水电站自动化技术及其应用

彭易

摘 要：当前，随着我国经济不断飞速发展，水利工程建设已经取得了显著的成绩，水电站作为水利工程的重要组成部分，同时也作为主要的清洁能源之一，为社会的发展以及保护生态环境做出了重要的贡献。在水能资源总量有限，以及人口老龄化导致的人力资源日趋宝贵的背景下，自动化技术的发展与运用对于水电站的价值也越来越大。本文主要研究水电站自动化相关技术，以及分析自动化技术的运用在水电站运行管理中的价值。

关键词：水电站;自动化技术;效率

水电站的管理以及控制水平在一定程度上会对电站经济效益产生非常积极的影响，同时也是水电站工程建设中非常基础性的内容。在水电站运行管理阶段中，适当利用自动化技术能够更好的缩减生产运行管理成本，进而不断提高电站整体工作效率以及各类资源利用效率，同时也能更好的确保水电站工作的安全性以及可靠性[1]。

1 水电站自动化技术的运用

随着现代科学技术的不断进步发展，自动化技术在水电站中的运用愈加普遍。我国第一座自动化水电站——官厅水电站建于1955年12月27日，距今已有近65年时间，然而日新月异的科学技术设备，使得水电站自动化系统不仅能在旧基础上不断进行更新，而且能将使用场景拓展至新的领域，为自动化技术的不断发展不断注入新活力、新动力、新潜力。因此，不同推动自动化技术的发展、提高自动化技术的水平，能为提高水电站运行总体的效率以及质量打下坚实的基础。

1.1完善油水气系统的自动化控制

科学设定油水气系统的管理参数，逐步在充分确保系统稳定性以及安全性的前提下，给水电站辅助设备的正常运转提供助推力。在进行排水系统的管理阶段中，实施泵空载启动控制，其目的在于更好的利用电磁转向阀技术。在油泵收到启动信息后，利用优化卸荷阀的方法，把主油路进行接通，最终保证油泵系统的正常供油。为了避免油泵发生带压启动的情形，可运用自动化编程的方式，不断调整泵组的工作状态，使其不但能够更好的提高油泵的工作效率，而且能夠延长油泵的使用寿命、增加使用年限。在实施气罐的故障检修过程中，可运用联络阀向气罐以及制动等步骤实施供气操作。

1.2优化水库式电站调速器的自动化技术

利用水库式电站的调速器实施工作，可更好的维持设备状态的变化范围。按照水轮机对于水头的起动开度情况对调速器进行自动化控制，在水轮机低于水头的工作情形下，利用开度指标仪的电阻串联实现调整管理工作，能够更好的提高调速器的工作效率。利用可编程的自动控制器，将水头的高低变化设计成高效的启动开关，进而确保水电站调速器的正常运作[2]。

1.3水电站自动化控制系统的运用

水电站自动化控制系统通常划分为以下几个部分：首先就是水电站的PC端，运用智能测控装置以及信息化继电保护装置，辅助差异化类型的输入以及输出的接口，最终确保工程质量的达标及目标的实现;其次就是水电站的分布式控制系统，其利用无线网络功能，把智能装置以及不同类型的控制站进行合理协调，最终完成分层的监控方式。最后就是计算机可编程的程序控制器，其主要按照具体规模以及功能实施划分，从大到小，这也是从计算机数字化操作模式实际需求进行划分。水电站自动化控制系统特征较为显著，其界面组态也较为灵活多样化。人机交互接口性能相对较好，实施系统的调试以及具体设计都按照简便操作的准则。另外不断利用开放式的体系框架，使得层次更加清晰，自动化系统的扩展性相对更强，最终也使得系统升级也变得更加简便、快捷。利用分层分布的管理系统，不断优化自动化调控系统的性能，最终可以让水电站具备更好的灵活性以及分散性等特征。

