自动化控制技术在水力发电中的应用

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自动化控制技术在水力发电中的应用

摘要：水利发电技术是一种利用水资源而进行发电的技术，对环境不会造成破坏或影响，能节约我国的煤炭资源，有利于促进我国节约型社会和循环经济的形成，能为改善环境起到非常重要的作用。本文以多年工作经验为基础，提出水利发电存在的问题，分析水利发电自动化技术的优势，浅谈自动化技术在水利发电中的应用。

关键词：水利发电；自动化技术；应用

引言：随着环境污染加重，电力企业积极使用清洁能源进行发电，在降低能源消耗的同时还能降低了环境污染，一举两得。清洁能源发电中，水利发电备受瞩目，既是高效的清洁能源，不产生污染，又有利于节约能源，在水利和电力生产中都占据重要地位。现阶段，自动化技术普及于各个领域中，水利发电站自动化技术则体现了新型电子工程中的自动化。这种技术保障了我國水利发电站的电能质量，提供了运行保证，不仅能减少人力资源方面的成本，还能提高水利发电站的经济效益。

1自动化控制技术及其在水力发电中的作用 1.1自动化控制技术概述

自动化控制技术简单来讲就是自动的控制某个生产过程的技术，这类技术在我国的发展时间虽然较短，但发展速度却是飞快，在我国传统工业生产模式转型发展的过程中发挥了巨大的作用，实现了生产效率的提高、生产成本的降低以及生产效益的增长。以目前自动化控制技术的发展情况来看，控智能化将是其未来发展趋势，自动化设备的功能将变得越来越多样化，调整操作难度也会不断降低，而基于计算机系统的智能型仪器也将获得广泛的推广普及。 1.2自动化控制技术在水力发电中的作用

在水力发电厂运行的过程中，自动化控制技术主要应用于电厂系统工作状态的监督控制，内容主要是各生产环节工作数据的采集、整理以及处理，并在此基础上对水电各部件的工作状态、工作时间进行合理分配。简而言之，自动化控制技术将成为水电厂系统控制中枢的组成部分，对电厂的生产活动进行支配和调节。在水力发电的过程中，自动化控制技术的应用具有以下几项积极作用：其一，提高生产工作的准确性。在应用自动化控制技术之后，电厂各类设备的运行状况将被快速、准确的采集整理，并借助自动化装置完成水力发电的各项工作，消除可能因人为因素影响出现的各类失误和故障。除此之外，自动化设备还可以对一些意外事故作出应急反应，保障生产安全。其二，提高系统运行的经济性。在应用自动化控制技术的情况下，水力发电厂可以根据电厂当前运行的实际情况，对水、电资源进行合理的调度，在满足需求的前提下最大程度避免资源损耗，与过去人工操作模式相比可以大幅度的降低生产成本。其三，提高生产效率、改善生产环境。水力发电厂一般建在地理位置较为偏远的区域，工作环境复杂性强，借助自动化控制技术可以由计算机程度操控生产工作，将人力资源从大量繁琐的工作中解放出来，不仅可以提高生产效率，还减轻了劳动强度。 2水利发电存在的问题 2.1技术领域发展不平衡

在自动化系统的发展中，控制、维护、管理三项主要技术的发展不平衡对其造成了严重制约。自动化系统、控制系统与信息化系统发展相对较早，但是综合的管理系统大多数都是简单的人力管理、物资管理和财务管理，很少有完整的信息技


术管理系统。同时，技术维护自动化与信息化的发展起步最晚，目前仅仅停留在对设备的维修管理阶段。改革开放以来，我国在水利发电方面进入研究阶段，对设备运行的状态维修、预知维修和远程维修仍有不足。 2.2技术管理分散

对水利发电自动化的控制、维护、管理三项技术的管理称为技术管理，三项技术分别属于不同的技术部门，但部门之间缺少信息交流。事实上，每个领域的决策都会依赖于其他两个领域的运行情况，所以，三个领域之间必须进行技术和信息的交流。

