淺析水力發(fā)電自動化

摘 要：電力是社會發(fā)展和人們生活工作的必需品，電力企業(yè)同樣是我國的支柱型產(chǎn)業(yè)，關(guān)系到國家經(jīng)濟發(fā)展和社會的穩(wěn)定和諧。近幾年，隨著環(huán)境污染加重，電力企業(yè)積極使用清潔能源進行發(fā)電，既降低能源消耗，又降低了環(huán)境污染，一舉兩得。清潔能源發(fā)電中，水利發(fā)電備受矚目，既是高效的清潔能源，不產(chǎn)生污染，又有利于節(jié)約能源，在水利和電力生產(chǎn)中都占據(jù)重要地位。雖然說水力發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，但是在發(fā)展過程中仍然存在很多問題，文章就其中一些問題進行分析，并提出相應(yīng)的解決建議。

關(guān)鍵詞：水力發(fā)電；自動化；問題；建議

水力發(fā)電可以節(jié)約能源消耗，降低環(huán)境污染，屬于清潔發(fā)電，水力發(fā)電自動化系統(tǒng)的發(fā)展在水利發(fā)電建設(shè)中起到非常重要的作用，不僅對電力發(fā)展具有重要意義，在關(guān)鍵時刻還可以起到防洪抗災(zāi)的作用。水力發(fā)電在一定程度上促進我國水利水電的快速發(fā)展。

1 水力發(fā)電自動化的優(yōu)勢

1.1 提高設(shè)備的運行效率

自從水力發(fā)電引用自動化技術(shù)以來，設(shè)備可以依靠自動化系統(tǒng)對水力發(fā)電進行綜合管理和控制，同時可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的問題和異常現(xiàn)象，對其進行檢測、分析、處理，降低故障發(fā)生幾率，提高設(shè)備的運行效率，為水利發(fā)電設(shè)備提供安全保障。水力發(fā)電自動化技術(shù)應(yīng)用之后，大大節(jié)約了人力資源的消耗，同時降低了操作失誤現(xiàn)象，提高了設(shè)備工作效率。

1.2 提高經(jīng)濟效益

水力發(fā)電應(yīng)用自動化技術(shù)可以提高水力發(fā)電的經(jīng)濟效益，也是水力發(fā)電運用價值的充分體現(xiàn)。水利發(fā)電可以通過自動化技術(shù)，使與其相關(guān)的設(shè)備機組在電力負荷允許的情況下產(chǎn)生更多的電能，在安全的基礎(chǔ)上進行高效工作，全面提高水力發(fā)電的經(jīng)濟效益。應(yīng)用自動化技術(shù)，可以實現(xiàn)資源的充分利用，在水量不同的情況下合理選擇設(shè)備開機臺數(shù)。

1.3 降低人力成本

水力發(fā)電站基本上都建立在原理城區(qū)的位置，影響了工作人員的正常生活，不利于員工身心健康。此外，水力發(fā)電站運行設(shè)備和自動化系統(tǒng)都需要進行定期檢修和維護，增加了工作人員的工作量。利用自動化技術(shù)不僅提高水電站設(shè)備的運行效率，同時提高了設(shè)備的監(jiān)測、檢查、分析處理問題的能力，減輕員工的工作重量和工作壓力，同時提高水力發(fā)電站的運行管理水平[1]。

2 水力發(fā)電存在的問題

2.1 技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展不平衡

控制、維護、管理三項主要技術(shù)發(fā)展不平衡，嚴(yán)重制約了自動化系統(tǒng)的發(fā)展。自動化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與信息化系統(tǒng)發(fā)展相對較早，但是綜合的管理系統(tǒng)大多數(shù)都是簡單的人力管理、物資管理和財務(wù)管理，很少有完整的信息技術(shù)管理系統(tǒng)。同時，技術(shù)維護自動化與信息化的發(fā)展起步最晚，目前僅僅停留在對設(shè)備的維修管理階段。改革開放以來，我國對水力發(fā)電進入研究階段，對設(shè)備運行的狀態(tài)維修、預(yù)知維修和遠程維修剛剛處于起步階段。

2.2 技術(shù)管理分散

所謂技術(shù)管理就是對水力發(fā)電自動化的控制、維護、管理三項技術(shù)的管理，三項技術(shù)分別屬于不同的技術(shù)部門，但是部門之間缺少信息交流。事實上，每個領(lǐng)域的決策都會依賴于其他兩個領(lǐng)域的運行情況，所以，三個領(lǐng)域之間不能分離，必須進行技術(shù)和信息的交流[2]。

2.3 環(huán)境問題

水利發(fā)電工程同樣會對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，一方面是水利工程建設(shè)過程中，對土地、水文條件、河床都會產(chǎn)生一定的影響，對當(dāng)?shù)氐男夂颉⑼寥馈又参锷L也會產(chǎn)生一定的影響。另一方面，工程建設(shè)可能涉及到人口遷移和土地利用問題，同時對人類的健康和文物古跡也會產(chǎn)生影響。

