夏艷冰

（福建水口發(fā)電集團(tuán)水口電站運(yùn)營(yíng)管理有限公司）

基于水電廠診斷運(yùn)行及其運(yùn)用研究

夏艷冰

（福建水口發(fā)電集團(tuán)水口電站運(yùn)營(yíng)管理有限公司）

我國(guó)地理環(huán)境的特點(diǎn)是河流眾多、水系發(fā)達(dá)，其中黃河流域和長(zhǎng)江流域是我國(guó)兩大水系。長(zhǎng)江流域不僅肩負(fù)著航運(yùn)、防洪的重大使命，還有肩負(fù)著發(fā)電的重任。因此，充分利用水資源發(fā)電，積極、安全、可靠地建立發(fā)展水電廠是我國(guó)能源發(fā)電、綠色發(fā)電、提高我國(guó)資源利用率的重大突破點(diǎn)之一。

水電廠；診斷運(yùn)行；能源利用

前言

水電廠的安全、可靠性需要我國(guó)按時(shí)定期進(jìn)行水電廠的診斷。因此，本文將從水電廠診斷運(yùn)行的概念、意義、現(xiàn)狀發(fā)展以及診斷運(yùn)行的方法等方面進(jìn)行研究水電廠的診斷運(yùn)行及其運(yùn)用。

1 水電廠診斷運(yùn)行的概念以及意義

了解和掌握水電廠診斷運(yùn)行的概念是我們正確認(rèn)識(shí)和理解水電廠診斷運(yùn)行的前提和首要任務(wù)。通過(guò)掌握和了解水電廠診斷運(yùn)行，水電廠診斷的主要負(fù)責(zé)人才能更好合理地安排診斷技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工作。此外，意識(shí)到水電廠診斷的運(yùn)行意義則意味著讓水電廠診斷的主要負(fù)責(zé)人清楚明白地肩負(fù)著水電廠診斷使命的重要性。

1.1 水電廠診斷運(yùn)行的概念

與我國(guó)現(xiàn)推廣的設(shè)備“狀態(tài)檢修”大致相同，水電廠診斷運(yùn)行的概念是我們根據(jù)電力市場(chǎng)和電力體制改革，為滿足水電站和流域綜合效益，結(jié)合市場(chǎng)要求和響應(yīng)需求，并在分析研究世界性的大型水電廠的實(shí)際管理運(yùn)行后提出的新概念。如同病人尋醫(yī)問(wèn)藥一樣，病人需要經(jīng)過(guò)初步診斷身體的實(shí)際病情才能進(jìn)一步接受醫(yī)生的建議。同樣地，水電廠的正常安全可靠地運(yùn)行需要進(jìn)行診斷，經(jīng)過(guò)確保無(wú)誤的診斷運(yùn)行結(jié)果，水電廠才能有效地避免在運(yùn)行的過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種運(yùn)行故障。

1.2 水電廠診斷運(yùn)行的意義

很明顯地，水電廠診斷運(yùn)行的工作是一種預(yù)防性的工作。通過(guò)水電廠診斷運(yùn)行的檢查預(yù)防工作，一方面能夠先見(jiàn)性地避免水電廠在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種運(yùn)行故障，確保水電廠正常工作的進(jìn)行，保證水電廠的經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，水電廠的診斷運(yùn)行能夠減少意外故事的發(fā)生，確保水電廠運(yùn)行的安全性、可靠性，避免因突發(fā)事故而造成對(duì)水電廠經(jīng)濟(jì)效益的損失，同時(shí)也避免了不必要的工作人員發(fā)生意外事故。

2 水電廠診斷運(yùn)行的現(xiàn)狀發(fā)展

水電機(jī)組的故障診斷技術(shù)是水電廠診斷運(yùn)行的核心。在一定程度上，水電機(jī)組的故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展就意味著水電廠診斷運(yùn)行的現(xiàn)狀發(fā)展。以下將著重分析國(guó)內(nèi)外的水電機(jī)組的現(xiàn)狀發(fā)展，從分析國(guó)內(nèi)外的水電機(jī)組現(xiàn)狀發(fā)展，大概了解認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外水電廠診斷運(yùn)行的大體發(fā)展現(xiàn)狀。

