自動化控制技術(shù)在水庫電站運行中的有效應(yīng)用

陳小格

【摘要】在國家政府高度重視與清潔能源利用背景下，水電站工程建設(shè)數(shù)量激增，為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展作出了貢獻，自動化控制技術(shù)也在水庫電站運行中得到了廣泛應(yīng)用，增強了水電站電氣設(shè)施運行質(zhì)量與效率。而本文則主要對自動化控制技術(shù)在水庫電站運行中的應(yīng)用要點進行了闡述。

【關(guān)鍵詞】自動化控制技術(shù)；水庫電站運行；有效應(yīng)用

當前，我國對電能需求量相當大，要求水電站工作程序始終緊跟時代發(fā)展步伐，增強工作效率，以不斷滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的電力需求。水電站屬于我國的支柱性工業(yè)，將自動化控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于水庫電站運行中意義重大。

一、水電站自動化控制的重要性

水電站自動化控制技術(shù)的大力應(yīng)用，讓水電站實現(xiàn)了運行和管理方面的自動化，運行管理人員在不少設(shè)施、設(shè)備的操作上工作量明顯減少，降低了運行管理人員工作強度，達到了水電站少人值守或無人值守的效果。

站在水電技術(shù)視角來分析，自動化控制技術(shù)在水電站運行和管理方面的大力運用，能準確、快速的展現(xiàn)各類水電設(shè)施或設(shè)備真實運行情況與相關(guān)工藝、技術(shù)參數(shù)，針對不同設(shè)施或設(shè)備常發(fā)生的不正常運行情況也可做到及時報警，增加了設(shè)備運行與管理過程的安全系數(shù)。此外，自動化控制技術(shù)在水電站的應(yīng)用推廣，可省去人工操作環(huán)節(jié)，又成功的避免了人工操作失誤可能性的發(fā)生，為區(qū)域電力穩(wěn)定提供了相應(yīng)的技術(shù)條件。

二、水電站自動化控制系統(tǒng)

零陵區(qū)石壩仔水庫電站自動化控制系統(tǒng)具體組成部分包括：現(xiàn)地控制系統(tǒng)、電站主廠房監(jiān)控系統(tǒng)、輔助設(shè)備保護和監(jiān)控系統(tǒng)，并利用以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)連接成一整體，詳細系統(tǒng)構(gòu)成見圖1，圖為水電站主廠房監(jiān)控系統(tǒng)核心，其中：

1號工作站為電站主廠房監(jiān)控系統(tǒng)核心，專門實現(xiàn)電站機組空轉(zhuǎn)、發(fā)電、空載與停機等操作，并收集、顯示電站里不同設(shè)備的實時參數(shù)，再記錄至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫里。由2臺打印機、1臺計算機、1個GPS衛(wèi)星校時系統(tǒng)、1套通訊警服務(wù)器、2套后背式UPS不間斷電源裝置等構(gòu)成，用作電站計算機系統(tǒng)和電力系統(tǒng)調(diào)度。其中，GPS衛(wèi)星校時系統(tǒng)專門用以保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)主控級計算機與單元級各LCU可和GPS時鐘同步，確保整個系統(tǒng)時鐘精度符合監(jiān)控系統(tǒng)時間分辨率要求。此系統(tǒng)用到的是一套高精度GPS衛(wèi)星校時裝置，型號：hea-tss。

三、自動化控制技術(shù)在水庫電站運行中的應(yīng)用

自動化控制技術(shù)在水庫電站運行中的應(yīng)用關(guān)鍵是和計算機監(jiān)控及跟蹤系統(tǒng)相輔相成。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，變電站自動化控制的新技術(shù)應(yīng)運而生，主要包括：

（一）數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)的應(yīng)用

變電站自動化控制需大量數(shù)據(jù)采集，即有電流值、故障信息、電壓值、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)的采集處理?，F(xiàn)今常見的有多媒體技術(shù)、GPS技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。GPS技術(shù)可供給誤差相當小的秒脈沖信號，于變電站自動化控制系統(tǒng)的相位測量、故障檢測、頻率監(jiān)聽等多方面均得到了應(yīng)用。多媒體技術(shù)應(yīng)用到故障查詢、語音報警、視頻監(jiān)控、狀態(tài)動畫功能顯示等多方面中。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)為水庫電站供給更成熟的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持，成功完成水庫電站各類數(shù)據(jù)庫的共享與管理。數(shù)字處理技術(shù)其實際就是新型數(shù)字處理芯片技術(shù)，現(xiàn)今的DSP芯片在繼電保護、信號傳輸?shù)榷喾矫婢玫搅藦V泛應(yīng)用，增強了水庫電站自動化控制系統(tǒng)數(shù)字化水平。

數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP）即對直流交流電給予采樣的一種運動裝置技術(shù)，能集重合閘、保護、鼓掌測距等多種自動裝置測量于一體的，全面構(gòu)成自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過數(shù)字信息處理技術(shù)的應(yīng)用，可相當準確的計算出電流方向與鼓掌電流，準確率可達0.2%；數(shù)字信號處理技術(shù)不但能夠解決電能測量與計算問題，還能準確的進行數(shù)據(jù)分析，有一定的保護功能。

（二）可編程邏輯控制器PLC軟件的應(yīng)用

可編程邏輯控制器（PLC）軟件主要采用的是模塊化設(shè)計，開發(fā)設(shè)計難度明顯下降，并提高了可讀性與可移植性，可實現(xiàn)水庫電站的無人值守。自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可利用現(xiàn)場程序完成對PLC的控制，使其能實現(xiàn)實時監(jiān)測、故障記錄，形成趨勢圖等，盡可能的使變電站管理工作更加現(xiàn)代化與智能化，如此能夠增強水庫電站運行安全性與穩(wěn)定性，還能減少維護工作量，提高管理水平。

（三）綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用

變電站自動化控制系統(tǒng)里通過綜合自動化技術(shù)可完成面向現(xiàn)場的目標，保護工況通過監(jiān)視控制與信息采集的方式給予監(jiān)控。變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種面向市場的系統(tǒng)，并非以往的通過大型控制室，而僅僅與相關(guān)工程設(shè)計彼此配合則可達到自動化控制。

總之，自動化控制技術(shù)在水庫電站的應(yīng)用可提升運行效率與管理質(zhì)量，減少水庫電站在運行與管理期間出現(xiàn)各類故障，確保水庫電站高校、穩(wěn)定與安全運行，對推動我國水利水電建設(shè)工程事業(yè)發(fā)展意義重大。

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