3 解決水力發(fā)電自動化的措施

促進水力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展水力發(fā)電自動化系統(tǒng)，要結(jié)合發(fā)電、防洪、灌溉、航運、漁業(yè)等的優(yōu)化調(diào)度以達到綜合效益。最關(guān)鍵是為了使水力發(fā)電自動控制適應(yīng)水資源的綜合利用。例如可以進行魚道設(shè)置、大壩對上、下游生物的影響、景觀設(shè)計等自動化系統(tǒng)設(shè)計。從基于DDC的現(xiàn)場自動控制發(fā)展到基于數(shù)據(jù)庫的管理中心集散控制，并結(jié)合發(fā)電、防洪、灌溉、航運、漁業(yè)等的優(yōu)化調(diào)度以達到綜合效益最優(yōu)。

3.1 實現(xiàn)設(shè)備的集成化發(fā)展

集成化包括以下幾層含義功能，集成即把控制、維護、管理三個功能集成為一個整體。今后隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還可能把更多的功能集成起來。目標(biāo)集成即把性能、可靠性、效益等子目標(biāo)集成為統(tǒng)一的目標(biāo)，使企業(yè)整體最優(yōu)、整體效益最大。信息集成即把整個企業(yè)的各種信息有機地組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，自然在一個信息集成系統(tǒng)中必須保證信息的統(tǒng)一性、協(xié)同性、互操作性，妥善解決信息的矛盾與沖突[3]。

3.2 實現(xiàn)設(shè)備的智能化的發(fā)展

要想實現(xiàn)上述目標(biāo)，就需要全面提高整個系統(tǒng)以及各個組成部分的精確度和智能功能。換言之，要想全面提高水力發(fā)電系統(tǒng)自動化技術(shù)，就要實現(xiàn)設(shè)備的操作智能化、決策智能化和監(jiān)測智能化。所謂的智能化，就是系統(tǒng)的每個領(lǐng)域、監(jiān)測裝置、執(zhí)行裝置等都具有預(yù)設(shè)目標(biāo)分析、故障分析、決策分析和行為態(tài)勢分析。

3.3 實現(xiàn)設(shè)備分布化布局

水力發(fā)電自動化系統(tǒng)是一個相對龐大的系統(tǒng)，所以系統(tǒng)的布局必須科學(xué)合理，這樣才能讓系統(tǒng)充分發(fā)揮作用。科學(xué)布局主要包括智能布局、任務(wù)布局等，只有各個布局之間能夠保質(zhì)保量、盡職盡責(zé)、可靠安全、分工明確、信息互通、運行有序才能保證整個水力發(fā)電自動化系統(tǒng)的正常運行，才能從整體上獲得最優(yōu)的效益。

3.4 實現(xiàn)設(shè)備運行的開放性

水力發(fā)電自動化的開放性主要有以下一種含義，整個系統(tǒng)可謂博采眾長，也就是說如果選擇不同的供貨單位，挑選性價比最好的設(shè)備。根據(jù)水力發(fā)電自動化系統(tǒng)的硬件需求可以適當(dāng)更換新的設(shè)備或者子系統(tǒng)，在軟件方面也可以通過更新功能，不斷完善整體結(jié)構(gòu)，如此一來，就可以大大提高系統(tǒng)的使用效率，延長設(shè)備的使用周期[4]。

4 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水力發(fā)電必然要引進大量先進的技術(shù)，提高水力發(fā)電設(shè)備的運行效率，促進水力發(fā)電廠向著智能化、自動化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，方便人們的生活，為人們提供清潔的電力能源。未來，科學(xué)技術(shù)會有更高、更快的發(fā)展，會產(chǎn)生更多新的技術(shù)和設(shè)備，我國水力發(fā)電事業(yè)也會得到長遠的發(fā)展。

參考文獻

[1]張昕，周凌九，熊鷹.“農(nóng)村新能源開發(fā)與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究”項目——課題三/子課題：微型水力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究與技術(shù)集成[J].建設(shè)科技，2010（2）.

[2]張昕，周慧婷，賀向麗，等.微水電項目可行性評價指標(biāo)體系研究[J].水力發(fā)電學(xué)報，2009（6）.

[3]左婷婷，楊建華，邵冰然.風(fēng)水光互補發(fā)電系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[J].農(nóng)機化研究，2009（8）.

[4]程夏蕾，朱效章.中國小水電可持續(xù)發(fā)展研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2009（4）.

作者簡介：龍云（1993，11-），男，湖南株洲人，漢族，本科在讀，研究方向：專業(yè)能源動力及自動化。