2.1 國(guó)外狀況

水電廠水電機(jī)組診斷技術(shù)是20世紀(jì)中期逐漸發(fā)展起來(lái)的一門交叉綜合性學(xué)科。早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始在這個(gè)領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展起來(lái)并成立了相關(guān)小組開(kāi)展故障診斷的研究工作。而作為發(fā)達(dá)國(guó)家的西歐國(guó)家和日本憑借科學(xué)技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展的水電機(jī)組故障診斷技術(shù)研究與應(yīng)用已經(jīng)處于領(lǐng)先的地位。針對(duì)水電廠水電機(jī)組診斷技術(shù)的發(fā)展，是一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程。經(jīng)過(guò)分析和研究，我們可以發(fā)現(xiàn)外國(guó)的水電機(jī)組診斷技術(shù)是根據(jù)水電機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)以及性能差異兩大方面實(shí)行對(duì)水電機(jī)組不同的診斷方法和內(nèi)容。如對(duì)水電機(jī)組溫度、壓力、絕緣、流量、壓力動(dòng)脈等內(nèi)容進(jìn)行診斷。20世紀(jì)90年代，國(guó)外水電廠水電機(jī)組的診斷技術(shù)取得更進(jìn)一步的發(fā)展。如加拿大VIBRO公司的ZOOM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電機(jī)定子、振動(dòng)等內(nèi)容的診斷。直到目前，外國(guó)的水電廠水電機(jī)組診斷技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。如德國(guó)西門豹子公司的scard系統(tǒng)，德國(guó)申克公司的vibro6000系統(tǒng)等。

2.2 國(guó)內(nèi)狀況

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)起步晚，科技水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的歷史實(shí)情。我國(guó)主要的水電廠水電機(jī)組診斷技術(shù)主要靠引進(jìn)外國(guó)優(yōu)秀診斷技術(shù)以及通過(guò)分析研究外國(guó)水電機(jī)組診斷技術(shù)，從而消化國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。真正地做到了魯迅先生說(shuō)的“拿來(lái)主義”。在20世紀(jì)80年代初期，當(dāng)國(guó)外水電廠水電機(jī)組診斷技術(shù)不斷完善的同時(shí)，我國(guó)的水電機(jī)組診斷技術(shù)也不斷地得到發(fā)展和完善。①我國(guó)水電廠水電機(jī)組診斷技術(shù)在機(jī)組穩(wěn)定監(jiān)測(cè)和分析方面取得了突破性的發(fā)展。如一些單位開(kāi)發(fā)了水電機(jī)組振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。②到了20世紀(jì)90年代初，具有一定分析功能的水電廠水電機(jī)組監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)運(yùn)用到了實(shí)際應(yīng)用上面，為我國(guó)水電廠水電機(jī)組故障診斷技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。從此，我國(guó)的水電廠水電機(jī)組故障診斷技術(shù)在這個(gè)基礎(chǔ)上將得到更進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

3 水電廠水電機(jī)組故障診斷運(yùn)行的方法

雖然我國(guó)的水電機(jī)組故障診斷技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但是，就目前我國(guó)水電機(jī)組故障診斷技術(shù)來(lái)說(shuō)，也只是僅僅能夠做到“預(yù)防為主，計(jì)劃?rùn)z修”的水平而已。歸其原因，大概有以下幾點(diǎn)：①水電機(jī)組本身機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。目前，我國(guó)的水電機(jī)組理論尚處年輕階段，并不完全成熟；②機(jī)電診斷人員缺乏扎實(shí)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，不能嫻熟地將現(xiàn)場(chǎng)診斷技術(shù)與診斷系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)地融合；③各種機(jī)電診斷方法都存在不足，診斷技術(shù)不完善。借此原因，我們有必要對(duì)各種診斷方法進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究。通過(guò)進(jìn)一步的分析與研究水電機(jī)組故障診斷運(yùn)行方法，水電廠機(jī)組故障診斷技術(shù)才會(huì)得到發(fā)展以及完善。

