水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟運行

劉鶯

水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟運行

劉鶯

（信陽市鲇魚山水庫管理局 河南省信陽市商城縣 465350）

現(xiàn)階段，我國水利發(fā)電工程雖然不斷健全和發(fā)展，可是還有一定的問題存在，所以，當前水力發(fā)電工程的重要任務是實現(xiàn)水電站的高效和安全的運行。要想做到水利發(fā)電安全與經(jīng)濟運行，是需要工作人員長時間的不懈努力，也需要水利發(fā)電中所有人員共同參與，從而使水電站的潛能更好的發(fā)揮，使水能利用率得到提高，也使水電站運行實現(xiàn)集約化。本文我們從水利發(fā)電的運行現(xiàn)狀及經(jīng)濟運行等進行分析。

水利發(fā)電；安全；經(jīng)濟運行；分析

中國的水力資源比較豐富，根據(jù)有關調(diào)查得知我國的水力資源蘊藏量達到了6.81億kW以上，當中能夠開發(fā)利用的約占3.88億kW。目前我國已有水電站約為40028座，大概的總體容量為2486萬kW。我國近年來廣泛開展綠色環(huán)保事業(yè)，促進了水利發(fā)電工程的不斷發(fā)展與健全。水電站有著投入較低，回報豐厚等優(yōu)勢，吸引大批投資者于水利發(fā)電的建設，隨著電力網(wǎng)絡的不斷完善，許多水電站達到了并網(wǎng)運行，這給水利水電的安全高效運行提出了更高的標準與要求。

1 水利發(fā)電安全運行現(xiàn)狀

1.1 水利水電的發(fā)展

隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，許多行業(yè)對水電的需求量都呈增長趨勢，這給我國的水利發(fā)電運行帶來更多的壓力。為了能夠達到用戶的需求量，多數(shù)水電站都會加大輸電量和發(fā)電量，但這種做法，使水電站的發(fā)電設備損耗增加了，還存有一定的安全隱患，因而在水利發(fā)電中一定要加強安全運行與管理上的工作。

1.2 水利發(fā)電設備的運行狀態(tài)還不安全

現(xiàn)在我國許多水利發(fā)電站在運行當中，發(fā)電機的輸出電壓為0.41kV，而發(fā)電設備選擇的是暗燈法與正步標法進行并網(wǎng)，設備在運行當中，通常只有發(fā)電機端口開關設有感應電繼電器。一些水電站的投資人為了能讓資金節(jié)省，設備多使用手動調(diào)整裝備，線路電線采用的是10kV配電電線，在電路中存有較多負電荷，使電網(wǎng)在并網(wǎng)中不容易把握同期時間，造成電流的沖擊太大，使運行機組與電網(wǎng)受到很強震蕩，導致設備機組嚴重損耗。水力豐富時，水電站從并網(wǎng)轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運行，容易出現(xiàn)沿線用電器燒毀。水力缺少時，電壓會下降，假如低于額定電壓，就容易出現(xiàn)跳閘。

1.3 當前的發(fā)電機組保護設置

我國許多水電站的裝機容量都不超于1000W，采用的是低壓水輪發(fā)電機組。通常依照簡單的設置原則對機組保護裝置進行配置，就比如發(fā)電機端口的空氣開關等，而發(fā)電機組的保護多數(shù)依靠低壓端電進行自我保護來做到低電壓保護和機組過流保護。

1.4 管理手段靠后

目前，我國很多水利發(fā)電站設備不先進，而工作人員較多也不是水電專業(yè)的，不熟悉水電專業(yè)理論知識，對我國水電站設備經(jīng)濟運行和安全了解很少，使水電站的發(fā)展受到局限，也使新技術的發(fā)展未能很好的被運用。

2 水利發(fā)電經(jīng)濟運行的智能自動化

人工智能其實就是一門探討運用計算機模擬方法以及執(zhí)行人腦的一些智力方面的學科。人工智能是以知識為前提的，在水利發(fā)電經(jīng)濟運行上其主要包含在三個方面：①確定性規(guī)則知識：就如功率和單位流量等的計算；②確定性的事實知識：就比如：水庫特征、水輪機的特征曲線、泄洪特征和電站引水設備的性能等；③不確定性的事實知識，就如電站年徑流特征與曲線、水輪機的振動范圍等等，由水庫特征、電站引和泄洪、水電站下游水位流量之間的關系、水輪機特征曲線以及排水裝置特征等等構成綜合數(shù)據(jù)庫，它也是產(chǎn)生式系統(tǒng)運用的關鍵數(shù)據(jù)結(jié)構。產(chǎn)生式規(guī)則是對問題空間的數(shù)學模型熟悉掌握后出現(xiàn)的方法空間。一般在工程中問題較繁雜，可是空間方法可以從多個角度，不同側(cè)面對問題進行審視形成方法集。

要想對人類的智能活動模擬，就要處理好組合爆炸問題，也就是說于問題空間繁雜的組合中挑除不會同時產(chǎn)生的狀況。另外，搜索策略影響著程序效率的高低，同時對相關參數(shù)是不是收斂于目標集也有影響，搜索策略屬于人工智能系統(tǒng)的主要部分，它是運用知識控制、協(xié)調(diào)和表示系統(tǒng)的每個部分對問題進行求解，策略的作用受產(chǎn)生式系統(tǒng)約束，也就是在規(guī)則集中選擇規(guī)則，同時對綜合數(shù)據(jù)庫作用，于初始狀態(tài)上找尋一個達到條件的問題狀態(tài)。

