自动化控制技术下的水电厂运行探究

刘剑平

摘要：由于当代社会经济的发展速度日益增长，电子技术与自动化控制技术逐渐成为工业生产的主力。自动化控制技术也逐步与数字智能技术接轨，在国内水电厂的生产运行中扮演着不可替代的角色，发挥了重要的技术保障作用。本文首先对国内常见的自动化控制技术进行简要介绍，然后剖析当前国内水电厂自动化系统存在的问题，进而提出科学合理的自动控制系统维护及保养措施，以期为水电厂的正常运行提供有力保证，从而给大众的生活带来便利。

关键词：电子技术；自动化控制；水电厂

引言

随着人工智能与自动化技术的持续革新与进步，自动化控制对国家供电事业来说十分重要。值得一提的是，当前国内的自动化控制技术能够实现全自动生产与监控，在无人看管的条件下顺利运行程序，从而驱动设备完成规定任务。就水力发电而言，我国起步较晚且发展速度较为缓慢，很多年限已久的水电厂仍在吃力运行中。与此同时，水电厂内的设备陈旧、控制程序跟不上时代步伐以及技术人员的专业知识受限等因素都给国家水力发电的进步带来制约。因此，在21世纪大力发展与引进新兴技术的大背景下，国家相关部门应该加大对水电厂的管理力度，及时对生产线的生产设备进行全自动化改造，从而有效改善水电厂的经济利益与社会效益。

1.国内水电厂所应用的自动化控制技术

自动化控制技术通常以先进的自动化技术为指导原则，集物理、工程力学、控制技术与计算机技术于一体。该技术的综合性较强，且能够被应用到工业的各行各业中。对于一些需要计算机进行辅助监控与管理的行业可以通过引入自动化控制技术来实现，该类技术从本质上讲是借助一种专门的控制设备实现程序控制的技术手段。当前，西方发达国家的多数水电厂都已经将该类技术投入到实际生产中，但是国内的水电厂仍然停留在较为落后的初级阶段。我国水电厂常用的自动化控制技术主要有以下几种：

1.1专家理论法

专家理论法兴起于上世纪下半叶，并逐步在水电行业进行示范与推广，该类系统一般是以专家提供的理论知识作为技术支撑。将专家知识集成于计算机系统中，一旦计算机接收到特定指令就会在第一时间做出回应。通常来讲，专家理论法就是将问题理论化，然后将其与计算机程序有机结合的技术手段。专家理论法在上世纪极大地推动了国内水电行业的发展，并一度成为水电行业控制技术发展的重要基石。

1.2模糊控制理论

模糊控制是通过吸取电视控制系统的先进经验改进而成的控制理论，由于模糊控制理论主要是由人为操作，因此在操作准确性方面有所缺失。然而，模糊控制理论的历史意义在于它在一定程度上实现了手工控制向自动控制的过渡，但是考虑到模糊控制理论面世的时间还不够长远，所以其在很多方面还存在一些缺陷，在技术高速更新的时代逐渐被淘汰。

1.3人工神经网络

人工神经网络兴起于上世纪的八十年代，该技术是以专家理论与模糊控制理论为理论支撑，将数字化技术与计算机技术融入到自动化控制系统中。相较于已有的控制系统，以神经网络为技术支撑的自动化控制系统具备较强的非线性处理能力，有效克服了传统技术处理信息的固有缺陷。当前，多数水电厂都已经引入自动化控制系统，而人工神经网络也逐渐成为控制系统的核心技术部位。

2.国内水电行业自动化控制系统存在的问题

2.1系统应急能力缺失

即使自动化设备是一个智能处理系统，仍然存在一些非智能方面，如在突发情况下，也不能及时有效地处理。这主要是由于自动化控制系统本来就存在一定漏洞，带来这些漏洞的有可能是专家理论的转换错误，也可能是内置程序本身的不完善，使得水电厂的技术人员没有办法在第一时间找出问题所在。

2.2技术人员的专业素质不足

自动控制系统程序是由专业人员编制开发的，这个系统的主观性很强，系统编程的实现是基于程序员的水平。换言之，如果程序员的技术水平不到位，所开发的系统也将是一个充满漏洞、无法正常运行的系统。例如，当程序员对系统的某一部分缺乏相关的理论知识或实践技能时，他们会使系统在这一部分出现缺陷，而这一缺陷在任何时候都会导致一系列的事故。

