水電廠運(yùn)行中自動化控制技術(shù)的運(yùn)用

陳國銘

（貴州黔源電力有限公司引子渡分公司，貴州 貴陽 550000）

在現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展過程中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會上得到全面性普及，在水電廠生產(chǎn)運(yùn)營過程中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，可全面提升水電廠管理效率與質(zhì)量，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對于水電廠內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面性的監(jiān)控，最大程度維護(hù)水電廠設(shè)備的運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段大部分所應(yīng)用的生產(chǎn)設(shè)備相對落后，設(shè)備內(nèi)控制元器件存在嚴(yán)重性老化問題，對于檢測數(shù)據(jù)信息的有效性與準(zhǔn)確性帶來負(fù)面影響。自動化控制技術(shù)應(yīng)用至水電廠運(yùn)行中，可對老舊水電廠進(jìn)行自動化管理改造，幫助管理人員全面掌握各個零件的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對電力資源的合理化配置，全面提升水電廠的生產(chǎn)效率，提高水電廠的運(yùn)行效益。

1 自動化控制技術(shù)在水電廠運(yùn)行中的作用

自動化控制技術(shù)主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序?qū)ιa(chǎn)過程進(jìn)行自動化控制，減少人力的投入成本，運(yùn)用機(jī)器自動化控制企業(yè)生產(chǎn)水平[1]。長期以來，水電廠系統(tǒng)主要采用人工操作模式，人力物力投入力度相對較大，水電廠內(nèi)的技術(shù)人員不注重信息數(shù)據(jù)的傳遞，阻礙水電廠的運(yùn)行發(fā)展進(jìn)程。將自動化技術(shù)納入水電廠運(yùn)行管理中，可轉(zhuǎn)變水電廠傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，借助自動化控制技術(shù)提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息整理、處理分析能力，大大降低人工誤操作的情況，進(jìn)一步提升設(shè)備的運(yùn)行效率。在水電廠運(yùn)行期間，自動化控制技術(shù)可類比于控制人類機(jī)體運(yùn)行的大腦，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)水電廠運(yùn)行過程數(shù)據(jù)信息的實(shí)時傳遞與交流，借助預(yù)設(shè)定好的操作流程對水電廠數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息處理，提升水電廠的運(yùn)行效率，降低各項(xiàng)環(huán)節(jié)中人工操作的危險(xiǎn)性因素。與此同時，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對水電廠中的電網(wǎng)頻率自動化調(diào)節(jié)，在水電廠運(yùn)行過程中一旦存在電網(wǎng)頻率過高或是過低的問題時，可準(zhǔn)確性識別相關(guān)問題，并利用自動控制調(diào)頻技術(shù)進(jìn)行調(diào)頻，通過自動調(diào)頻功能對水電廠電網(wǎng)頻率進(jìn)行自動化調(diào)節(jié)，有效減少人力、物力、財(cái)力方面的投入，保證水電廠運(yùn)行環(huán)節(jié)能夠順利進(jìn)行。此外，在水電廠運(yùn)行中引進(jìn)并應(yīng)用自動化功率控制管理技術(shù)，可根據(jù)水電廠在不同運(yùn)行時間段對于電力功率需求的差異性開展針對性的管理活動，大大降低水電廠實(shí)際管理負(fù)荷水平，全面提升我國電力的實(shí)際管理效率，充分滿足國家可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略，為電力企業(yè)的良性化運(yùn)行提供保障。

2 自動化控制技術(shù)在水電廠運(yùn)行中的具體化應(yīng)用

2.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)本身是人工智能程序，借助專家系統(tǒng)知識來處理多種復(fù)雜性問題，是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的程序系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)中專家系統(tǒng)的應(yīng)用，是需要工作人員將專家知識與經(jīng)驗(yàn)、水電廠實(shí)際情況、技術(shù)操作要求等內(nèi)容按照信息輸入規(guī)范要求輸入到計(jì)算機(jī)程序中，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存儲知識的表達(dá)模式內(nèi)導(dǎo)入實(shí)施事實(shí)推理方法，讓自動化控制系統(tǒng)能夠做出相應(yīng)的反應(yīng)與判斷，進(jìn)一步優(yōu)化水電廠自動化控制技術(shù)應(yīng)用程度，全面提升水電廠的運(yùn)營收益，為水電廠的良性化運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