3.1 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷是指一種類似于人腦神經(jīng)系統(tǒng)中觥籌交錯(cuò)的突觸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息處理的數(shù)學(xué)模型，這種方法是通過(guò)利用系統(tǒng)內(nèi)部大量的節(jié)點(diǎn)間的相互聯(lián)系并進(jìn)行相互調(diào)節(jié)的作用來(lái)達(dá)到處理信息的目的。實(shí)際的例子如三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)水電廠水電機(jī)組故障進(jìn)行分類和識(shí)別，并對(duì)幾個(gè)典型的電力機(jī)組故障進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法憑借自己的習(xí)慣性、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)以及聯(lián)想記憶等優(yōu)點(diǎn)，是的水電廠水電機(jī)組故障診斷方法具有可行性以及可靠性。

3.2 基于模糊理論的診斷方法

基于模糊理論的診斷方式又稱為fuzzy theory診斷方法，所謂的模糊理論并不是我們字面上所理解的那樣用含糊其辭，不明確不清晰的理論進(jìn)行并指導(dǎo)水電廠水電機(jī)組實(shí)際操作，而是通過(guò)利用模糊集論中的隸屬度函數(shù)和模糊關(guān)系矩陣，得到故障和征兆之間的不確定關(guān)系來(lái)識(shí)別水電機(jī)組故障的一種方法。模糊理論的診斷方法是一種比較系統(tǒng)，比較完整倫理體系，具有一定的可行性。通過(guò)構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣，利用模糊診斷技術(shù)，將模糊診斷技術(shù)應(yīng)用于水電機(jī)組故障診斷，在水電廠中的實(shí)際應(yīng)用中診斷出轉(zhuǎn)子不對(duì)中，尾水管低頻渦帶等故障。

3.3 基于混合智能的診斷方法

基于混合智能的診斷方法是指由兩種智能或者兩種智能以上相互結(jié)合、并行作用于水電機(jī)組故障的新型應(yīng)用，是目前人們正在努力開(kāi)發(fā)研究的方向。人工智能診斷方法是水電機(jī)組診斷方法的一個(gè)重要領(lǐng)域，雖然它能夠在一定程度上解決水電機(jī)組診斷的一些常規(guī)故障，但還是不夠能完整地、高效地解決水電機(jī)組故障。此外，由于水電機(jī)組本身的復(fù)雜性，除了人工智能診斷存在一些不足之處以外，其他的智能診斷也沒(méi)有研究出一種比較完善的診斷技術(shù)。因此，大力開(kāi)發(fā)并研究混合智能診斷的方法是目前水電廠水電機(jī)組診斷故障技術(shù)的方向。

4 水電廠診斷運(yùn)用研究

水電廠是我國(guó)發(fā)電行業(yè)主要投資的項(xiàng)目之一，是一種適應(yīng)保護(hù)環(huán)境的口號(hào)的綠色產(chǎn)業(yè)，是提倡可再生能源，提高自然資源利用率的特色工業(yè)。水電廠的診斷是水電廠健康發(fā)展的重要組成部分。水電廠水電的診斷最大的難度在于水電機(jī)組的復(fù)雜性。水電機(jī)組的復(fù)雜性一方面加大了水電機(jī)組診斷研究小組工作的難度，另一方面直接地影響了水電廠的經(jīng)濟(jì)利益，阻礙了水電廠長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的發(fā)展。因此，針對(duì)性地對(duì)水電機(jī)組故障診斷提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題并逐漸發(fā)展水電機(jī)組故障診斷技術(shù)是及其必要的。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，本文大致地分析了水電廠診斷技術(shù)以及研究的概念、意義并較詳細(xì)的分析了目前國(guó)內(nèi)外的水電廠水電診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。此外，本文筆墨著重地介紹、分析、研究地水電廠水電機(jī)組故障診斷的研究方法。水電廠故障診斷體現(xiàn)在水電廠工作運(yùn)行的方方面面，除了水電機(jī)組故障診斷技術(shù)是核心研究方面之外，水電廠故障診斷還應(yīng)該注意一些不可忽視的細(xì)節(jié)，雖說(shuō)是整個(gè)水電廠水電故障診斷的某一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)，但俗話說(shuō)：“細(xì)節(jié)決定成敗”的歷史經(jīng)驗(yàn)還是無(wú)時(shí)不刻地警戒我們要關(guān)注細(xì)節(jié)、做好細(xì)節(jié)?？傊?，從水電廠水電診斷故障的整體出發(fā)，既要分析診斷工作對(duì)象的輕重，又得謹(jǐn)慎對(duì)待細(xì)小工作環(huán)節(jié)。

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2016-5-10