淺析水力發電自動化

摘 要：電力是社會發展和人們生活工作的必需品，電力企業同樣是我國的支柱型產業，關系到國家經濟發展和社會的穩定和諧。近幾年，隨著環境污染加重，電力企業積極使用清潔能源進行發電，既降低能源消耗，又降低了環境污染，一舉兩得。清潔能源發電中，水利發電備受矚目，既是高效的清潔能源，不產生污染，又有利于節約能源，在水利和電力生產中都占據重要地位。雖然說水力發電系統廣泛應用科學技術，但是在發展過程中仍然存在很多問題，文章就其中一些問題進行分析，并提出相應的解決建議。

關鍵詞：水力發電；自動化；問題；建議

水力發電可以節約能源消耗，降低環境污染，屬于清潔發電，水力發電自動化系統的發展在水利發電建設中起到非常重要的作用，不僅對電力發展具有重要意義，在關鍵時刻還可以起到防洪抗災的作用。水力發電在一定程度上促進我國水利水電的快速發展。

1 水力發電自動化的優勢

1.1 提高設備的運行效率

自從水力發電引用自動化技術以來，設備可以依靠自動化系統對水力發電進行綜合管理和控制，同時可以及時發現設備運行過程中出現的問題和異常現象，對其進行檢測、分析、處理，降低故障發生幾率，提高設備的運行效率，為水利發電設備提供安全保障。水力發電自動化技術應用之后，大大節約了人力資源的消耗，同時降低了操作失誤現象，提高了設備工作效率。

1.2 提高經濟效益

水力發電應用自動化技術可以提高水力發電的經濟效益，也是水力發電運用價值的充分體現。水利發電可以通過自動化技術，使與其相關的設備機組在電力負荷允許的情況下產生更多的電能，在安全的基礎上進行高效工作，全面提高水力發電的經濟效益。應用自動化技術，可以實現資源的充分利用，在水量不同的情況下合理選擇設備開機臺數。

1.3 降低人力成本

水力發電站基本上都建立在原理城區的位置，影響了工作人員的正常生活，不利于員工身心健康。此外，水力發電站運行設備和自動化系統都需要進行定期檢修和維護，增加了工作人員的工作量。利用自動化技術不僅提高水電站設備的運行效率，同時提高了設備的監測、檢查、分析處理問題的能力，減輕員工的工作重量和工作壓力，同時提高水力發電站的運行管理水平[1]。

2 水力發電存在的問題

2.1 技術領域發展不平衡

控制、維護、管理三項主要技術發展不平衡，嚴重制約了自動化系統的發展。自動化系統、控制系統與信息化系統發展相對較早，但是綜合的管理系統大多數都是簡單的人力管理、物資管理和財務管理，很少有完整的信息技術管理系統。同時，技術維護自動化與信息化的發展起步最晚，目前僅僅停留在對設備的維修管理階段。改革開放以來，我國對水力發電進入研究階段，對設備運行的狀態維修、預知維修和遠程維修剛剛處于起步階段。

2.2 技術管理分散

所謂技術管理就是對水力發電自動化的控制、維護、管理三項技術的管理，三項技術分別屬于不同的技術部門，但是部門之間缺少信息交流。事實上，每個領域的決策都會依賴于其他兩個領域的運行情況，所以，三個領域之間不能分離，必須進行技術和信息的交流[2]。

2.3 環境問題

水利發電工程同樣會對環境產生一定的影響，一方面是水利工程建設過程中，對土地、水文條件、河床都會產生一定的影響，對當地的小氣候、土壤、動植物生長也會產生一定的影響。另一方面，工程建設可能涉及到人口遷移和土地利用問題，同時對人類的健康和文物古跡也會產生影響。

3 解決水力發電自動化的措施

促進水力發電系統的優化調度，實現可持續發展水力發電自動化系統，要結合發電、防洪、灌溉、航運、漁業等的優化調度以達到綜合效益。最關鍵是為了使水力發電自動控制適應水資源的綜合利用。例如可以進行魚道設置、大壩對上、下游生物的影響、景觀設計等自動化系統設計。從基于DDC的現場自動控制發展到基于數據庫的管理中心集散控制，并結合發電、防洪、灌溉、航運、漁業等的優化調度以達到綜合效益最優。

3.1 實現設備的集成化發展

集成化包括以下幾層含義功能，集成即把控制、維護、管理三個功能集成為一個整體。今后隨著生產技術的發展，還可能把更多的功能集成起來。目標集成即把性能、可靠性、效益等子目標集成為統一的目標，使企業整體最優、整體效益最大。信息集成即把整個企業的各種信息有機地組成一個統一的系統，自然在一個信息集成系統中必須保證信息的統一性、協同性、互操作性，妥善解決信息的矛盾與沖突[3]。

3.2 實現設備的智能化的發展

要想實現上述目標，就需要全面提高整個系統以及各個組成部分的精確度和智能功能。換言之，要想全面提高水力發電系統自動化技術，就要實現設備的操作智能化、決策智能化和監測智能化。所謂的智能化，就是系統的每個領域、監測裝置、執行裝置等都具有預設目標分析、故障分析、決策分析和行為態勢分析。

3.3 實現設備分布化布局

水力發電自動化系統是一個相對龐大的系統，所以系統的布局必須科學合理，這樣才能讓系統充分發揮作用。科學布局主要包括智能布局、任務布局等，只有各個布局之間能夠保質保量、盡職盡責、可靠安全、分工明確、信息互通、運行有序才能保證整個水力發電自動化系統的正常運行，才能從整體上獲得最優的效益。

3.4 實現設備運行的開放性

水力發電自動化的開放性主要有以下一種含義，整個系統可謂博采眾長，也就是說如果選擇不同的供貨單位，挑選性價比最好的設備。根據水力發電自動化系統的硬件需求可以適當更換新的設備或者子系統，在軟件方面也可以通過更新功能，不斷完善整體結構，如此一來，就可以大大提高系統的使用效率，延長設備的使用周期[4]。

4 結束語

隨著我國經濟和科學技術的發展，水力發電必然要引進大量先進的技術，提高水力發電設備的運行效率，促進水力發電廠向著智能化、自動化、現代化的方向發展，方便人們的生活，為人們提供清潔的電力能源。未來，科學技術會有更高、更快的發展，會產生更多新的技術和設備，我國水力發電事業也會得到長遠的發展。

參考文獻

[1]張昕，周凌九，熊鷹.“農村新能源開發與節能關鍵技術研究”項目——課題三/子課題：微型水力發電關鍵技術研究與技術集成[J].建設科技，2010（2）.

[2]張昕，周慧婷，賀向麗，等.微水電項目可行性評價指標體系研究[J].水力發電學報，2009（6）.

[3]左婷婷，楊建華，邵冰然.風水光互補發電系統多目標優化設計[J].農機化研究，2009（8）.

[4]程夏蕾，朱效章.中國小水電可持續發展研究[J].中國農村水利水電，2009（4）.

作者簡介：龍云（1993，11-），男，湖南株洲人，漢族，本科在讀，研究方向：專業能源動力及自動化。