水电厂自动化技术新进展

蒋志辉

大唐广源水力发电有限公司金秀分公司545807

摘要：经济社会的持续发展，计算机信息技术的不断进步，自动化技术设备和水电厂传统设施结合起来，形成了水电厂自动化系统。本文简要介绍了当下水电厂自动化的特征和水电厂自动化系统，具体阐述了计算机监控系统、水轮机调控器、培训仿真系统以及状态监控系统等四种水电厂自动化技术的使用现状和新进展，希望对相关工作人员有所借鉴和参考。

关键词：水电厂自动化；技术；系统；新进展

随着科学技术的进步，电网自动化逐渐建立起来。电网自动化具有精确控制，安全高效，经济可靠的优点，而水电厂自动化是电网自动化发展的重要组成部分，为其电源端。标准的水电厂自动化应当具有信息数字化，通信网络化，集成标准化，管理一体化，经济最优化，利用最大化，业务互动化，决策智能化等相关特征。

本文简要介绍了当下水电厂自动化系统和特征，分析了水电厂自动化的各项关键技术，具体阐述了计算机监控系统、水轮机调控器、培训仿真系统以及状态监控系统等四种水电厂自动化技术的使用现状和新进展，以期和同行相互交流借鉴。

一、水电厂自动化系统

1.1自动化水电厂特征

水电厂自动化作为电网自动化发展的电源端，应当具有以下特征。全厂信息数字化，信息的数字化可以使得水电控制处理更加精确可靠。通信平台网络化，使得数字信息便于安全传输。信息集成标准化，可以方便统一管理，多个业务均可使用。运行管理一体化，一体化的管理平台，可以支持水电厂各项业务。经济运行最优化，水电厂自动化解决了员工值班问题，同时需要保证设计合理，运行经济化。资源利用最大化，充分利用水电资源，提高效率。业务运用互动化，提高信息互动，数据共享。决策支持智能化，专业的数据库让决策有更多的选择，可以提高决策水平[1]。

1.2自动化水电厂系统

自动化水电厂系统是一个复杂的综合性系统，是多个分散技术体系有机组合而成的。技术体系和运营模式，水电厂需要有合适的技术体系和运营模式，需要建立相关的技术要求和标准，在原有基础上建立全新的管理模式。自动化管控平台，设置一个自动化管控平台，综合管控水电厂数据、基础服务和相关应用，水电厂的数据信息通常都很大，而且有的也需要长期保存，有些需要及时处理，所以需要数据中心来进行单独处理。管控平台的人机界面也是一个重点部分，人机界面应该设计的专业而且易于操作，并能满足人机交互的功能。报警设备也是必要的，对于水情水汛有足够的掌控，需要注意报警准则和方式，应该支持电话、短信、邮件等多种多媒体方式，便于工作人员接收。测控设备，也即水情测报装置，可以方便对水情进行了解，同时上传至管控中心[2]。经济调控，研究水库水力与电力运行的调节控制装置，使得水力与电力相均衡，是水电厂水力发电更加经济化。状态监测与检修，自动化水电厂的运转可能出现异常或差错，需要系统自动化进行状态监测，以及数据收集，诊断分析和后期维修。防汛决策支持，系统通过分析大量水电厂水文水力信息和数据，然后进行整合处理，对水汛水情有精确的分析判断，做出更加专业科学的决策。安全防护系统，包括大坝的安全防护和水电厂内各项设施装置的运转安全，都需要做科学合理的安全防护。

二、水电厂自动化技术使用现状和新进展

随着科技的不断发展，信息自动化装置逐渐和传统水电厂设备结合起来，得到了当下的水电厂自动化系统，而且自动化系统在水电厂中发挥着越来越重要的作用。水电厂自动化系统的优越性也逐渐凸显出来，并且变得更加稳定、智能和稳定。在水电厂自动化系统中，主要有计算机监控系统、水轮机调控器、培训仿真系统以及状态监控系统等四种水电厂自动化系统组成。

