段保春

（云南滇能智慧能源有限公司水電分公司，云南昆明 652100）

水電是我國電力結(jié)構(gòu)的重要組成部分，與社會(huì)正常的電力供應(yīng)有著非常密切的聯(lián)系，而隨著當(dāng)前社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)水電站的管理和運(yùn)營水平提出了更高要求，傳統(tǒng)的水電生產(chǎn)模式存在著嚴(yán)重的效率低、電力質(zhì)量不穩(wěn)定的弊端，實(shí)際運(yùn)行中也難以按照流程準(zhǔn)確進(jìn)行運(yùn)行與控制，迫切需要對(duì)此做出改變。電氣自動(dòng)化技術(shù)的成熟為水電站的管理和運(yùn)營提供了新的思路，在水電站中對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，不僅能解決以往生產(chǎn)模式下的弊端，也能減少人力投入，優(yōu)化管理，使得水電站能夠保持良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

1.電氣自動(dòng)化技術(shù)在水電站中的作用分析

水電站是對(duì)水力資源進(jìn)行合理利用的重要設(shè)施，其作用不僅體現(xiàn)在電力生產(chǎn)方面，同時(shí)還有著通航、防洪、調(diào)蓄等一系列作用，關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。就水電站中水力發(fā)電而言，主要是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，而電氣自動(dòng)化技術(shù)則是提高這一過程中能量轉(zhuǎn)化效率，合理分配的重要技術(shù)，經(jīng)過電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，能使得水力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率得到有效的提升，避免了這一過程中的能量浪費(fèi)情況，同時(shí)也使得水電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得以發(fā)揮。此外電氣自動(dòng)化技術(shù)還減少了發(fā)電過程中人力的參與程度，在涉及一些危險(xiǎn)的操作上，可以完全替代人力，這對(duì)保障人身安全、設(shè)備穩(wěn)定而言，有著非常重要的作用[1]。因此在水電站實(shí)際經(jīng)營與管理中，必須重視電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，并且采取措施探索更為高效的運(yùn)用途徑，實(shí)現(xiàn)水電廠穩(wěn)定、長遠(yuǎn)的發(fā)展。

2.水電站中電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用分析

2.1 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

水電站是對(duì)水力資源進(jìn)行利用的重要設(shè)施，在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中少不了要與水打交道，水文信息作為基礎(chǔ)的信息，關(guān)系到水電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率與穩(wěn)定性。以往水電站對(duì)水文信息的采集過于依賴人工，導(dǎo)致水文信息的收集受到滯后性和效率差的制約，而運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，建立起水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)則可以很好地對(duì)這一弊端進(jìn)行解決，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水電站水位、上下游降雨量等基礎(chǔ)水文信息的快速測(cè)量，并在通信網(wǎng)絡(luò)的支持下，將這些信息傳輸?shù)教幚斫K端，供水電站調(diào)控之用，使得水力發(fā)電效率得到提升。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)通常由水文自動(dòng)傳感器、信號(hào)收發(fā)模塊、計(jì)算機(jī)終端控制系統(tǒng)等及部分組成，其中水文自動(dòng)傳感器主要負(fù)責(zé)水文信息的測(cè)量和采集，信號(hào)收發(fā)模塊則主要負(fù)責(zé)信息的傳遞，計(jì)算機(jī)終端則進(jìn)行對(duì)相關(guān)信息的自動(dòng)記錄與處理。在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的支持下，可以做到實(shí)時(shí)對(duì)水文信息的監(jiān)測(cè)與收集，這對(duì)推動(dòng)水電站基礎(chǔ)水文資料收集與水文數(shù)據(jù)庫的建立而言，有著重要的作用[2]。在這些水文信息的幫助下，能夠及時(shí)預(yù)測(cè)汛期、旱情等情況，為水電站的水資源的調(diào)度提供參考，使得水電站保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.2 可編程序控制器

可編程序控制器也就是PLC技術(shù)，是一種重要的自動(dòng)化技術(shù)控制裝置，其一般不需要特殊設(shè)置，就可用于多種場(chǎng)景。PLC在水電站電氣自動(dòng)化中主要用于兩個(gè)方面，分別是軸流槳式水輪機(jī)調(diào)速器和水庫式電站調(diào)速器。第一，軸流槳式水輪發(fā)電機(jī)是我國低水頭電站的常用發(fā)電機(jī)，在實(shí)際發(fā)電過程中，由于水頭和水位的變化，使得設(shè)備無法保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，而用PLC對(duì)其進(jìn)行調(diào)速，根據(jù)發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中水頭、水位等變化，獲取最佳的協(xié)聯(lián)曲線，繼而在PLC的修改下，就可以促使發(fā)電機(jī)組保持一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。第二，水庫式電站水頭變化范圍極大，而渦輪機(jī)多依照水頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)采用汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)器很難達(dá)到轉(zhuǎn)速穩(wěn)壓器的啟動(dòng)開度，進(jìn)而也就難以保持額定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過PLC技術(shù)則可以對(duì)這一問題進(jìn)行妥善的解決，通過程序的修改，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)啟動(dòng)開度的有效調(diào)整，從而使得機(jī)組在額定狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 自動(dòng)化設(shè)備控制

