基于水利水電工程自動化應用分析

吉林省水利水電勘測設計研究院 呂 靖

在我國經濟迅速發展的背景下，水利水電工程的發展水平不斷提高，其作為利國利民的基本工程，對保障居民和工業生產生活有序穩定進行具有十分重要的意義。將自動化技術應用于水利水電工程中，可有效解決部分地區供電困難問題，但目前很多地區對自動化技術的應用仍沒有做到足夠重視，在應用過程中仍存在一定阻礙需進一步解決，以推動我國水利水電工程自動化進程。

水利水電工程中的自動化系統是以電氣自動化系統作為基礎，具備完善的自動化運營模式。其中包括智能檢測技術、傳感器技術、信息技術、編程技術、繼電保護設備等。自動化系統是一種開放式的系統，采用的是分層式結構，不同的水利水電工程結合其自身實際需要，可將自動化系統的功能進行拓展和延伸，針對不同的監控對象設計具有差異性的功能。因此自動化系統具備高度靈活性、分散的特點，將其應用于水利水電工程中可有效提升工程的穩定性和安全性。在大多數水利水電工程中采用的是冗余配置裝備，這種配置具有人機接口，工作人員可非常方便靈活地掌握自動化系統。

1 水利水電工程自動化的意義

提高水利水電工程的工作效率。自動化技術應用于水利水電工程中，可提高工作效率及水利水電工程運行穩定性及可靠性，保障供電質量。此外可有效改善工作環境，在一定程度上減輕工作人員的工作壓力，降低工作人員的勞動強度。利用自動化技術，可對水利水電工程的運行信息和數據進行有機的整合、分析和處理，找到其在運行中的薄弱環節，工作人員針對薄弱環節采取針對性的措施不斷對水利水電工程進行改善，有效提高工作效率。

圖1 2019年自動化設備行業發展現狀趨勢分析

監控水利水電工程的運行狀態。將自動化系統應用到水利水電工程中可及時了解其運行狀態，一旦發電機組出現故障時自動系統可在很快時間內檢測發現并發出預警信號，可有效減少維修人員故障排查時間，并采取有效的維修措施，避免由于故障而導致水利水電工程的運行不穩定，避免產生經濟損失。

提升水利水電的運行效益，減少能源浪費。在傳統水利水電工程運行過程中，會由于技術、信息不匹配等問題造成水資源、煤炭資源的浪費，不僅會降低運行效益、對自然資源也是一種浪費。將自動化系統引入到水利水電工程中可有效減少自然資源的浪費現象，還可實現對信息的檢測和收集，減少人為因素對水利水電系統運行的影響，幫助技術人員找到水利水電工程存在的故障隱患。

2 自動化在水利水電工程中的不足之處

水利水電工程的信息共享程度不高。水利水電工程的信息共享可帶來許多便捷，但受制于我國目前水利水電工程的發展實際狀況，信息共享仍具有一定的難度。信息共享對于設備的要求較高，但我國目前水利水電自動化發展程度較低、發展時間較短，相關的設施體系建設都不夠完善：水利水電工程的服務目標范圍較為狹窄，致使水利水電系統的工作開展具有明確的針對性，呈現不夠兼容的狀態。整個水利水電管理應用體系不夠完善。在信息共享管理上也存在著許多的矛盾。由于許多數據庫是針對特定領域而設定的專項化數據庫，因此具有服務范圍較為發狹窄的現象，且數據庫的建檔不夠健全，致使共享資源質量價值不高，造成了資源共享方面的難度。

水利水電工程在信息化應用和開發方面不夠成熟。在信息化應用開發方面基礎不夠強大，信息技術是實現水利水電工程自動化一項重要的原因，目前許多水利水電數學模型缺乏對于現實工作的實際指導，致使水利水電工程的開發利用效果較低，造成了一定程度上的資源浪費。我國目前許多水利水電工程的自動化技術遠沒達到相關的指標和要求，與自動化程度較高的水利水電工程差距較大，所以在信息化應用和開發方面不夠成熟。

3 自動化在水利水電工程中的應用

3.1 強化實時監控在水利水電工程中的比例

水輪發電機在水利水電工程中承擔著重要的責任，而針對于東北冬季的氣候，水利發電只有在夏季進行運作的可能，這就需在對工程進行實施的過程中應對其靈活性進行有效的提升，而實時監控功能就是一種很好的方法[1]。

