自動化控制在小型水電站中的應(yīng)用

摘 要：由于我國社會的發(fā)展越來越迅速，使人們對于電力的需求逐漸的增大，由此產(chǎn)生了一些小型水電站。文章對小型水電站進行了分析與探索，從計算機監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、自動化軟件以及水文自動測報系統(tǒng)等四個方面進行了詳細的論述。

關(guān)鍵詞：自動化控制；小型水電站；應(yīng)用

引言

隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步，電力系統(tǒng)逐漸的成為了人們生活中重要組成部分，而大型的電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會的需求，從而使小型水電站在社會中占有越來越大的作用。為了進一步的提高水電站的可行性，就要在水電站中推行自動化控制技術(shù)。

1 水電站自動化控制的內(nèi)容

自動化控制就是根據(jù)實際生產(chǎn)的需要，把電氣、機械、電子設(shè)備有效的結(jié)合起來，在小型水電站中加入自動化控制技術(shù)，可以在無人的條件下更好的進行監(jiān)控，使水電站的運行更加的安全與穩(wěn)定，提高了水電站的工作效率。在水電站進行自動化控制之后，可以減少工作人員的任務(wù)量，降低企業(yè)的員工的數(shù)量，減少了企業(yè)的投入成本。自動化系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)進行小型水電站的控制，對水電站整個系統(tǒng)的運行過程全面的監(jiān)控，在遇到緊急狀況時能保證水電站的運行系統(tǒng)的安全。所以，自動化控制在小型水電站中的應(yīng)用起到了重要作用[1]。

2 小型回電站自動化系統(tǒng)的綜合配置

2.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1 監(jiān)控模式。計算機控制系統(tǒng)是應(yīng)用計算機參與并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的的構(gòu)成系統(tǒng)。在小型水電站中采用了分層分布開放式結(jié)構(gòu)的計算機自動控制系統(tǒng)，能很好的進行無擾動切換。

在傳統(tǒng)的水電站監(jiān)控中往往是人員監(jiān)控為主導(dǎo)，計算機監(jiān)控作為輔助作用進行監(jiān)控，這樣就使監(jiān)控存在著不可靠、不穩(wěn)定的問題。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機監(jiān)控技術(shù)得到了快速穩(wěn)定的發(fā)展，使水電站監(jiān)控工作的可靠性與安全性大大的提高，傳統(tǒng)的監(jiān)控模式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代社會的需求，逐漸的退出了歷史的舞臺。在現(xiàn)今的計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，對系統(tǒng)的要求不高，投入的成本過低，更加符合小型水電站的經(jīng)營理念。所以小型水電站應(yīng)選擇計算機監(jiān)控模式進行監(jiān)控更有利于企業(yè)的發(fā)展[2]。

2.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能配置。在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)之間是根據(jù)環(huán)形光纖的形式來進行信息傳遞的，所以采用先進的網(wǎng)絡(luò)交換機，使用導(dǎo)軌卡槽安裝的方式可以更好的促進信息進行傳遞。在系統(tǒng)監(jiān)控過程中，數(shù)據(jù)通過光纖傳遞到控制室中，對電力設(shè)備進行遠距離的操控以及管理。

遠方控制室一般離泵站控制室較遠，泵站控制系統(tǒng)通過良好的光纖與遠方控制室連接起來，使信息采集任務(wù)有效的實施，并且傳遞出調(diào)度發(fā)出的命令，使遠方控制室快速接收到泵站等系統(tǒng)的運行參數(shù)。

控制室一般在泵站控制的上面，泵站的運行信息與數(shù)據(jù)通過管理所局域網(wǎng)進行傳遞，使管理部門根據(jù)傳遞的信息對系統(tǒng)運行進行分析，對信息數(shù)據(jù)進行處理，下發(fā)正確的控制命令，使監(jiān)測監(jiān)控命令的執(zhí)行得到了現(xiàn)地控制單元有效的監(jiān)督。

現(xiàn)地控制是監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的一個環(huán)節(jié)，它接受來至于下級系統(tǒng)傳感器傳輸?shù)男畔ⅰ⒃O(shè)備的運行參數(shù)與狀態(tài)信號，并加以分析、處理，傳遞給上級的系統(tǒng)中，使上級系統(tǒng)能準確的發(fā)布監(jiān)控命令，同時把上級發(fā)布的監(jiān)控命令有效的傳遞到下級系統(tǒng)中，使整個控制系統(tǒng)的運行形成良好的循環(huán)[3]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)

在自動化系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)提供了其安全運行的基礎(chǔ)，要想使小型水電站的自動化加強，就必須要加強對網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的建設(shè)，加強數(shù)據(jù)在自動化系統(tǒng)中的準確性與可靠性，使自動化系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)有效的傳遞與分析。