2.2 模糊控制技術(shù)的應(yīng)用

模糊控制技術(shù)主要是通過模糊數(shù)字語言來進(jìn)行規(guī)律的控制，提升對系統(tǒng)的操控程度。模糊控制技術(shù)作為自動化技術(shù)中較為先進(jìn)的技術(shù)類別，集中了數(shù)字技術(shù)系統(tǒng)所具備的控制優(yōu)勢，優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用性能，為人工系統(tǒng)的更迭換代提供保障。模糊控制技術(shù)的應(yīng)用時間相對較長，在自動化控制中擁有較多的應(yīng)用優(yōu)勢，但是其中仍舊存在一定的問題。模糊控制方法相對隨意，技術(shù)漏洞相對較多，未能形成精確化的系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，因此在模糊控制技術(shù)應(yīng)用過程中，操作技術(shù)人員個人能力將會影響模糊控制操作應(yīng)用效果，若操作技術(shù)人員能力不足時則無法全面掌握模糊控制規(guī)律，大大增加操作人員對于技術(shù)應(yīng)用的操作難度，制約模糊控制法在水電廠自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。

3 水電廠運(yùn)行中自動化控制技術(shù)應(yīng)用存在的問題

3.1 水電廠內(nèi)自動化應(yīng)變能力差

自動化控制系統(tǒng)具備智能化處理操作的性能，控制系統(tǒng)僅需要按照預(yù)先植入的軟件程序開展自動化處理操作活動即可[3]。但大多數(shù)水電廠所應(yīng)用的自動化控制系統(tǒng)并未實(shí)現(xiàn)完全智能化，導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在無法正確應(yīng)對水電廠問題的情況，自動化系統(tǒng)應(yīng)變能力不足的問題不能及時有效處理水電廠內(nèi)的突發(fā)狀況，無法妥善解決水電廠內(nèi)出現(xiàn)的各種問題，繼而無法確保水電廠運(yùn)行的安全性。

3.2 專業(yè)技術(shù)水平相對較低

水電廠自動化控制系統(tǒng)中的軟件編程、硬件裝置設(shè)計(jì)等與人員水平、技能相關(guān)。專業(yè)技術(shù)不扎實(shí)的人員無法設(shè)計(jì)出完善的系統(tǒng)軟件功能，無法全面考慮控制系統(tǒng)流程。自動化控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中需要結(jié)合編程人員編寫的程序來執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)指令，自動化控制中心系統(tǒng)則需要程序員根據(jù)具體操作規(guī)則進(jìn)行操作系統(tǒng)的編寫活動，因此自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量與程序員技術(shù)有密切關(guān)聯(lián)，在編程人員專業(yè)能力低下時，研發(fā)出的操作系統(tǒng)將會存在諸多漏洞，系統(tǒng)可能會出現(xiàn)無法正常運(yùn)行的情況，甚至無法及時判斷問題以及解決問題的情況。而編程人員無法全面系統(tǒng)地編寫基礎(chǔ)知識時，水電廠的自動化控制系統(tǒng)將會出現(xiàn)部分功能欠缺的問題，大大增加水電廠意外事故的發(fā)生概率，加大電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失程度?，F(xiàn)階段，水電廠普遍存在所運(yùn)行的自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平相對較低的情況，這是由于編程人員的知識儲備、專業(yè)水平以及編寫經(jīng)驗(yàn)不足，無法保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，加之在崗專業(yè)技術(shù)人員在技能知識掌握與系統(tǒng)維護(hù)意識上仍有欠缺，繼而對水電廠自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性帶來影響。

3.3 軟硬件設(shè)計(jì)應(yīng)用缺陷

水電廠管理人員在選擇自動化控制系統(tǒng)以及設(shè)備型號時，未能提前做好調(diào)查研究工作，導(dǎo)致選擇應(yīng)用的自動化控制系統(tǒng)未能貼合水電廠的運(yùn)行需求，無法有效提升水電廠的管理能力。硬件設(shè)備作為自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其所發(fā)出的各項(xiàng)執(zhí)行指令均由硬件設(shè)備來執(zhí)行，但由于水電廠設(shè)計(jì)選擇應(yīng)用硬件設(shè)備存在缺陷，大大增加了水電廠的運(yùn)行成本，降低了水電廠自動化控制管理效果。