如技術人員可先利用相應的計算公式來對水利水電工程進行有效的模擬。通過軟件的作用來對水的流向及流速進行監督，具體來說組態王軟件就是一種很好的軟件，通過組態王軟件的使用可對發電機組及其他部分進行有效監測，對保證發電機組及其組件的運用具有較為積極的作用，同時如果發電機出現一定程度的故障，那么通過軟件的作用也能對故障進行有效的發現。而當有故障發生時，水輪發電機將會有相應的警報來對技術人員進行有效提醒，因此可充分為其搶修提供時間，可促進維修人員搶先一步抵達事故地點對其進行維修。這樣可有效促進發電機組的有序進行，保證生產的效率。

在現實情況下，對水利水電工程進行分析可發現，針對不同工作所需利用的發電機組有著很大區別，這就導致了如果想要更好完成工程建設工作就需對當前的水利水電工程進行有效分析，再依照現有標準對所需機器進行挑選，讓不同的機器都可得到充分利用，以便于對工程整體效率進行提升，這樣就可使得機器能最大化的在工程中發揮其應有的效率，也可使工程整體的安全性和適應性得到應有的提升[2]。

3.2 提升水利水電設備的穩定性應用

為有效提升水電工程建設質量，使水電設備能保持高效率的運轉狀態，可將電氣設備與水利水電工程進行有效適配，讓兩者間產生很好的關聯性，這對于水利水電設備的整體性提升來說具有積極意義[3]。

如工程技術人員需對水利水電設備的穩定性進行有效的認識，尤其是針對于東北地區的氣候特點，設備的穩定性就顯得十分重要。所以要對電氣設備在水利水電設備中的使用價值進行有效提升，那么就應對電氣設備的穩定性進行有序的提升。同時在對電氣設備進行選擇時，還需對其效益及成本的因素集中進行考慮，還需對工程的建設需要和應用特點進行有效的探究，再根據所有情況進行具體策略的有效制定，讓不同的基礎數據可得到更加明確的分析，這對于電氣設備的使用成本進行測算具有十分積極的意義，通過成本的核算將電氣設備的選擇進行更加綜合的判斷，在保障其穩定性的基礎上也要對整個工程的安全性進行考慮，同時以此為基礎才可以對經濟成本進行分析，爭取以最大效益充分進行工程的建設，從而使得電設備可以有針對性的在水利水電領域進行利用。

對于水利水電工程之中的電氣設備來說，最重要的應是對造成其故障的因素進行有效判定，并對其進行更加充分的分析，提升對于工程事故影響因素的判定，同時將資源的消耗量進行更加可靠的分析，通過建立數據模型的方法來對電氣自動化技術的消耗量進行模擬。以此來對工程技術的長期發展提供技術資料積累，在不斷的創新發展中對電氣自動化技術進行更加有效的升級，從而使得水利水電技術能在對技術不斷的穩定發展中對其穩定性的發展提供更加有力的促進作用。

3.3 注重水利水電設備機組的運行情況分析

如果可將電氣自動化設備很好地在水利水電工程中進行有效利用，那么就能更加有效地對其工程的水平進行提升。同時提升自動化設備的使用效率對于建設水利水電設備的智能化管理有著極其重大的意義，既可對原有工作效率進行有效提升，又可使人工的壓力得到一定程度降低，對于水利水電工程的進一步發展具有極其重大的意義。

如技術人員應加強自動化設備的工程中的利用比例，讓自動化系統獨立自主的對相應的問題進行有效的解決。而且還需自動化系統能有效根據當前情況下的工作進行更加明確的選擇，對工作進行有效的完成。同時其還可將設備的情況與當前系統的工作情況進行更為合理的分析，對電氣生產所需的能耗進行進一步的集中，使得生產效益得到最大化的提升。如果在固定的時間將不同的設備進行關閉則可對設備的效率進行提升，那么針對于這種情況可對所有設備進行集中化綜合型的調控，最大化的對非工作狀態的設備進行關閉，使得相同的基礎可有效發揮出更出色的工作效率。

針對已被損壞設備，通過相應監控系統應及時對其進行維修保養，最重要的是要對其進行更換，讓工程在不受影響的情況下有序進行。在設備進行維修后應對其進行充分的驗證試驗，讓設備的可靠性得到進一步的保障，再將設備安裝到整體的工程中進行使用。設備的良好運行才是水利水電工程得以順利進行的重要措施，因此如發現設備產生異樣，一定要對其進行詳細而又全面的檢查，而檢查的最好階段首先是工程進行之前，通過對設備的初步檢查保證其對于工程的有效進行并沒有特別大的問題出現，檢查最重要的就是要在設備運行的過程中，通過對運行良好時設備狀態的充分比對來有效地對設備當前情況進行判斷，從而保障工程的安全性。

