試論水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題及其控制措施

伍峰

【摘 要】水力發(fā)電作為一種高效清潔能源，不僅沒(méi)有污染，還有利于節(jié)約能源。雖然水力發(fā)電的自動(dòng)化系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，但在其發(fā)展過(guò)程中仍存在一定的問(wèn)題。本文詳細(xì)闡述了水力發(fā)電優(yōu)勢(shì)，同時(shí)從控制、維護(hù)及管理領(lǐng)域之間的關(guān)系及環(huán)境方面對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并從集成化、分布化及開(kāi)放性等方面提出了相應(yīng)的控制措施，以促進(jìn)水力發(fā)電工程得到更好的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水力發(fā)電；自動(dòng)化系統(tǒng)；問(wèn)題；控制措施

引言

水力發(fā)電工程是一項(xiàng)綜合性工程，同時(shí)承擔(dān)著航運(yùn)、漁業(yè)、灌輸、發(fā)電等一系列任務(wù)，是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)。想要使這項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化，只依靠人工來(lái)控制，其中的困難不言而喻，即使借助設(shè)備進(jìn)行分散控制也很難達(dá)到目標(biāo)，在這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)化集散控制是必然的發(fā)展趨勢(shì)。所以在水力發(fā)電工程中應(yīng)十分重視其自動(dòng)化系統(tǒng)。

1、水力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

水力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)主要在于以下兩個(gè)方面：（1）環(huán)境優(yōu)勢(shì)。水力發(fā)電即借助水位的落差將水能轉(zhuǎn)變成電能的技術(shù)。目前各個(gè)國(guó)家都在盡可能使CO2減少排放，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，水力發(fā)電作為一種有效清潔的生產(chǎn)模式，其具備著其他發(fā)電方式不能相比的環(huán)境優(yōu)勢(shì)。火力發(fā)電不僅排放CO2，還會(huì)產(chǎn)生CO、SO2等有害氣體，不僅造成環(huán)境污染，還對(duì)人們的身體健康有危害。（2）價(jià)格優(yōu)勢(shì)。與火力、核能發(fā)電相比，水力發(fā)電的價(jià)格最低。目前各國(guó)原油價(jià)格是相當(dāng)昂貴的，雖然向用戶收取電費(fèi)，但其生產(chǎn)價(jià)值和消費(fèi)價(jià)值是不成正比的。但應(yīng)用火力發(fā)電就能省去燃料費(fèi)，且我國(guó)具有很多江河，具有一定的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)，不僅能夠節(jié)約資源，還能使電價(jià)降低。

2、水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題

2.1控制、維護(hù)及管理領(lǐng)域的發(fā)展不平衡

與維護(hù)及管理自動(dòng)化相比，控制自動(dòng)化發(fā)展較早，但目前只有在財(cái)務(wù)、物料及人事管理方面應(yīng)用了控制自動(dòng)化，在技術(shù)管理方面還沒(méi)有任何應(yīng)用。使控制自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)無(wú)法充分發(fā)揮。維護(hù)自動(dòng)化發(fā)展較晚，目前只在計(jì)劃及事后維護(hù)階段有所應(yīng)用。國(guó)外在20世紀(jì)90年代才開(kāi)始對(duì)狀態(tài)、預(yù)知及遠(yuǎn)程維修等技術(shù)的研究，而我國(guó)目前只處于初級(jí)階段[1]。

2.2控制、維護(hù)及管理領(lǐng)域互不合作

控制、維護(hù)及管理隸屬于三個(gè)部門，互相之間沒(méi)有信息交流或者很少有交流，決策上也沒(méi)有任何聯(lián)系。但在實(shí)際工作時(shí)，各領(lǐng)域的決策都要依靠另外另個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際信息及情況來(lái)決定。因此，三者之間互不合作是不科學(xué)的。

2.3環(huán)境問(wèn)題

水電工程與其他工程一樣都要付出代價(jià)，所以在水電工程建設(shè)過(guò)程中很容易出現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題。其主要的問(wèn)題包含兩個(gè)方面：（1）自然環(huán)境。工程建設(shè)能夠改變水文條件，，使水域形態(tài)的沖淤產(chǎn)生變化，影響著水質(zhì)、土壤、地震、小氣候以及地下水，想象著動(dòng)植物、魚類及水中生物等，還影響著景觀及上下游等。（2）社會(huì)環(huán)境。工程建設(shè)影響著土地利用率、人群遷移以及健康等，還影響著周圍環(huán)境產(chǎn)生的效益等。

3、水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)的控制措施

水力發(fā)電自動(dòng)化發(fā)展越來(lái)越顯著，就電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)加強(qiáng)應(yīng)用能夠有效提升工作效率，充分滿足人們的需求，在明確了解自動(dòng)化系統(tǒng)中存在的問(wèn)題之后，必須采取相應(yīng)的控制措施，保證自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。具體措施為：