水電站運(yùn)轉(zhuǎn)過程中涉及到許多設(shè)備與裝置的控制，這些設(shè)備與裝置以往多依賴人工進(jìn)行操作，這種控制形式不僅風(fēng)險(xiǎn)比較大，同時(shí)控制效率也比較低，而通過對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的引入，可以脈沖控制等形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的自動(dòng)化控制，使得手動(dòng)控制所存在的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，提高設(shè)備控制過程的安全性。自動(dòng)化設(shè)備控制有著控制準(zhǔn)確、效率高的優(yōu)勢(shì)，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水力發(fā)電過程中設(shè)備的啟?？刂疲瑫r(shí)還能夠根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)控，確保其更加貼合水力發(fā)電的需求，保證相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)化設(shè)備控制還具備一定的自檢功能，在正式運(yùn)行之前對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，確保設(shè)備與裝置運(yùn)行的安全性，而在發(fā)生事故的時(shí)候，可以及時(shí)執(zhí)行預(yù)先寫入的程序，停止故障設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，并按照系統(tǒng)指令對(duì)故障參數(shù)進(jìn)行診斷，為后續(xù)的維修作業(yè)提供一定的參考價(jià)值。

3.水電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用策略

3.1 建立電氣控制系統(tǒng)

就水電站電氣自動(dòng)化而言，其自動(dòng)控制、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)等功能的實(shí)現(xiàn)都依賴于基礎(chǔ)的電氣控制系統(tǒng)，正是這一系統(tǒng)將不同的設(shè)備終端進(jìn)行連接，才能通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的控制。因此要想在水電站中對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行有效的運(yùn)用，就必須要建立與之相配套的電氣控制系統(tǒng)，以保證電氣自動(dòng)化控制的靈活性與分散性，促使其與水電站實(shí)際設(shè)備管理工作相貼合，進(jìn)而發(fā)揮電氣自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)有的作用，滿足水電站自動(dòng)化設(shè)備管理與控制需求。

3.2 解決設(shè)備通訊問題

水電站電氣自動(dòng)化涉及到不同的設(shè)備，而設(shè)備的通訊問題是一個(gè)重要問題，若是因?yàn)橥ㄓ崊f(xié)議或者系統(tǒng)原因，導(dǎo)致設(shè)備之間無法正常進(jìn)行信息通訊，勢(shì)必會(huì)影響到電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，因此必須要先解決設(shè)備的通訊問題，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。目前電氣自動(dòng)化技術(shù)常用window操作系統(tǒng)，并以TCP/IP作為通訊協(xié)議，使得不同設(shè)備在系統(tǒng)上都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，進(jìn)而促使因設(shè)備型號(hào)差異而造成的設(shè)備通訊問題得以解決，提高水電站的自動(dòng)化水平。

3.3 提高相關(guān)人員素質(zhì)

水電站運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)之后，雖然減少了設(shè)備控制與管理過程中的人員參與，但同時(shí)也對(duì)人員的素質(zhì)提出了更高的要求，自動(dòng)化電氣設(shè)備管理與控制，要求相關(guān)人員不僅要具備一定的自動(dòng)化知識(shí)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)知識(shí)，同時(shí)還要明確相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行原理，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)備管理[3]。因此要想推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用，必須要從人員方面著手，提高相關(guān)人員的素質(zhì)，促使其能夠滿足電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的使用要求，進(jìn)而才能充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用。

4.結(jié)語

當(dāng)前隨著科技的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也越來越成熟，其在水電站中的運(yùn)用已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。通過電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，不僅能提高相關(guān)設(shè)備的控制效果，同時(shí)還能在自動(dòng)監(jiān)測(cè)和保護(hù)的作用下，保證水電站作業(yè)的安全性。但是就目前來看，水電站要想實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用，還需要對(duì)控制系統(tǒng)、設(shè)備通信以及人員素質(zhì)等問題進(jìn)行解決，才能保證電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用效果，充分發(fā)揮水電站的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。