理。在實(shí)際水電站運(yùn)行過(guò)程中，若不按照相關(guān)規(guī)定及程序完成對(duì)機(jī)組設(shè)備的管理，也會(huì)造成無(wú)法保證管理環(huán)節(jié)發(fā)揮出實(shí)際效用的問(wèn)題。

1.2 管理技術(shù)問(wèn)題

當(dāng)前水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理中存在的技術(shù)問(wèn)題主要包括兩個(gè)方面：一是水電站的規(guī)模越小，則相關(guān)工作人員數(shù)量越少，相應(yīng)的人員配置不到位現(xiàn)象更加嚴(yán)重，甚至?xí)斐刹糠炙娬緵](méi)有配置專業(yè)的檢修與管理人員。即使水電站當(dāng)中具備專業(yè)能力強(qiáng)的檢修與管理人員，但在管理技術(shù)上仍然十分薄弱。部分管理人員在還沒(méi)有完全掌握并熟知管理相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)踐操作時(shí)，就開(kāi)始進(jìn)行檢修與管理工作。另一方面，部分水電站機(jī)組設(shè)備的更新速度較快，相同類型的機(jī)組設(shè)備在技術(shù)領(lǐng)域也存在較大的差異，因此管理人員在實(shí)際管理過(guò)程中很容易出現(xiàn)慣性思維，造成管理出現(xiàn)差錯(cuò)，從而在水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理上存在較多的管理技術(shù)失誤。

1.3 管理資金問(wèn)題

由于當(dāng)前大部分水電站是由個(gè)體企業(yè)進(jìn)行資金投入，完成建造。因此，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)資金周轉(zhuǎn)不靈活、資金短缺等問(wèn)題。水電站的機(jī)組設(shè)備維修費(fèi)用較高，一旦出現(xiàn)事故通常都會(huì)伴隨著一系列問(wèn)題，造成更多的維修成本[4_6]。因此，部分企業(yè)無(wú)法給出充足的資金用于對(duì)機(jī)組設(shè)備的檢修與維護(hù)，這一現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響水電站相關(guān)機(jī)組設(shè)備的管理，進(jìn)而造成在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)更加嚴(yán)重的設(shè)備安全事故。

2 水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理方法

2.1 構(gòu)建水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理平臺(tái)

結(jié)合BIM技術(shù)，構(gòu)建水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理平臺(tái)模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類運(yùn)行信息的集成管理與交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全管理[7]。通過(guò)提取水電站日常運(yùn)行過(guò)程中機(jī)組設(shè)備的基層數(shù)據(jù)，對(duì)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)更新提供條件，建立信息管理平臺(tái)，使水電站實(shí)際運(yùn)行信息與管理平臺(tái)之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)水電站機(jī)組設(shè)備的有效集成以及共享(見(jiàn)圖1)。

圖1 水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理平臺(tái)示意

在構(gòu)建如圖1所示的水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理平臺(tái)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分保障機(jī)組設(shè)備在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工以及運(yùn)營(yíng)各個(gè)階段的運(yùn)行信息是相互傳遞的。因此，在構(gòu)建管理平臺(tái)時(shí)要充分考慮到監(jiān)理方、運(yùn)營(yíng)方、采購(gòu)方相互之間的信息交流和傳遞情況。對(duì)于水電站運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備信息，可通過(guò)建立水電站結(jié)構(gòu)及其各個(gè)部分運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息采集。在平臺(tái)當(dāng)中，結(jié)合Revit軟件中的“族”工具，實(shí)施放樣融合命令，完成對(duì)水電站機(jī)組設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的建立。再將水電站細(xì)化，劃分為多個(gè)階段，如過(guò)渡層、墊層等，對(duì)每個(gè)部分分別以建立“族”操作的步驟完成繪制[8_10]。根據(jù)不同繪制族，按照機(jī)組設(shè)備的實(shí)際數(shù)值賦予其相關(guān)的參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的信息化展示。例如，在水電站進(jìn)行電力生產(chǎn)的過(guò)程中，需要機(jī)組設(shè)備中水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等水利機(jī)械設(shè)備和發(fā)電設(shè)備，通過(guò)調(diào)查獲取上述設(shè)備的具體編號(hào)、等級(jí)、型號(hào)和規(guī)格等屬性特征信息，為后續(xù)調(diào)查管理提供充足的信息條件。最后，完成對(duì)機(jī)組設(shè)備的分繪制簇建立后，生成新的項(xiàng)目文件，將各繪制族載入、定位、整合到統(tǒng)一的水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理平臺(tái)當(dāng)中。