第一，计算机监控系统[3]。该系统是国外先进科技技术结合国内三峡电站系统而形成先进系统，其结合了大量先进技术。数据信息方面，该系统具有多线程和多连接技术，可以更加精确地收纳更宽范围的数据，使得存储更多的数据，并更灵活地进行数据处理。可靠性和可控性提高，可以很好地处理之前计算机的冗余配置，采取的无主设计可以在相关设备工作异常时自动地切断或调整系统，从而解决发生的故障。人机互联系统，系统的源代码兼容，可以在不同的操作平台进行工作。系统界面美观而简洁，便于使用对象进行操作，也适用很多的使用者，从而达到了人机互联的效果。自动制定报表并发电，系统本身可以结合水电厂的工作情况而制定报表，并且可以自动调频率和压力，稳定工作并且把报表发出，方便于进行查看。

第二，水轮机调控器。水轮机调控器采用高速的开关阀和插装阀代替之前逻辑插装水轮机调速器，具有数字化、自动化控制的特点，提高了灵活性，使得机组出力更加均匀。该技术具有国际先进水平，解决了传统抬机困难的问题。该技术优化了插装阀配置，解决了先前的调速器发卡的问题。设置的标准的配置控件可以确保机器的安全可靠，同时增加了各个设备之间的兼容性。该技术下的水轮机具有较好的稳定性和高效性，发生故障的可能性大大减小，减少了维护的时间成本和经济成本。水轮机阀门开关精确而且速度很快，可以很好地稳定运行，各个设备安装快捷，设备之间配置紧凑，而且具有安全环保的特点[4]。

第三，培训仿真系统。自动化水电厂虽然大大减少了传统水力发电工作人员的总数，但相关的管控平台也需要少量工作人员进行管控，这时就需要对其进行培训，所以就设计了培训仿真系统。该系统具有简易的单机模式和复杂联合的多机模式，可以使培训者和被培训者由易到难地进行。也有数据仿真和现场仿真，现场仿真可以带来更加真实的工作情景，而数据仿真可以培训相关的数据观测能力。该系统实现了对水电厂各项设备的仿真，可以检测和监控水力发电各项任务的进行。同时可以进行人机互联，完成水电厂整个过程的模拟仿真。当有需要的时候，可以进行水电厂各项物理配置的仿真，单机模式和多机模式混合的模拟仿真。

第四，状态监控系统。该系统负责监控水电厂自动化系统工作的各个状态，需要和其他的监控设备共同使用发挥作用。可以记录水电厂自动化运行的全部过程，在水电厂工作过程中发生的异常或出现的故障及时上传至自动处理系统和相关管控平台上，便于工作人员得知，可以大大的减少安全隐患，保障水电厂的任何财产的安全。系统采取混合结构，采集和分析各项设备运转数据，在局域网或互联网中监测自动化设施的运行情况，及时处理可解决的小问题，并为日后大的故障的处理提供有力的支持。

总结以上，水电厂的自动化系统是由多个子系统组合形成的，而每个子系统包含着多种自动化技术，水电厂自动化的发展正是依靠这些自动化技术的不断进步，每个技术的突破都会给水电厂自动化带来巨大的帮助。

三、总结

综上所述，水电作为电网的一个主要源端，自动化进程对于智能电网的发展具有重要的意义。然而，水电厂自动化虽然已经取得了重大的成绩，仍然需要朝着更加安全、智能的方向发展。所以，我们需要更加地认真对待，努力实现水电自动化技术的进一步突破，为水电事业的发展尽一份自己的力量。

参考文献：

[1]尚梦，张巧霞，张玉果.探析工程中的电气自动化技术[J].科技创新与应用，2017，（16）：152.

[2]杭利新.电厂自动化运行的安全管理措施[J].南方农机，2017，（02）：154.

[3]周贵华.电厂电气设备运行维护分析与研究[J].黑龙江科技信息，2016，（24）：146.

[4]李锋.绿色电力下的电厂自动化控制系统的有关研究[J].科技与企业，2016，（13）：83.