3.4 提高水電水利工程的管理水平是重要保障

在進行水利水電工程的管理時需成立專門的監督管理機構，配套完善的法律法規，運用責任制的方式，能夠當發生問題時責任到人，實現對于項目的科學管理，尤其是在水利水電工程自動化建設過程中涉及到眾多先進設備的使用，這些設備需花費大量的成本，對于各種技術設備的使用進行嚴格的檢查、監督能延長其使用壽命，降低項目建設的整體成本，提高水利水電工程的自動化程度。

比如，相關工作人員需能夠擔當起相關的職責，從工程進度、質量監控、資金運作以及自動化設備運行狀況、自動化技術落實狀況等角度做好控制和管理。在管理體系建設上，相關工作人員需能借鑒優秀的發展經驗，可首先從項目工程各部門的軟硬件入手，加強對于軟硬件方面的完善建設，從而為工程建設引導良好的條件，還需能合理利用各種法規制度，加強對于工作人員的管理。也可在進行員工管理的過程中滲透企業文化，這樣能從思想上對工作人員進行管控和引領，提高項目建設的整體質量和水平，加強人員管理的能力。

在財務管理工作方面也需能運用到自動化技術的手段進行財務管理的信息化建設，能夠對于水利水電工程等各種支出收入狀況進行合理的錄入并進行計劃性監管，一旦發生出現財務違規問題要及時給予處罰，利用信息化的手段能提高財務管理的水平。財務管理是水電水水利工程正常合理運行的重要保障，還需能夠提高自動化背景下的財務管理能力，在進行人員管理的過程中也需能夠實現依法管理，使得水利水電工程管理在有序的條件下展開。

再如，相關工作人員在管理的過程中還需能夠建立標準化的保障體系，使各個工程環節都能及時地進行監管，監測工程建設的質量，且各個環節都需做到規范化，符合標準，能完善相關的監督管理體系，發揮監管部門的職責，提高水利水電工程的自動化水平，加強作業自動化技術的應用能力。還需能夠做到新技術、新應用的普及，因為水利水電工程是與科技聯系較為緊密的，受科技的影響較大，尤其是在自動化建設過程中需能具有創新意識，大膽發覺新材料、新技術、新設備，提高水利水電工程自動化的水平，加強對于自動化設備的應用能力。

3.5 加強工作人員的整體素質是有力環節

工作人員是保證水利水電工程落實的重要基礎，需能加強相關工作人員對于水電工程新技術的應用能力，提高工程的自動化水平，在團隊范圍內可開展項目培訓，加強工作人員對于新技術新應用的理解。

比如可開展水利水電工程自動化技術應用知識講座、水利水電新原料新設備知識分享會。水利水電工程在現代化的發展背景下，還需能夠聯合線上培訓打造線上、線下培訓一體化的培訓策略。線上培訓能打破時間及空間的限制，可去面對更加廣闊的人員普及水利水電工程的自動化信息技術。而運用線上培訓能促進理論和實踐的結合，給予相關工作人員實踐的機會，加強對于新技術的應用能力。利用培訓會的方式可有效提高工作人員的整體質量和水平，在進行工作人員管理的過程中，還需能夠提高工作人員對于新技術的重視，引導工作人員能夠加強自我建設，這樣有利于為企業發展注入源源不斷的活力。

還可通過績效考核的方式，加強對于員工工作能力及自動化新技術應用落實狀況的監督，每個月月末進行兩兩對比，結合新技術培訓會表現狀況、自動化技術應用落實狀況、責任制管理表現狀況以及犯錯狀況、額外獎勵狀況多個角度進行橫向和縱向的對比。兩位員工中較為優秀的一方可以記一分，員工都兩兩對比過后，累計得分最高的即為優秀員工，可獲得一定精神上或物質上的獎勵。加強對于工作人員新技術落實能力的監督，激發工作人員的工作積極性，提高水利水電工程的自動化水平，促進我國工業現代化。

綜上，水利水電工程對人們生產生活具有重要的影響，將自動化技術應用到水利水電工程中可有效提高整體工作效率，使水利水電工程為企業和居民的供電變得更加穩定可靠，節約大量的人力資源，實現對電力系統的自動化控制，為水利水電工程帶來更多的經濟效益。在應用過程中需結合水利水電工程的規模大小合理選擇設備型號，對水輪發電機組的運行及設備進行檢測與控制，充分發揮自動化技術的價值。