基于水利水電工程自動化應用的思考

【摘要】水是人類賴于生存的基本要素，電是社會發展的主要能源。水利水電工程在防汛抗旱、水資源調度及開發利用發揮著重要作用，也是我國工業、農業及生活用電的主要電力供應方式。21世紀，是科學技術飛速發展及其科學成果應用的世紀，隨著電子技術的發展，自動化技術也在飛速發展并被廣泛應用于生產生活的各個方面，那么，自動化技術在水利水電過程中應用情況如何呢？

【關鍵詞】水利水電工程；自動化；應用

水利水電工程是國家可持續發展戰略的重要指標，也是國家經濟發展水平的重要標志，是國家基礎設施建設的核心工程，水利水電工程關系著國計民生，我國的水利水電行業在國家的大力扶持下，迅猛發展，馳騁在世界先進技術的尖端。據統計，截至2010 年底，全國電力裝機總容量累計達9.62 億千瓦，其中水電裝機容量2.13 億千瓦，占總容量22.18%。根據《可再生能源中長期發展規劃》，到2020 年，全國水電裝機容量達到3億千瓦，其中大中型水電2.25 億千瓦，小水電7，500 萬千瓦，2010-2020正是水利水電工程發展的黃金時期。

一、水利水電工程概念及現狀

水利水電工程是指為消除水害和開發利用水資源而修建的工程。按其服務對象劃分，分為水力發電工程、防洪工程、農田水利工程、航道和港口工程、供水和排水工程、環境水利工程、海涂圍墾工程及其他工程。水利水電工程具有影響面廣，工程規模大，投資多，技術復雜，工期較長等顯著特點。水資源作為一種可再生清潔車能源，是目前唯一可以大規模開發利用的能源，在能源平衡和工業的可持續發展中占據著重要地位，是我國重要能源之一。

2.我國自1998年以后，加大了水利的整頓與開發，據統計，2008-2012年，我國水利建設項目投資總規模增長率均在15%以上，項目投資發展良好。2012年，全年正式施工的水利建設項目20501個，在建項目投資總規模13703.1億元，全年中央投資的水利建設項目7839個，全年新開工項目13364個，，新增投資規模3348.0億元，從這些數據不難看出，我國水利水電工程無論從投資、數量還是規模上正處于飛速發展的階段，其中最具代表性莫過于處于長江西陵峽段、1994年動工興建、2012年7月投產的三峽水電站，其無論防洪效益，裝機總量、年發電量、建筑規模及難度、泄洪能力、內河船閘、升船機難度等都站在了世界之最，是我國水利水電工程發展的里程碑。

二、自動化技術

自動化是指機器在無人操作的情況下，按設置的指令或程序自動運行并操作。其主要研究人造系統關于受控系統的分析、設計和運行的理論和技術，還研究社會、經濟、生物及環境等非人造系統的控制問題。它是由計算機等各種電子設備、執行機構和受控對象共同組成的系統，其按照系統設定指令或程序自動完成信息處理、管理決策、產品設計、生產制造等各項預定目標，提高工作效率和質量。

我國自動化技術最初是應用于工業生產中，我國工業控制自動化大多是引進成套設備，應用于的同時進行消化吸收，之后進行二次開發和應用。目前我國工業控制自動化技術工業計算機系統行業已形成、產業和應用都有了很大發展。隨著控制技術、數學研究、計算機技術及人工智能技術的發展及成果應用，自動化技術已經滲透到各行各業，并向著智能化、標準化、系統化方向發展。

三、自動化技術在水利水電工程中的應用

水利水電工程對水資源開發利用及經濟發展有著重要作用，其不僅可以解決一些地區用水難的問題，調控水資源，還可以為人類生產生活提高能源。自動化技術在水利水電工程中應用，可以實現水電工程的自動化運轉，解決水電工程難題并提高生產效率。自動化技術在水利水電工程中的應用主要表現在一下幾個方面：

1水力發電廠自動化。水電站是水能轉變為電能的主要設施，其自動化可以節約大量的人力資源，減少人員操作失誤，提高設備使用效率，更好的保證電能供應質量。變電站自動化主要表現在以下幾個方面：

1.1 計算機自動監控系統，其由現地控制、集中控制及工業電視系統構成，與計算機聯網通過對閘門單機控制、閘門集中控制及分組啟閉，完成對數據的采集、分析，并提供維護方案，主要采用遠程控制方式。、

1.2水文信息監控自動化，其主要由收集數據的傳感器、傳遞數據的通訊設備及處理數據的計算機系統等組成，分成遙測站、信息傳輸通道、及中心控制站，用于水利調度及防汛工作之中。其通過在一定流域內水文信息的采集和處理，及時客觀全面的為工作人員提供該流域水情。

1.3 計算機監控自動化，其主要包括所有機電設備安全檢測，發電機組的自動控制、負荷合理自動分配、穩定監視及控制等。主要設備有：遠程監控設備，控制盤，執行機器等。

泵站自動化，泵站自動化技術的提升有利于管理水平精細化、調度優化能力的提高以及泵站聯合運行能力增強，其自動化主要是通過對整個泵站的信息的采集及數據的處理，進行邏輯判斷，并設備進行控制并輸出相應的信息，泵站運行數據管理主要包括泵站設備的配置維護和監測數據庫維護，為泵站正常運行提供數據和平臺支撐，通過調度系統對泵站實施優化控制及科學調度，確定泵站的最優運行狀態，實現泵站最優、經濟運行。

2水閘自動控制。水閘的自動化控制使閘門的遠程管理及控制變為現實，并且可以將水文數據，閘門運行情況及現場視頻信號及時傳輸到管理部門，使水閘管理實現科學管理及調度，主要包括以下幾個方面：

2.1閘門計算機監控系統，其主要由主控級和現地控制單元級兩部分組成，其主要通過數據的采集與處理及對所有控制設備實時監控和控制，實現保護功能，并把實時數據及時傳輸到上級部門。

2.2安全監測系統，它是保證水閘安全運行的重要設施，其通過數據采集軟件、資料整編軟件及資料分析軟件進行數據處理，根據相關數據，建立相應的數學模型，完成對水閘的各項分析，并生成報表的功能。

2.3視頻監控系統，其主要通過前段設備及監控設備，對水閘啟閉機房及上下游設備和閘門的運行情況進行監控，使工作人員能夠直接觀察并了解現場關鍵設備的運行情況。

結語：我國水利水電工程，尤其是一些小水電工程，自動化技術受當地經濟水平及技術條件限制并未得到良好應用，限制了當地水電工程的發展，也是其工作效益停滯不前，相關人員應該緊緊抓住“十三五”帶來的發展機遇，引進先進的科學技術，提高生產效率。

參考文獻：

[1] 石東霞.對水利工程管理工作的幾點思考和建議[J].定西科技，2012（1）.

[2] 陳振中.淺談信息自動化技術在水利水電工程建設中的應用《數字化用戶》2013年14期