淺談小型水電站自動(dòng)化系統(tǒng)改造

王曉瑜

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

0 引言

在小型水電站建設(shè)過程中需考慮通過信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等來建立自動(dòng)化系統(tǒng)，這樣可以有效提升小型水電站在實(shí)際運(yùn)行中的效率，符合小型水電站的自動(dòng)化、現(xiàn)代化發(fā)展需求。該文對(duì)小型水電站自動(dòng)化系統(tǒng)所具備的功能及作用進(jìn)行分析，探討其應(yīng)用價(jià)值，并以提升小型水電站設(shè)備的運(yùn)行水平為目的，提出了自動(dòng)化系統(tǒng)改造措施，達(dá)到對(duì)小型水電站中自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，滿足水電站的運(yùn)行需求。

1 小型水電站自動(dòng)化系統(tǒng)所具備的作用分析

1.1 提升小型水電站運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化

在以往的小型水電站運(yùn)行過程中，通常是通過人工控制的方式來進(jìn)行管理，雖然其可以滿足水電站日常運(yùn)行的需求，但是由于人為因素的影響可能存在疏漏，而這也增加了小型水電站運(yùn)行狀態(tài)失常事故的發(fā)生概率，進(jìn)而影響小型水電站中的設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中的應(yīng)用。而自動(dòng)化系統(tǒng)可以在信息技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，對(duì)小型水電站的運(yùn)行情況進(jìn)行控制，使水電站各項(xiàng)設(shè)備可以在程序指令的控制下穩(wěn)定的運(yùn)行，防止由于人為操作失誤導(dǎo)致問題發(fā)生，這樣可以有效地減少水電站運(yùn)行故障的發(fā)生概率，提升其整體的運(yùn)行質(zhì)量。

1.2 提升小型水電站運(yùn)行安全性

根據(jù)現(xiàn)今小型水電站中自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用情況來看，其可以提升設(shè)備運(yùn)行的安全性，滿足水電站多樣化的運(yùn)行要求。自動(dòng)化系統(tǒng)在應(yīng)用中可以通過監(jiān)測設(shè)備、傳輸設(shè)備對(duì)水電站運(yùn)行的各項(xiàng)信息進(jìn)行快速地檢測、記錄及傳遞，并對(duì)水電站的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)警，從而及時(shí)地對(duì)小型水電站中故障部分進(jìn)行定位，避免因故障問題給水電站帶來嚴(yán)重的安全隱患。自動(dòng)化系統(tǒng)還可以對(duì)水電站運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，及時(shí)反饋水電站的運(yùn)行狀態(tài)，為水電站的安全運(yùn)行提供可靠保障。

1.3 提升小型水電站運(yùn)行效率

小型水電站中的自動(dòng)化系統(tǒng)可以提升其運(yùn)行效率，有效地改進(jìn)人工操作中存在的不足。小型水電站在運(yùn)行中體現(xiàn)出了較強(qiáng)的專業(yè)化特征，可以利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水電站進(jìn)行智能化控制，從而避免小型水電站在運(yùn)行過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，降低其故障的發(fā)生概率。小型水電站在發(fā)展的過程中會(huì)受到用電環(huán)境的影響，因此對(duì)其運(yùn)行也提出了越來越多的要求，而自動(dòng)化系統(tǒng)可以滿足不同的需求，并體現(xiàn)出水電站的現(xiàn)代化發(fā)展水平，為水電站運(yùn)行效率及質(zhì)量的提升提供良好的技術(shù)支持。

2 小型水電站自動(dòng)化系統(tǒng)改造的分析

2.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)是小型水電站自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)水電站的實(shí)際情況，對(duì)輔助功能進(jìn)行優(yōu)化及改造，可以使計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過程中發(fā)揮更好的控制功能。但是需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行選擇，一般情況下新建的水電站主要是以全自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主，但是在對(duì)相對(duì)老舊水電站進(jìn)行改造的過程中，通常需要使計(jì)算機(jī)和常規(guī)控制設(shè)備相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括遙測、遙控、通信以及遙調(diào)4個(gè)功能，常用于語音、可視化以及視像等設(shè)備。

