基于水電廠診斷運行及其運用研究

夏艷冰

（福建水口發電集團水口電站運營管理有限公司）

基于水電廠診斷運行及其運用研究

夏艷冰

（福建水口發電集團水口電站運營管理有限公司）

我國地理環境的特點是河流眾多、水系發達，其中黃河流域和長江流域是我國兩大水系。長江流域不僅肩負著航運、防洪的重大使命，還有肩負著發電的重任。因此，充分利用水資源發電，積極、安全、可靠地建立發展水電廠是我國能源發電、綠色發電、提高我國資源利用率的重大突破點之一。

水電廠；診斷運行；能源利用

前言

水電廠的安全、可靠性需要我國按時定期進行水電廠的診斷。因此，本文將從水電廠診斷運行的概念、意義、現狀發展以及診斷運行的方法等方面進行研究水電廠的診斷運行及其運用。

1 水電廠診斷運行的概念以及意義

了解和掌握水電廠診斷運行的概念是我們正確認識和理解水電廠診斷運行的前提和首要任務。通過掌握和了解水電廠診斷運行，水電廠診斷的主要負責人才能更好合理地安排診斷技術人員進行現場工作。此外，意識到水電廠診斷的運行意義則意味著讓水電廠診斷的主要負責人清楚明白地肩負著水電廠診斷使命的重要性。

1.1 水電廠診斷運行的概念

與我國現推廣的設備“狀態檢修”大致相同，水電廠診斷運行的概念是我們根據電力市場和電力體制改革，為滿足水電站和流域綜合效益，結合市場要求和響應需求，并在分析研究世界性的大型水電廠的實際管理運行后提出的新概念。如同病人尋醫問藥一樣，病人需要經過初步診斷身體的實際病情才能進一步接受醫生的建議。同樣地，水電廠的正常安全可靠地運行需要進行診斷，經過確保無誤的診斷運行結果，水電廠才能有效地避免在運行的過程中可能出現的各種運行故障。

1.2 水電廠診斷運行的意義

很明顯地，水電廠診斷運行的工作是一種預防性的工作。通過水電廠診斷運行的檢查預防工作，一方面能夠先見性地避免水電廠在運行過程中可能出現的各種運行故障，確保水電廠正常工作的進行，保證水電廠的經濟效益；另一方面，水電廠的診斷運行能夠減少意外故事的發生，確保水電廠運行的安全性、可靠性，避免因突發事故而造成對水電廠經濟效益的損失，同時也避免了不必要的工作人員發生意外事故。

2 水電廠診斷運行的現狀發展

水電機組的故障診斷技術是水電廠診斷運行的核心。在一定程度上，水電機組的故障診斷技術現狀發展就意味著水電廠診斷運行的現狀發展。以下將著重分析國內外的水電機組的現狀發展，從分析國內外的水電機組現狀發展，大概了解認識國內外水電廠診斷運行的大體發展現狀。

2.1 國外狀況

水電廠水電機組診斷技術是20世紀中期逐漸發展起來的一門交叉綜合性學科。早在20世紀60年代，美國就已經開始在這個領域優先發展起來并成立了相關小組開展故障診斷的研究工作。而作為發達國家的西歐國家和日本憑借科學技術上的優勢，發展的水電機組故障診斷技術研究與應用已經處于領先的地位。針對水電廠水電機組診斷技術的發展，是一個逐步發展的過程。經過分析和研究，我們可以發現外國的水電機組診斷技術是根據水電機組設備結構以及性能差異兩大方面實行對水電機組不同的診斷方法和內容。如對水電機組溫度、壓力、絕緣、流量、壓力動脈等內容進行診斷。20世紀90年代，國外水電廠水電機組的診斷技術取得更進一步的發展。如加拿大VIBRO公司的ZOOM系統實現了對發電機定子、振動等內容的診斷。直到目前，外國的水電廠水電機組診斷技術發展已經有了質的飛躍。如德國西門豹子公司的scard系統，德國申克公司的vibro6000系統等。

2.2 國內狀況

由于我國經濟起步晚，科技水平遠遠落后于發達國家的歷史實情。我國主要的水電廠水電機組診斷技術主要靠引進外國優秀診斷技術以及通過分析研究外國水電機組診斷技術，從而消化國外技術的基礎上發展起來的。真正地做到了魯迅先生說的“拿來主義”。在20世紀80年代初期，當國外水電廠水電機組診斷技術不斷完善的同時，我國的水電機組診斷技術也不斷地得到發展和完善。①我國水電廠水電機組診斷技術在機組穩定監測和分析方面取得了突破性的發展。如一些單位開發了水電機組振動在線監測系統。②到了20世紀90年代初，具有一定分析功能的水電廠水電機組監測和診斷系統運用到了實際應用上面，為我國水電廠水電機組故障診斷技術奠定了基礎。從此，我國的水電廠水電機組故障診斷技術在這個基礎上將得到更進一步的發展和完善。

