論水電廠自動控制系統存在的問題及解決對策

黨國軍

青海黃河中型水電開發有限責任公司

論水電廠自動控制系統存在的問題及解決對策

黨國軍

青海黃河中型水電開發有限責任公司

在水電廠的運行過程中，自動控制系統的作用不但可以智能管理，而且可以實時監控。我國水電廠擁有一個相對來說比較遲緩的發展速度，一些水電廠的時間久了，其場地還有設備也變得老舊了，同時也不能及時的更新和維護其控制軟件，這就造成了其監測的數據沒有辦法保證準確性，與此同時還帶來了一些隱患影響了水電廠的正常運行。所以，在目前這種情況下，我們應該全方面的自動化改造水電廠的管理以及監控系統，從而使得水電廠的經濟效益得以提高。

水電廠；自動控制系統；問題及對策

隨著我國水電廠行業的快速發展，尤其是隨著計算機技術在水電廠控制領域的應用越來越多，實現水電廠生產過程的自動化已經是大勢所趨。結合我國水電廠企業在應用自動控制系統后，所取得的效果較為顯著，它極大地提高了工作程序的精確度，從而在很大程度上提高了工作效率。但是，與西方發達國家相比，我國水電廠行業還存在一些不足之處，這也是我們認為值得探究的部分。

1 水電廠自動化控制概述

在自動化控制技術中，自動化專業技術手段是主要的核心，自動化控制技術主要是集合了很多種自動化專業技術的長處，形成綜合性自動化控制技術。實用性強、應用廣泛是自動化控制技術的突出特點，它可以適用到不同的行業的生產和經營管理中。所有利用計算機技術進行管理或控制的行業，都可以應用自動化控制技術來代替人工進行操作。自動化控制技術的實質就是借助特殊的控制裝置，使控制對象能夠按照預先設定的程序來運行。目前，有很多水電廠已經開始將自動化控制技術運用到實際生產中去，然而，由于我國自動化控制技術研究起步較晚，其應用水平還有待于進一步提高。

2 我國水電廠自動控制系統存在的問題

2.1 應變能力不足

雖然說自動控制系統是智能化的處理系統，但是并不是說什么都是智能的，它有一些方面也是非智能的，比如說，當一些突發狀況發生的時候，自動控制系統就不能及時處理，更別說有效處理了。這主要是因為它本身有一些漏洞或者說缺陷存在于某一內容或某一項技術上，例如由于不完善的相關系統軟件使得專家系統沒有辦法保證能夠及時有效的處理問題。

2.2 因編程技術而導致的系統缺陷

編程人員技術水平對自動化控制系統的影響比較大，決定著自動化控制技術水平研發及應用水平的高度。如果編程人員的專業素質與技能不高，自動化控制系統就會存在很多缺陷與不足，在實際應用中就會產生很多問題，甚至是故障，影響了其應用效果和經濟效益的發揮。

2.3 傳感器故障問題

感器的常見故障：①傳感器斷線：傳感器處于斷開的狀態。②傳感器恒偏差：傳感器的輸出信號和實測值存在較大偏差。③傳感器的增益變化：傳感器的輸出增益衰減或增大。④傳感器卡死：傳感器的輸出不隨被測量值的變化而變化，保持一個恒定的輸出值。⑤傳感器脈沖性故障：傳感器的輸出突然出現很短時間的突變后又恢復正常。

3 水電廠自動控制系統問題的解決對策

3.1 建立模型

眾所周知，過熱汽溫系統是一個多擾動輸入系統，通常控制模式為：減溫水流量為輸入，各級減溫器后的蒸汽溫度為輸出，其他為擾動因素。但該模式因系統負荷的變化而無法滿足日常的控制，故本文認為采用建立模糊動態模型，以小區域控制模型代替大區域控制模型，提高系統控制和響應精度，從而獲得全控制范圍高精度的動態響應，保證系統能夠滿足生產要求，具體做法是在典型工況(如35%，50%，70%，100%負荷)下分別建立對象相應的線性模型，規定其相應的工作范圍和轉換條件，通過模糊關系連接來描述全系統。對于過熱汽溫系統，動態模型可將蒸汽負荷作為條件變量，用模糊語言來描述系統運行所處的工況。W(負荷)=(很低，較低，中等，較高，很高)，在不同的模糊語言值的情況下分別建立線性子模型，最終得到刻畫系統整個動態特性的模糊規則集。

3.2 做好采集數據和處理操控

系統的現場測控單元采集有關的信息，并對故障、事件、變位信號、狀態、和模擬量越限和正常的信息等都進行對應的檢測。預處理數據的各種合理性校檢，并且利用網絡對主控級進行實時數據庫更新。采集一下的信號類型：開關量、模擬量和脈沖量。模擬量分為電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、溫度和頻率。而脈沖量又分為有功電能和無功電能。開關量分為斷路器和隔離開關及接地開關的安全自動裝置、位置信號和繼電保護裝置的報警、動作、運行監視信號等等。主控級、中控室以及現地操作面板通過分析發出命令，現場機組接收后完成各種控制和調節任務：(1)設備的正常開停機。(2)設備同期裝置控制。(3)設備事故緊急停機控制。(4)設備有功、無功的針對性調節。(5)滅磁開關控制。(6)刀閘等控制。以及其他一系列任務處理。

3.3 優化自動化元器件的選型和使用

水電廠自動化系統的所有監控過程最終是由自動化元器件來完成的，所以自動化元器件的選型和使用顯得非常重要。對關鍵的元器件，如作為開機條件的示流器、電動閥、測速裝置、電磁閥、同期裝置等；作為機組保護用的三部軸承溫度控制器、剪斷銷信號器、緊停電磁閥等；為防止水淹廠房，在電廠最低部位(如主閥層、吸出管層)安裝檢測水位的傳感器等。他們的選型一定要高起點、高可靠性，不僅要確保動作可靠，動作信號也要能正確上送，這樣一方面便于監視，另一方面便于控制回路處理。應先單機試驗后再推廣，并盡量選用質量好的定型產品，在資金條件允許的情況下最好首選進口產品。

綜上所述，隨著水電廠“無人值班”(少人值守)工作的不斷開展，對水電廠的生產運行和管理提出了新的要求，也對水電廠自動化技術提出了更高的要求。計算機技術、信息技術、網絡技術、通訊技術和自動化元器件水平的不斷發展，給水電廠自動化系統，提供了一個廣闊的發展舞臺。如今的水電廠自動化系統已經成為一個集計算機、網絡、控制、通信及機電一體的綜合系統。相信隨著水電廠自動化技術的不斷提高“，無人值班”(少人值守)水電廠的管理水平會越來越高。

[1]易智超.論水電廠自動控制系統存在的問題及解決對策[J].科技風，2016，(11)：156.