3.1集成化

集成化包含的是功能、目標(biāo)以及信息集成三個(gè)部分。功能集成主要是指控制、維護(hù)以及管理三個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有機(jī)結(jié)合，使其構(gòu)成一個(gè)整體，加強(qiáng)三者之間的交流，充分發(fā)揮其自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)。目標(biāo)集成主要是有效結(jié)合自動(dòng)化系統(tǒng)化的可靠性、效益以及性能，建立統(tǒng)一的目標(biāo)，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益最大化。信息集成主要是有機(jī)結(jié)合自動(dòng)化系統(tǒng)中的有效信息，構(gòu)成統(tǒng)一化系統(tǒng)，保證信息統(tǒng)一協(xié)調(diào)，推動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展。系統(tǒng)集成主要是指從硬件角度出發(fā)，系統(tǒng)結(jié)合自身需求，集各家之長(zhǎng)，應(yīng)用不同的供貨商產(chǎn)品，當(dāng)然，在這其中要做好各設(shè)備間的操作問(wèn)題。從軟件角度出發(fā)，在用戶友好的基礎(chǔ)上對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，即做到既能仿真，又能實(shí)干的軟件系統(tǒng)。

3.2智能化

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的目標(biāo)，必須加強(qiáng)系統(tǒng)以及其組合部分的智能化程度，即實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、操作以及決策的智能化。智能化主要指的是完整的系統(tǒng)、控制領(lǐng)域、維護(hù)領(lǐng)域、管理領(lǐng)域生產(chǎn)檢測(cè)裝置以及執(zhí)行裝置等，都具備目標(biāo)、行為態(tài)勢(shì)、決策以及狀態(tài)故障等一系列的分析能力。

3.3分布化

在完整的集成系統(tǒng)中，必須有科學(xué)合理的分布部署，包含任務(wù)和智能分布化兩個(gè)部分。集成和分布的有機(jī)結(jié)合才能保證各部分的質(zhì)量。職責(zé)以及安全可靠性，系統(tǒng)才能明確分工、信息共享及正常運(yùn)行，從而使系統(tǒng)具備最好的性能（質(zhì)量）、效益（經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益）、可靠性。

3.4開(kāi)放性

就水力發(fā)電的自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)其開(kāi)放性，主要內(nèi)容包含：（1）各供貨單位供應(yīng)的系統(tǒng)是不同的，因此電力企業(yè)在選擇設(shè)備時(shí)要集思廣益，并比較其價(jià)格。（2）在工作過(guò)程中，應(yīng)不斷加強(qiáng)其軟硬件功能，對(duì)于硬件來(lái)說(shuō)，增設(shè)新設(shè)備，對(duì)于軟件來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)其新功能，提升系統(tǒng)的利用率，延長(zhǎng)其使用時(shí)間[2]。

3.5優(yōu)化水力發(fā)電的自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)其持續(xù)性發(fā)展

水利發(fā)電的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)將發(fā)電、航運(yùn)、漁業(yè)、灌溉以及防洪有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)調(diào)度優(yōu)化，從而使綜合效益最大化。其核心是為了水力發(fā)電的自動(dòng)化控制能與水資源的利用相適應(yīng)。可以實(shí)行：（1）大壩對(duì)生物的影響、水稻設(shè)置、設(shè)計(jì)景觀等。（2）進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中由DDC的自動(dòng)控制向著數(shù)據(jù)庫(kù)管理控制方向轉(zhuǎn)變，并有效結(jié)合漁業(yè)、航運(yùn)、發(fā)電等工作，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度，從而使綜合效益最大化。所以，根據(jù)具體的水利工程來(lái)研究探討是十分有必要的，這樣能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)及建設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)，還能推動(dòng)水利工程和環(huán)境之間的穩(wěn)定健康發(fā)展。在規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過(guò)程中，必須對(duì)各方面的影響及影響程度有明確的了解，以便針對(duì)性進(jìn)行設(shè)計(jì)及修改系統(tǒng)，并根據(jù)可能出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題采取相應(yīng)的控制措施。

結(jié)論：綜合所述，為了保護(hù)環(huán)境的同時(shí)解決發(fā)電量短缺的問(wèn)題，水力發(fā)電是其必然的發(fā)展趨勢(shì)，在節(jié)約能源的同時(shí)滿足用戶需求，并使電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益做大化。但目前來(lái)說(shuō)，水力發(fā)電的自動(dòng)化系統(tǒng)仍存在著一定的問(wèn)題，因此，國(guó)家應(yīng)加大對(duì)問(wèn)題解決的重視力度，保證其正常運(yùn)行，為電力行業(yè)的發(fā)展提供良好的助力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙向勇.水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題及其控制措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（15）：65-66.

[2]楊明剛.水力發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)存在問(wèn)題以及解決控制措施[J].電工技術(shù)：理論與實(shí)踐，2015.

（作者單位：江西贛能股份有限公司居龍?zhí)端姀S）