水電站技術供水自動控制的優化設計研究

【摘要】在水電站建設中，技術供水的方式有很多，包括水泵供水、自流供水、混合供水等，想要確保水電站供水系統的自動控制，需要在合理選擇技術供水方式的同時，做好系統優化設計。本文結合具體的工程實例，對水電站技術供水自動控制的優化設計進行了分析和研究。

【關鍵詞】水電站；技術供水；自動控制；優化設計

前言：

最近幾年，可持續發展理念的持續深化，使得水利水電工程得到了飛速發展，工程項目的數量不斷增長，對于工程的質量和運行的穩定性也提出了越發嚴格的要求。從工程建設人員的角度，應該立足水電站的實際情況，做好技術供水自動控制的優化設計，以此來保證水電站的穩定可靠運行。

1、工程概況

某水電站建成于2016年5月，總裝機容量40萬千瓦，在區域電力系統中發揮著骨干調峰的作用。電站設置有3臺4000kW的水輪發電機組，采用臥軸混流式結構，機組總體結構形式為兩支點一主軸。水電站設計水頭為151.1m，實際運行水頭范圍在149.5m-156.2m之間，年利用小時數約為3974h。

2、水電站技術供水方式

考慮水頭范圍、水質等影響，不同水電站有著不同的技術供水方式，常見的有水泵供水、自流供水和混合供水等，結合高水電站的水頭范圍，睡著水泵供水的方式，從下游取水。在設備布設環節，可以選擇兩種不同的配置方式，一是集中布置，這個水電站機組用水設備利用一個或者多個公共取水設備取水，經供水干管傳輸到各個機組；二是單元布置，每一個水電機組設置獨立的供水系統。結合該水電站的具體情況，若采用單元布置的方式，從保證機組運行可靠性的角度，需要為每一臺機組配備兩臺供水泵（一用一備），這樣必然會導致成本的增大，影響資源的合理利用。若采用集中布置，則可以設置三臺供水泵（兩用一備）以及相應的供水干管。為了切實保障機組運行對于水壓的要求，應該設置PLC變頻調速，實現水泵電機轉速的自動化調節，這樣同樣會導致成本的增大。

對比兩種配置方式，經優化設計后形成了單元集中布置相結合的全新形式，在每一臺機組設置獨立的供水泵，供給機組運行所需的潤滑和冷卻水，避免了不同機組之間的相互干擾問題。而在三臺機組之間，設置了公備水泵和供水干管，充分保證了供水方式的可靠性，通過兩種方式的優勢互補，保證了水電站技術供水的優化設計（如圖1所示），在充分保證供水可靠性的前提下，有效減少了設備數量，節約了成本投入。

3、水電站技術供水自動控制優化設計

伴隨著水電機組及自動開啟和停機控制流程，供水系統會接受來自機組LCU的投入及切除供水命令，實現對供水泵的自動啟動或停止。技術供水控制系統可以設置為現地手動控制，配合遠程自動控制，可以滿足機組自動開關機的運行需求。

考慮水電站技術供水采用的是單元集中布置相結合的方式，每一臺機組都設置有獨立供水泵，配合機組公備供水泵和供水干管來滿足機組用水需求。在這種情況下，技術供水系統屬于公有系統，自動控制需要通過機組現地控制單元（機組LCU）和公用設備現地控制單元（公用LCU）共同完成。機組自動開機或停機時，依照控制流程，機組LCU會向公用LCU發送投切指令，公用LCU根據接收到的指令完成機組對應水泵的統一協調控制。若機組對應水泵出現故障，則可以啟動公用備用水泵完成供水。機組LCU和公用LCU之間的信息傳輸在機組LCU與技術供水控制系統之間構建起了緊密聯系，也使得技術供水自動控制能夠切實滿足水電站機組自動控制的現實需求，實現了無人值守或者少人值守。

4、結語

總而言之，水電站技術供水在水電站中占據了相當重要的位置，與發電機組運行的穩定性和安全性密切相關。因此，在供水自動控制系統設置中，需要選擇可靠的設備，配合合理的技術方案以及完善的供水管網，滿足水電站運行過程中的用水需求。通過優化設計，水電站技術供水方式更加合理也更加可靠，能夠有效減少成本投入，保證水電站的正常運轉。

參考文獻：

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