2.2.1 站內(nèi)通訊。控制室工作站和值班員工作室是用以太網(wǎng)的形式連接起來的，在現(xiàn)地層對一體化的工控機進行配置，進行內(nèi)部智能模板的設(shè)置，對產(chǎn)生的各種信號進行收集并進行轉(zhuǎn)換，之后通過RS485總線與工作站進行連接。標準接口R485、RS232的有效利用，使值班員工作室更好的執(zhí)行直流系統(tǒng)、勵磁裝置、微機調(diào)速器的通訊任務(wù)[4]。

2.2.2 梯級水電站通訊。做好防雷保護裝置、防浪保護裝置以及調(diào)節(jié)器裝置進行對水電站主站與分站之間的安全工作，并通過專用通道進行通訊，使各分站的有用信息傳遞到主站，使主站與分站有效的結(jié)合起來，加強了主站對分站的監(jiān)控。

2.2.3 水電站與調(diào)度通訊。通訊工作站通過電力載波把電站信息以及工作計劃傳遞到調(diào)度，使調(diào)度能夠全面的掌控電站信息的變化，從而進行合理的規(guī)劃，使防洪度汛工作與發(fā)電計劃有效的結(jié)合起來，加強了水電站的工作效率。

2.3 自動化軟件

小型水電站的自動化軟件主要由操作系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)用軟件以及工具軟件四個部分組成，全部的系統(tǒng)資源都會由這些軟件來進行管理的，從而使數(shù)據(jù)采集、人機接口、自行整理、通訊調(diào)度等任務(wù)能正常的運行。在現(xiàn)今的操作系統(tǒng)中應(yīng)該具有良好的控制界面、較強的適應(yīng)性、較好的通用性等特點。

2.3.1 操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)軟件一般具有較高的實用性、可靠性以及穩(wěn)定性。目前我國常用的是WindowsNT軟件，這款軟件就與操作系統(tǒng)的特點相吻合，它能有效的對計算機內(nèi)所有資源進行管理，加強了其他軟件與系統(tǒng)的交流，操作系統(tǒng)為其他軟件提供了良好的工作環(huán)境[5]。

2.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的軟件有數(shù)據(jù)采集與處理軟件、雙機切換軟件、基本應(yīng)用軟件等，他們都有實時監(jiān)控與人機聯(lián)系的特點，可以使小型水電站的所有工作系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控。

2.3.3 應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件包括自動發(fā)電軟件、自動電壓控制軟件、開停機過程監(jiān)控軟件、經(jīng)濟運行軟件、電站公用設(shè)備監(jiān)控軟件、電站運行輔助和指導(dǎo)軟件以及管理支持軟件等。

2.3.4 工具軟件。包括開發(fā)工具、3D圖形軟件以及PLC編程軟件等，這些軟件使程序系統(tǒng)的編輯工作有效的進行，加強各軟件之間相互聯(lián)系，同時監(jiān)控系統(tǒng)向全體用戶開放，讓用戶更加的了解計算機監(jiān)控技術(shù)，加強了系統(tǒng)的可維護性。

2.4 水文自動測報系統(tǒng)

在建設(shè)水電站時，要考慮到防洪以及灌溉等問題，為水電站的發(fā)電過程增加了一些難度。水電站的調(diào)度工作不僅要創(chuàng)造經(jīng)濟上的效益，同時還要掌握汛期的水清以及旱期的農(nóng)田灌溉情況，所以，水電站在發(fā)展經(jīng)濟時還要對當?shù)氐淖匀惶鞖庖约八樽龅阶銐虻牧私猓拍苁狗篮榉姥吹墓ぷ髯龅酶谩Ｋ淖詣訙y報系統(tǒng)不僅及時準確的采集到水清，還能通過計算機快速的運算做出準確的預(yù)報。因此，在小型發(fā)電站中，水文自動測報系統(tǒng)對調(diào)峰、灌溉、防洪等各個方面都起到了重要作用。加強水文自動測報能使發(fā)電站正確處理發(fā)電過程與自然環(huán)境之間的問題。

3 結(jié)束語

文章主要分析了自動化控制在小型水電站中的作用，根據(jù)文中提到的四個方面，即計算機監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、自動化軟件以及水文自動測報系統(tǒng)詳細的論述了自動化控制在小型水電站應(yīng)用，對小型水電站的發(fā)展做到了一定的啟發(fā)作用。

參考文獻

[1]羅飛.綜合自動化系統(tǒng)在小型水電站中的應(yīng)用[J].麗水學(xué)院學(xué)報，2009，7（2）：82.

[2]胡冬妮，賈劍峰.小型水電站綜合自動化控制裝置的比較與應(yīng)用[J].小水電，2009，1（4）：77.

[3]葛瑜.GPRS通信在小型水電站水調(diào)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國水能及電氣化，2011，5（11）：43.

[4]冀麗娜，王鵬飛.智能傳感器與儀表在小型水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2008，2（1）：40.

[5]王橋智.組態(tài)軟件在小型水電站綜合自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].水電廠自動化，2007，9（4）：91.