2.3未做到理论结合实际

在某些地区，水电厂对运行管理制度不够重视，也没有根据实际需要选择运行管理制度。所选系统不符合现行使用标准，或由于软件陈旧、响应速度慢、内容小或由于硬件选择的问题，容易导致自动化设备信号传输错误、被拒或误操作，不能保证水电站的正常运行。除此之外，如果不能保证控制系统的科学安装与合理设计，就会给水电厂的发展带来不利影响。

2.4管理机制不完善

后期管理是维护和更新已使用的自动控制系统软件和组件，自动控制系统作为一种电子工具，在运行过程中必须要有充分的维护工作，只要保证系统内置软件版本的最新化，才能提升系统的可靠性与先进性。同时，还需要定期维护自动元件，以确保元件在使用过程中发挥良好的作用。然而，对于许多水电站来说，正是由于自动化控制系统管理不及时，使系统在使用过程中不断遭到破坏，陈旧的控制系统与内置程序并没有得到及时的更新，在日后的运行过程中会有一些安全隐患。

3.水电厂自动化控制系统的维护措施

3.1合理选取自动化控制系统

自动控制系统运行过程中的每一个环节都离不开系统软件。因此，正确选择软件直接关系到自动控制系统的正常运行。就部分较为关键的设备器件而言，企业不仅需要建立严格的质量检查机制，还应该按照采购系统的使用说明书进行使用。与此同时，要注意保护机房的环境，安装水位测量器与报警系统传感器，同时也便于整个系统的调度和管理。

3.2注重对技术人员的专业培训

目前，大多数水电站都配备了自动控制系统，但相关专业技术人员相对匮乏，许多在岗技术人员的专业技能有待提高。建立一支高水平、高素质的专业队伍，对自动化控制系统的维护和管理具有不可替代的作用。各水电厂可通过专业技能培训和考核体系进行岗位竞争，不仅能够将企业的技术水平提升到更高的层次，还可以促进行业内的良性竞争，共同营造一个良好的行业发展氛围。

3.3完善管理制度

在日常工作中，必须建立健全自动控制系统的维护管理制度，并严格以已经制定的企业管理制度对自动化控制系统进行维护与保养。与此同时，技术人员应该注意系统内部的重要信息保密与备份，可以通过进行加密处理来保障数据安全，并定时对系统内部信息进行备份。只要做好数据保密与备份，才能称之为有效的系统维护工作。除此之外，企业应该组织技术人员进行专业培训和责任意识培训，通过培训来增强技术人员的责任意识，从而加强对水电厂的管理与维护。

3.4合理运用消费者权益

企业在与设备制造商达成购买意向后，要在第一时间采购合同与相关售后服务合同。例如，当自动化控制系统在合同规定期限内出现技术与设备本身故障问题时，我们可以通过签订合同获得安装单元的后期维护、维护和相关技术支持。同时，避免了应用单元不维护、更换设备故障等问题的发生。

结论

随着国内水电行业中越来越多的用到自动化控制技术，使得行业的生产效率在一定程度上得到提升。然而，当前国内水电行业的自动化控制系统在运行过程中暴露出了较多问题，尤其是体现在系统缺乏应有的应变能力、技术人员的专业素养不够硬、过度依赖理论知识以及不注重对设备的后期维护与管理幾个方面。借助当前新兴的人工智能技术与其他计算机技术对已有系统进行改进，能够大大提高系统运行的有效性与可靠性，对水电厂的生产运行来说是一个非常重要的研究课题。考虑到这些问题将会直接影响整个系统的运行情况，因此必须要从多方面着手，加强对自动化控制系统的管理与维护，进而保证自动化控制系统在水电厂的顺利运行中起到应有的推动作用。

参考文献

[1]欧阳经华，李冬梅.关于自动化控制技术在水电厂运行方面的几点思考[J].科技创新与应用，2014（30）：201-201.

（作者单位：福建寿宁牛头山水电有限公司）