水电站自动化控制系统的性能较为优秀，具体来看，首先就是可以不断协同完成水电站的自动化管理工作，譬如详细记录电站的设定参数指标，自动融合生成运行报表，同时按照记录的操作情况，落实构成运行热暖的防震等工作;其次在水电站运行的自主控制方面，可以从水电站的实际发展现状入手，研发全新技术，譬如利用自动电压控制AVC、以及断电器操作等技术，最终更好的提高水电站管理的实际效率;然后就是健全完善通信系统，利用自动化管理方式，在办公自动化网络和上级调度等方面，完善计算机系统的通信功能，对水电站的信息以及资源的优势进行共享，其对于不断提高系统管理效率具有重要的作用;之后就是完善自动化技术对于水电站相关数据的详细记录以及监视水电站的发电及运行情况。计算机监控机制可自主对于搜集到的数据信息实施整理并加以研究，譬如对于水电站事故的报警限制条件进行分析计算，并同时进行详细的记录工作;最后就是监控主变以及发电机等辅助设备的工作情况，并同时加以保护，这可以在一定程度上确保水电自动化系统的合理利用。

1.4工业电视监控系统在电站自动化中的运用

工业电视属于监视工业生产阶段的通信系统，其可以非常及时以及准确的反馈管理和生产的相关信息，也给水电站的工作决策和生产管理提供了参考依据。工业电视监控涵盖了数码监控录像机以及控制键盘等相关设备，可把前端生产信息通过视频形式传输至分控室以及主控室中。

1.5自动化技术在控制油以及水方面的运用

水电站采用自动化技术，不但能够更好的提升工作效率，而且能够更充分的节省资源。譬如运用油气水控制系统，能够实时监控油气资源以及水资源的运用情况，从而更加充分的确保自动化系统整体运行的通畅性。运用油气水系统控制时，为了确保自动化技术具有高精准度，不那么必须对各种自动化设备设置预定的参数指标，如果油气水系统发生意外情况，其自动化系统能够快速定位故障区域，同时通过相关的控制系统采取保护手段[3]。

1.6PLC在涡轮螺旋桨调速中的运用

PLC属于一种可编程控制器，其利用对机械内部运作情况的相关数据，对设备发出不同类型的操作指令，譬如逻辑运算，以及算数运算等指令。利用适当的操作指令，能够更迅速的对相关设备进行调控，更加及时的传输设备运行数据，最终使得在调控水电站中的轴流转桨式水轮时，具有更高的效率，同时还可以不断提升涡轮螺旋桨的运行速率。目前由于涡轮螺旋桨由不同的厂家生产，在调控方式上也会存在一定的差别，因此在转速的控制方面必须针对涡轮螺旋桨的不同特性进行特定的改良，而这就必须从具体情况入手，优化自动控制调度方案，以便更好得调整其运转速度。通过这种方式，就可确保水电站涡轮螺旋桨运转速度满足实际生产需求，使水电站得以更加安全和稳定的运行。

2.结语

如今，我国仍然处经济高速发展时期，而能源是社会经济发展的基石，社会生产与居民生活等场景对于电能的需求逐步提高，而这种趋势在可见的未来还会持续相当长一段时间。同时在国家绿色发展理念的前提下，清洁能源已经成为我国将来的一个重点发展方向。在我国的清洁能源中，水电的占比巨大，在2018年的装机规模已达到3.52亿千瓦，占包含风电、光伏发电、生物质发电的清洁能源总量的48.35%，但经过对水资源多年的开发利用，水电的装机量增速如今只有2.5%[4]，为四种清洁能源中最低。在水电装机增速缓慢的背景下，提高现有水电站发电效率就变得愈加重要。水电站历史悠久，不少老旧的水电站或是装机量不能充分利用现有水资源，或是因为设备落后，在装机量足够的情况下，发电效率低下，水能转换效率不足，而合理充分的利用自动化技术不仅可以很好的改善上述两种情况，还可以极大的提高水电站运行管理的总体质量及效率。

参考文献

[1]陈永兴.水电站自动化技术及其应用[J].智能城市，2019（9）：180-181.

[2]何立军.基于水电站自动化技术及其应用探究[J].数码设计（下），2019，000（005）：156-157.

[3]莫建安.基于水电站电气自动化应用问题及对策[J].大科技，2019，000（016）：67-68.

[4]2019年中国清洁能源水能、风电、光伏发展现状及清洁能源发展前景分析.中国产业信息网.