4 針對水電廠運(yùn)行中自動化控制技術(shù)應(yīng)用存在問題的解決對策

4.1 推動水電廠設(shè)備控制智能化建設(shè)

現(xiàn)如今，水電廠設(shè)備的使用年限相對較長，在運(yùn)行過程中可能會因?yàn)闄C(jī)器誤差等因素導(dǎo)致其出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，需利用自動化技術(shù)進(jìn)行智能化管理[4]。為此在自動化系統(tǒng)控制層需要接入單獨(dú)的通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集，通過不同通道數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證提升獲取內(nèi)容有效性，借助智能化判斷來提升自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性，借助智能化判斷強(qiáng)化自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。獨(dú)立信道控制方法能夠避免數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)損耗與偏差，借助數(shù)據(jù)共享方法解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)問題，在數(shù)據(jù)接口時需要重視設(shè)備通信協(xié)議的建立，打造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)。此外，對于系統(tǒng)內(nèi)不同的工作系統(tǒng)也可利用防火墻進(jìn)行控制與隔離，實(shí)現(xiàn)對水電廠運(yùn)行環(huán)節(jié)的多樣化監(jiān)測。

4.2 強(qiáng)化專業(yè)技術(shù)人員能力水平

軟件系統(tǒng)是水電廠內(nèi)自動化控制系統(tǒng)可執(zhí)行自動化控制指令的核心，對于系統(tǒng)軟件功能的優(yōu)化升級是提升自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。技術(shù)人員在進(jìn)行自動化軟件程序編寫過程中，需要結(jié)合水電廠的實(shí)際情況進(jìn)行軟件程序編寫。如在自動化控制系統(tǒng)固件期間，技術(shù)人員需重視故障預(yù)警、水位自動報(bào)警等程序的設(shè)計(jì)運(yùn)行，確保設(shè)計(jì)出軟件系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確無誤地接收來自傳感器的信號，同時也能及時發(fā)出準(zhǔn)確性的程序指令。針對現(xiàn)階段水電廠專業(yè)技術(shù)人員能力低下的情況，需要打造高學(xué)術(shù)水準(zhǔn)、高質(zhì)量的技術(shù)專業(yè)隊(duì)伍，進(jìn)一步提升技術(shù)人員的專業(yè)性，強(qiáng)化技術(shù)專業(yè)人員操作自動化系統(tǒng)能力，強(qiáng)化水電廠設(shè)備運(yùn)行效率。水電廠企業(yè)需要與相關(guān)專業(yè)性培訓(xùn)機(jī)構(gòu)達(dá)成合作，給專業(yè)技術(shù)人員開展系統(tǒng)性專業(yè)技術(shù)水平培訓(xùn)活動，按照考核機(jī)制對其進(jìn)行測試，選拔出優(yōu)秀專業(yè)的人才。此外，也可積極借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，通過派遣專業(yè)技術(shù)人員去國外同行業(yè)單位進(jìn)行學(xué)習(xí)，將先進(jìn)技術(shù)、知識引進(jìn)國內(nèi)水電廠自動化控制系統(tǒng)內(nèi)，逐步強(qiáng)化自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用性能水平，推動水電廠企業(yè)的良性化發(fā)展。