3 水電廠水電機組故障診斷運行的方法

雖然我國的水電機組故障診斷技術已經有了一定的發展，但是，就目前我國水電機組故障診斷技術來說，也只是僅僅能夠做到“預防為主，計劃檢修”的水平而已。歸其原因，大概有以下幾點：①水電機組本身機構的復雜性。目前，我國的水電機組理論尚處年輕階段，并不完全成熟；②機電診斷人員缺乏扎實的知識經驗，不能嫻熟地將現場診斷技術與診斷系統進行有機地融合；③各種機電診斷方法都存在不足，診斷技術不完善。借此原因，我們有必要對各種診斷方法進行進一步的分析與研究。通過進一步的分析與研究水電機組故障診斷運行方法，水電廠機組故障診斷技術才會得到發展以及完善。

3.1 基于人工神經網絡的診斷方法

基于人工神經網絡的診斷是指一種類似于人腦神經系統中觥籌交錯的突觸聯接的結構進行信息處理的數學模型，這種方法是通過利用系統內部大量的節點間的相互聯系并進行相互調節的作用來達到處理信息的目的。實際的例子如三層BP神經網絡系統，該網絡系統通過對水電廠水電機組故障進行分類和識別，并對幾個典型的電力機組故障進行了實驗和分析。人工神經網絡診斷方法憑借自己的習慣性、自學習、自適應以及聯想記憶等優點，是的水電廠水電機組故障診斷方法具有可行性以及可靠性。

3.2 基于模糊理論的診斷方法

基于模糊理論的診斷方式又稱為fuzzy theory診斷方法，所謂的模糊理論并不是我們字面上所理解的那樣用含糊其辭，不明確不清晰的理論進行并指導水電廠水電機組實際操作，而是通過利用模糊集論中的隸屬度函數和模糊關系矩陣，得到故障和征兆之間的不確定關系來識別水電機組故障的一種方法。模糊理論的診斷方法是一種比較系統，比較完整倫理體系，具有一定的可行性。通過構建模糊關系矩陣，利用模糊診斷技術，將模糊診斷技術應用于水電機組故障診斷，在水電廠中的實際應用中診斷出轉子不對中，尾水管低頻渦帶等故障。

3.3 基于混合智能的診斷方法

基于混合智能的診斷方法是指由兩種智能或者兩種智能以上相互結合、并行作用于水電機組故障的新型應用，是目前人們正在努力開發研究的方向。人工智能診斷方法是水電機組診斷方法的一個重要領域，雖然它能夠在一定程度上解決水電機組診斷的一些常規故障，但還是不夠能完整地、高效地解決水電機組故障。此外，由于水電機組本身的復雜性，除了人工智能診斷存在一些不足之處以外，其他的智能診斷也沒有研究出一種比較完善的診斷技術。因此，大力開發并研究混合智能診斷的方法是目前水電廠水電機組診斷故障技術的方向。

4 水電廠診斷運用研究

水電廠是我國發電行業主要投資的項目之一，是一種適應保護環境的口號的綠色產業，是提倡可再生能源，提高自然資源利用率的特色工業。水電廠的診斷是水電廠健康發展的重要組成部分。水電廠水電的診斷最大的難度在于水電機組的復雜性。水電機組的復雜性一方面加大了水電機組診斷研究小組工作的難度，另一方面直接地影響了水電廠的經濟利益，阻礙了水電廠長遠利益的發展。因此，針對性地對水電機組故障診斷提出問題，分析問題，解決問題并逐漸發展水電機組故障診斷技術是及其必要的。

5 結束語

總而言之，本文大致地分析了水電廠診斷技術以及研究的概念、意義并較詳細的分析了目前國內外的水電廠水電診斷技術發展現狀。此外，本文筆墨著重地介紹、分析、研究地水電廠水電機組故障診斷的研究方法。水電廠故障診斷體現在水電廠工作運行的方方面面，除了水電機組故障診斷技術是核心研究方面之外，水電廠故障診斷還應該注意一些不可忽視的細節，雖說是整個水電廠水電故障診斷的某一個細小環節，但俗話說：“細節決定成敗”的歷史經驗還是無時不刻地警戒我們要關注細節、做好細節。總之，從水電廠水電診斷故障的整體出發，既要分析診斷工作對象的輕重，又得謹慎對待細小工作環節。

[1]閆星星，莊克軍，張建峰.水電廠繼電保護故障診斷方法[J].城市建設理論研究：電子版，2015（20）.

[2]溫啟勇.水電廠設備狀態監測及診斷應用分析[J].北京電力高等專科學校學報：自然科學版，2012，29.

[3]潘羅平，唐波，周葉，等.水電機組故障診斷技術的應用現狀與技術發展[J].水電站機電技術，2010，33（3）：107～109.

[4]任繼順，何建平.基于自動分析診斷的遠程狀態監測技術在水電廠的應用[C].中國水力發電工程學會電力系統自動化專委會2007年年會暨學術交流會論文集.2007.

[5]李志祥.水電廠“診斷運行”與應用[J].水電廠自動化，2006（4）：157～160.

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