2.3环境问题

水利发电工程同样会对环境产生一定的影响，一方面是水利工程建设过程中，对土地、水文条件、河床都会产生一定的影响，对当地的小气候、土壤、动植物生长也会产生一定的影响。另一方面，工程建设可能涉及到人口迁移和土地利用问题，同时对人类的健康和文物古迹也会产生影响。 3自动化控制技术在水力发电中的具体应用

水力发电具有绿色环保、可持续的优点，目前我国已经有大量的水力发电厂正在投入运营或是处于建设阶段，对自动化控制技术产生了大量的需求，以目前我国水力发电厂运营管理实践来看，自动化控制技术的应用主要集中在以下几个领域。

3.1计算机监控系统的应用

通过计算机监控系统对水力发电厂生产过程进行监督控制是自动化控制技术应用的一个典型案例，可以有效的提高水力发电生产的综合效率。根据现阶段实际情况，水力发电厂应用的计算机实时监控系统主要由厂站级计算机、语音报警系统、网调通信子系统、水情通信子系统、办公信息网络子系统、GPS时钟同步系统、办公信息网络子系统等部分构成，通过人机交互界面，电厂工作人员可以全面了解系统硬件设备和软件资源运行情况，可以支撑无人值班的自动化运行。 3.2水轮机调速系统应用

为了检测水力发电调速系统和水力发电自动准同期系统的运行特点，人们开发除了一种综合性的测试平台，即水轮机调速系统仿真测试仪，其功用是对水轮机调速系统的空载扰动、空载摆动、不动时间、接力器开关规律等内容进行自动测试，并对所有数据进行整合输出为各种类型的实验报告。 3.3发电机励磁系统的应用

励磁系统的功能是为同步发电机提供励磁电流，主要包含励磁功率单元和励磁调节器两部分，在水力发电厂运行的过程中，借助自动化控制技术，励磁系统可以基于发电机负荷的波动对励磁电流进行调节，确保机端电压的稳定。同时可以对并列运行的不同发电机间的无功功率进行科学的分配，确保发电机并列运行的静态稳定性和暂态稳定性。若是在发电机出现故障的情况下，励磁系统会自动灭磁，最大程度的降低故障带来的损失。除此之外，励磁系统还可以根据发动机的实际情况对最大和最小励磁做出限制。

3.4自动化控制技术广泛推广应用的关键问题

以目前状况来看，自动化控制技术未来在我国必然会获得更加迅猛的发展，但这并不意味着它就能顺利的获得推广，依旧存在许多问题有待解决。其中最关键的一项问题就是自动化控制相关的技术人才稀缺，专业人才的欠缺必然会阻碍自动化控制技术的推广应用。现如今很多水力发电厂的工作人员只是经过简单的技术培训和指导即可上岗，缺乏实践经验，很可能在实际操作中出现失误，引发


严重的后果。

3.5水利发电自动化技术中的水利发电站水文信息的自动监控

水利发电站水文信息的自动监控是一种对信息数据进行采集和输出的系统，它利用存在于水利发电站水库的各区位的传感器，来搜集相应的水文信息，并将其输送给水利发电站的计算机中，以方便计算机对所采集的水文数据进行透彻的分析，并将所得的数据信息存入计算机的数据库中。水利发电站水文信息的自动监控对防洪抗洪工作十分重要，有利于工作人员对汛期的水量和水位进行实时监控，及时的掌握最新的水文消息，做好对洪水的防预工作。 结束语

综上所述，在社会生产生活水平持续提升的时代背景下，各类资源的需求量也在不断增长。电力是现代生产生活不可缺少的一种资源。为了有效的提升水力发电厂设备的运行效率，必须引入先进创新技术，将自动化控制技术应用于水电厂运行管控是未来电力事业发展的必然趋势。 参考文献

[1]孙鑫.电力系统中电气自动化控制技术的应用[J].中国新技术新产品,2018(01):11-12.

[2]杜熙婷.自动化控制技术在水电厂运行中的应用[J].黑龙江科技信息,2015(19):5.

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