4.3 優(yōu)化與升級系統(tǒng)軟硬件功能

軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將會影響自動化系統(tǒng)工作效率，為此需要定期開展軟件系統(tǒng)功能的優(yōu)化與升級，技術(shù)人員需要定期巡查與檢驗(yàn)，確保技術(shù)人員能夠及時修改軟件編寫環(huán)節(jié)中存在的邏輯漏洞，借助完善的軟件管理工作來提升系統(tǒng)的自動化控制效果，提升對系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息的加密保護(hù)水平，避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息丟失或是被惡意篡改的情況。硬件設(shè)備作為水電廠自動化系統(tǒng)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)部分，硬件設(shè)備性能優(yōu)劣性直接決定自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行的效率，為此水電廠采購部門需要在進(jìn)行自動控制系統(tǒng)更新采買環(huán)節(jié)做好相應(yīng)的篩選工作，對于供應(yīng)商的公司資質(zhì)以及信用記錄進(jìn)行調(diào)查研究，對自動化控制設(shè)備的具體性能進(jìn)行調(diào)研，確保其能夠充分滿足水電廠的發(fā)展需求，保障設(shè)備售后服務(wù)的完備性。同時對銷售方專業(yè)技術(shù)儲備量進(jìn)行分析，確保其充分滿足保養(yǎng)維修需求，為水電廠系統(tǒng)硬件設(shè)備采購篩選工作開展提供充足的信息。

5 水電廠運(yùn)行中自動化控制技術(shù)維護(hù)管理措施

5.1 提升自動化控制技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)管水平

水電廠在采購并安裝自動化控制系統(tǒng)后，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，需對自動化控制系統(tǒng)開展高效率的監(jiān)督活動。為此水電廠內(nèi)部需設(shè)置專門執(zhí)行自動化控制系統(tǒng)監(jiān)督管理的管理部門，派遣專業(yè)工作人員對自動化控制系統(tǒng)開展全面化的監(jiān)督管理活動[5]。同時為了提升工作人員的系統(tǒng)監(jiān)督能力，水電廠需定期對其開展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)活動，繼而提升工作人員的監(jiān)督專業(yè)性，讓其及時發(fā)現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，對水電廠自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行記錄，經(jīng)由專業(yè)人員評估后采取針對性的解決方案，確保水電廠能夠安全運(yùn)行。

5.2 提升自動化控制技術(shù)應(yīng)用的維護(hù)水平

第一，水電廠企業(yè)需要按照自身的實(shí)際情況選擇與應(yīng)用自動化控制軟件，自動化控制系統(tǒng)需要采用多系統(tǒng)軟件進(jìn)行控制，利用測速裝置、調(diào)速裝置等器械來確保水電廠運(yùn)行的效率與質(zhì)量。

第二，水電廠企業(yè)需要監(jiān)管信息系統(tǒng)運(yùn)行情況，在公布數(shù)據(jù)信息過程中，需要確保數(shù)據(jù)信息的透明化與公開化。在進(jìn)行信息管理期間，需借助自動化系統(tǒng)對水電廠的安全性進(jìn)行監(jiān)督。另外，企業(yè)需要加強(qiáng)員工專業(yè)水平，滿足辦公自動化與信息化需求。同時也要做好信息保密工作，對于不同系統(tǒng)對應(yīng)不同的密碼，只有系統(tǒng)操作人員能夠全面掌握密碼，對于水電廠運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行備份，防止自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)信息丟失的問題。

第三，在采購自動化控制設(shè)備時，需要與廠家簽訂售后服務(wù)合同，根據(jù)合同要求對設(shè)備進(jìn)行維修與保養(yǎng)。水電廠在完成自動化系統(tǒng)安裝后，廠家也要提供相應(yīng)的售后服務(wù)，讓其能夠全面處理設(shè)備運(yùn)行故障問題，確保自動化控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

在智能技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，自動化在水電廠運(yùn)行管理環(huán)節(jié)中同樣發(fā)揮極為重要的價(jià)值作用，也成為水電廠運(yùn)行的重要構(gòu)成。自動化控制主要是指無人巡視、值班，自動化控制系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)程序?qū)τ谒姀S運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控與管理，確保水電廠安全運(yùn)行。自動化控制管理技術(shù)在水電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程中起到極為重要的作用，可提升水電廠生產(chǎn)運(yùn)行的自動化程度，從而進(jìn)一步提升水電廠經(jīng)濟(jì)效益[6]。為此，水電廠運(yùn)行過程中需合理地應(yīng)用自動化控制技術(shù)，全力推動水電廠設(shè)備控制智能化建設(shè)，強(qiáng)化專業(yè)技術(shù)人員能力水平，優(yōu)化與升級系統(tǒng)軟硬件功能，提升自動化控制技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)管、維護(hù)水平，為水電廠可持續(xù)健康發(fā)展保駕護(hù)航。