2.2 加強(qiáng)水電站機(jī)組設(shè)備管理技術(shù)性

構(gòu)建管理平臺(tái)不僅是管理模式的革新，也是管理技術(shù)的提升。管理平臺(tái)的構(gòu)建需要BIM技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)支持，便于全方面管理機(jī)組設(shè)備。另外，在機(jī)組設(shè)備管理中，設(shè)備故障監(jiān)測(cè)及維修管理，是機(jī)組設(shè)備日常管理的重點(diǎn)，因此應(yīng)不斷革新機(jī)組設(shè)備故障監(jiān)測(cè)技術(shù)?？梢詰?yīng)用小波分析或機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水電站機(jī)電設(shè)備故障，便于及時(shí)處理設(shè)備故障，保障水電站機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 合理分配水電站機(jī)組設(shè)備管理資金

水電站機(jī)組設(shè)備管理資金短缺是常見(jiàn)現(xiàn)象，也是機(jī)組設(shè)備管理的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)上述管理模式和管理技術(shù)的提升，能夠有效避免管理資金的浪費(fèi)，防止重復(fù)花銷。通過(guò)運(yùn)行平臺(tái)的科學(xué)管理，經(jīng)過(guò)機(jī)組設(shè)備故障的高效監(jiān)測(cè)，可以合理分配設(shè)備管理的資金。雖然在機(jī)電設(shè)備管理資金開(kāi)源方面難以實(shí)現(xiàn)，但通過(guò)合理分配資金卻可以實(shí)現(xiàn)節(jié)流，避免在日常設(shè)備管理中出現(xiàn)資金短缺。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的科學(xué)高效管理，也可積累部分管理資金。

3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)條件

以某小型水電站作為實(shí)驗(yàn)環(huán)境，該水電站機(jī)組設(shè)備包括2個(gè)水輪機(jī)、3個(gè)溢洪電閘、2個(gè)變電設(shè)備、2個(gè)配電設(shè)備以及1個(gè)發(fā)電設(shè)備。實(shí)驗(yàn)分別利用本文提出的管理方法與傳統(tǒng)管理方法，對(duì)水電站在運(yùn)行過(guò)程中相關(guān)的機(jī)組設(shè)備進(jìn)行管理。實(shí)驗(yàn)中令該水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行40 h，設(shè)定1 h為1個(gè)管理周期。使用的圖像傳感器型號(hào)為HJGF—2221，將圖像傳感器安裝在各個(gè)機(jī)電設(shè)備右側(cè)或者下方，將圖像傳感器讀取數(shù)據(jù)周期參數(shù)設(shè)定為10 min，讀取數(shù)據(jù)頻率參數(shù)設(shè)置為5.6 Hz。實(shí)驗(yàn)中記錄水電站機(jī)組設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，將其作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)兩種管理方法進(jìn)行對(duì)比分析。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證此次設(shè)計(jì)水電機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理方法的可靠性和可行性，對(duì)記錄到的水電機(jī)組停運(yùn)時(shí)間進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示(見(jiàn)表1)。

表1 兩種管理方法應(yīng)用下水電機(jī)組停運(yùn)時(shí)間 min

從表1可以看出，此次設(shè)計(jì)管理方法在應(yīng)用過(guò)程中，水電站機(jī)組設(shè)備停運(yùn)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方法，可以有效降低水電站機(jī)組設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，保證水電機(jī)組正常運(yùn)行；證明了此次設(shè)計(jì)方法相比于傳統(tǒng)方法更適用于水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理。通過(guò)搭建管理平臺(tái)，對(duì)水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行管理，在實(shí)際應(yīng)用中可將設(shè)備的安全運(yùn)行管理信息集成化處理，并提高管理過(guò)程的交互性。通過(guò)本文管理方法的應(yīng)用可以有效提升水電站的管理效率，并在最大程度上保證人力、財(cái)力和物力的高效利用。利用本文提出的水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理方法，還能夠在一定程度上增加企業(yè)對(duì)機(jī)組設(shè)備的采購(gòu)效率，提升水電站對(duì)未來(lái)發(fā)展的整體規(guī)劃力度和水平，保證將更多的資源應(yīng)用到更合理的位置。

4 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前水電站運(yùn)行管理情況不容樂(lè)觀，尤其是在其機(jī)組設(shè)備管理方面。針對(duì)這一問(wèn)題，本文通過(guò)改變管理模式、提升管理技術(shù)、節(jié)流管理資金支出三方面改革水電機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理。在這三方面中構(gòu)建運(yùn)行管理平臺(tái)是中心，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明構(gòu)建運(yùn)行平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用效益。將該方法應(yīng)用于實(shí)際，可以有效解決當(dāng)前水電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行管理中的模式問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題和資金問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)水電站的可持續(xù)發(fā)展。

■