3 水電站的經(jīng)濟運行

水電站的經(jīng)濟運行主要表現(xiàn)于以下兩方面：①有一定的出力，流量最小化也就是控制出力，為了使電網(wǎng)的供需均衡，當前的自動發(fā)電控制軟件通常是依照網(wǎng)上需求量給電站提供一個總負荷，之后于電廠內(nèi)對出力組合優(yōu)化，使耗水量最小化；②有一定的流量，出力最大化也就是控制流量，我國多數(shù)水電站資源情況的特點具有：庫容較小或無庫容；流量隨季節(jié)變化明顯。

如何運用有限的流量做到多發(fā)電，同時讓機組協(xié)聯(lián)于穩(wěn)定運行區(qū)域，確保組態(tài)效率最高，可以從以下做起：做到實時預報，參照預報對比實測結(jié)果，校正相關參數(shù)；依照電力系統(tǒng)的調(diào)度計劃及實際水位等狀況，確認水電站的日負荷計劃，在運行當中進行水電站內(nèi)負荷自動給定；于給定負荷下，進行工作機組組合和機組臺數(shù)的最優(yōu)化計算，依照準則選取工作機組的機組號和臺數(shù)，達到機組間負荷的優(yōu)化分配；依照水電站的負荷預測資料和日負荷計劃，預先進行機組啟動和停止的優(yōu)化計算，使其照優(yōu)化準則進行；對于調(diào)頻水利發(fā)電站，在電站機組要轉(zhuǎn)變運行工況時，比如啟動或停止新的工作機組及增減負荷等，必須實時計算，找到轉(zhuǎn)變水利發(fā)電站機組工況的最好控制規(guī)律，同時做到機組間隨機負荷的實時調(diào)節(jié)和最優(yōu)分配；若水利發(fā)電站進行調(diào)頻運行或依照給定負荷運行時，可以實時的對負荷偏差進行檢測，若系統(tǒng)要求的負荷值和水利發(fā)電站的出力出現(xiàn)偏差時，根據(jù)偏差值，進行調(diào)節(jié)和控制；具備手動與自動功能，一般情況下，實時控制系統(tǒng)依照優(yōu)化結(jié)果，根據(jù)最優(yōu)準則能夠自動改變機組的運行情況，在特殊狀況下，經(jīng)過輸出顯示，給出依照優(yōu)化準則改變機組運行工況的操作指令，操作人員依照指令手動操作；經(jīng)過計算機屏幕顯示最優(yōu)運行方式、操作實況和操作調(diào)節(jié)指令及有關的技術數(shù)據(jù)等內(nèi)容，方便水電站的運行和管理員的監(jiān)控；通過數(shù)據(jù)庫管理功能來對水利發(fā)電站的技術指標和運行參數(shù)以及二次數(shù)據(jù)等進行儲存，同時能根據(jù)要求生成表格；經(jīng)過歷史數(shù)據(jù)智能學習，做到自動尋找最佳流量和最佳水頭，做到水資源實時、長期的優(yōu)化；可以做到機組協(xié)聯(lián)運行在穩(wěn)定區(qū)域，確保機組高效和穩(wěn)定的運行。

4 確保水利發(fā)電的安全運行

首先，一定要樹立安全生產(chǎn)觀念，確保水電站安全運行，促進水電發(fā)展有更好的經(jīng)濟效益，企業(yè)要想做到現(xiàn)代化管理，就要及時更新生產(chǎn)設備，使生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)能夠順利進行，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。再而要想提升水電站的經(jīng)濟效益，必須積極應用現(xiàn)代化安全生產(chǎn)技術，使生產(chǎn)設備安全工作有保障，讓生產(chǎn)活動順暢的進行，水電站要構建健全的設備管理工作，定時檢修水電站的設備，記錄好機組安裝的技術參數(shù)，對設備運行問題做好記錄，并注明故障原因及處理方法等，從而實現(xiàn)水利水電安全與經(jīng)濟運行，促進水電站的發(fā)展。而后要健全水電站安全監(jiān)督工作，由管理人員不定期進行巡視抽查，切實做好水電生產(chǎn)設備運行。最后做好水利水電安全機組過電保護，在設備機組上加轉(zhuǎn)DY-34型號的電壓繼電器，此裝置投入少且安裝方便，把這種電壓繼電器的兩個閉接點依照要求進行連接，再把其與空氣開關的扣器線圈連接，當電壓正常，則空氣開關處于合閘狀態(tài)，若電壓負荷超于既定值，空氣開關就會跳閘，能夠有效的保護設備機組電壓，做到水利發(fā)電運行安全，達到一定經(jīng)濟效益。

5 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟和科技的不斷展，水利發(fā)電也在不斷進步，通過以上分析，未來我們希望水利發(fā)電能夠發(fā)揮更多的潛能，使水能利用率得到提升，促進水電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

[1]張 明.分析小型水力發(fā)電站的運行管理[J].科技創(chuàng)新，2012（8）：21～24.

[2]徐 強.探討水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟運行[J].城市建設，2013（6）：15～16.

[3]張春玉.水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟運行應用[J].水利水電建設，2012（5）：72～73.

TV737

A

1004-7344（2016）31-0165-02

2016-10-12

劉 鶯，女，助理工程師，大專，主要從事水利發(fā)電方面管理工作。