2.2 消防監(jiān)控系統(tǒng)

消防監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)水電站進(jìn)行火情監(jiān)測，常設(shè)置在水電站的主廠房、副廠房以及主變區(qū)等重要部位。消防監(jiān)控系統(tǒng)通常采用火情探測器，當(dāng)有火情出現(xiàn)時(shí)，探測器就會(huì)發(fā)出一種信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過一定的處理，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，并將處理的信息通過串行通信接口與水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行通信，確定火災(zāi)的具體位置及火災(zāi)處理措施，這種異步通信的方式對(duì)于火情的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決有一定的積極作用。總之，水電站消防監(jiān)控系統(tǒng)不僅具有一定的監(jiān)控作用，同時(shí)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)水電站的通風(fēng)以及滅火系統(tǒng)的控制。

2.3 基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置

自動(dòng)裝置能夠獨(dú)立指揮水電站的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制以及自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)裝置是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的裝置，就水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)而言，要想從根本上提高經(jīng)濟(jì)效益，就要保證水電站自動(dòng)控制裝置具有快速性、安全性、穩(wěn)定性以及可靠性，并要與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行合理配套。基礎(chǔ)自動(dòng)化主要是對(duì)水電站主設(shè)備和輔助設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)水電站機(jī)組以及輔助設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)有保護(hù)功能。

2.4 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)

在以往小型水電站運(yùn)行的過程中，其主要是通過人工定期檢查的方式對(duì)水位進(jìn)行預(yù)測，但這一過程會(huì)消耗大量的人力、物力，并且無法對(duì)水電站的情況進(jìn)行及時(shí)地掌握。而自動(dòng)化系統(tǒng)中的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)可以自動(dòng)地對(duì)水電站進(jìn)行水利檢測，主要是對(duì)水電站的各項(xiàng)水利信息進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，象水情、汛情等。并且水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能還可以及時(shí)地對(duì)水利信息進(jìn)行收集、處理、預(yù)報(bào)。在小型水電站自動(dòng)化系統(tǒng)改造的過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞?，目前水電站中常用的是超短波通信、短波通信以及衛(wèi)星通信方式。

2.5 保護(hù)系統(tǒng)

自動(dòng)化系統(tǒng)中的保護(hù)系統(tǒng)主要是對(duì)小型水電站的發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，防止由于發(fā)電設(shè)備故障而產(chǎn)生安全事故問題。為了完善保護(hù)系統(tǒng)的功能，需要對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。目前在小型水電站中可以應(yīng)用DSA保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)來對(duì)水電站中的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，其可以使系統(tǒng)的間隔層及站控層對(duì)水電站中的各項(xiàng)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行有效地控制，并與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，及時(shí)地將水電站現(xiàn)場設(shè)備的信息進(jìn)行反饋及處理，并且DSA保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)還具有良好的抗電磁、抗干擾性能，因此具有較強(qiáng)的適用性。將DSA保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)中，可以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的效果，使保護(hù)系統(tǒng)可以精準(zhǔn)的對(duì)水電站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，這樣在水電站出現(xiàn)故障問題時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)可以及時(shí)地進(jìn)行預(yù)警及處理，避免水電站設(shè)備受到損壞。

3 結(jié)語

自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于小型水電站中，因此需要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)及優(yōu)化，以此來對(duì)水電站進(jìn)行現(xiàn)代化、科技化的管理。該文根據(jù)小型水電站運(yùn)行特點(diǎn)提出了相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)改造措施，并針對(duì)小型水電站的實(shí)際運(yùn)行情況及運(yùn)行需求，來對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)改造措施進(jìn)行應(yīng)用及調(diào)整，使自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中可以為小型水電站的運(yùn)行提供保障。