淺析水電站自動化技術現狀與發展趨勢

梁天誠

（廣西桂水電力股份有限公司西林發電分公司 廣西西林 533599）

摘要：水電站的建設使用主要是為了通過一系列機電設備的使用將水能進一步轉化為電能，屬于一項綜合類的大型工程，水電站的系統建設內容通常包括泄水建筑物、擋水建筑物、機電設備、發電廠房和引水系統等。水電站和水庫形成后，在高水庫水位的前提下，通過引水系統應用水輪發電機組，將水的勢能轉化為電能，再經過開關站、變壓器和輸電線路將產生的電能輸入電網中，為不同地區的生產、生活活動提供電能資源供應。本篇文章在此基礎上，主要對自動化技術在水電站中的應用現狀、應用作用進行分析，并對其應用發展趨勢進行研究。

關鍵詞：自動化技術 水電站 電能 應用現狀 發展趨勢 分析

我國不同地區的水電站建設主要是為了將區域環境中的水能轉化為電能，并通過不同的機械設備將產生的電能輸入電網中為地區生產和人們生活提供必要的電力能源。水電站中應用自動化技術和自動化設備是為了保證電力系統的組成合理與科學，并通過先進技術設備的協調應用保證水電站工作的安全進行。針對我國當前情況下我國水電站建設中應用自動化技術存在的問題，在原因分析的基礎上積極研究自動化技術在水電站工作中應用的方法和作用，并對其總體的應用發展趨勢展開預測和評估。

一、水電站自動化技術應用現狀

（一）起步早，重視程度高

我國不同規模、類型的水電站在建設中應用自動化技術實現自動化操作和自動化監控，其研究發展歷史已經有二十多年了，應用技術漸趨完善和成熟。水電站工作運行中關于自動化技術的研究和應用在我國的起步較早，早在1979年～1985年期間，我國在富春江和葛洲壩等四個水電發電廠中就建立起自動化技術應用試點，試點成功后即召開相關會議對自動化技術在水電站中的應用總結和推廣計劃進行詳述，并且在一系列國家文件和政策的支持下正式啟動自動化技術在水電站工作中的推廣應用工作。[1]從這一點來看，我國對自動化技術在水電站中的研究、應用重視程度較高，在電力系統運行和電廠工作中強調從經濟效益角度考慮問題，要求通過先進的自動化技術實現水電站工作的安全、高校和人工可控，提高電廠的運行效率，維護市場電力能源資源的生產、供應秩序。近年來，隨著經濟大開發的發展，我國電力資源市場需求量加大，大中型水電站建設數量增多，基于漸趨成熟的自動化技術應用水平和規范性的實際管理水平，水電站自動化技術應用程度需要進一步提高。

（二）農村地區的技術推廣問題

我國對水電站工作運行中應用自動化技術持鼓勵和支持態度，并且在多年的技術研究應用和實地調研中，自動化管理和監控技術在我國多個地區、不同類型的水電站中應用較多，當地根據實際調研來看，自動化技術在我國農村地區水電站中的應用仍舊存在較多問題。[2]水電站自動化技術的應用是以計算機技術為基礎，對于研發設計人才的專業技能和水平有較大的考驗，相關人員既要具備專業的電力行業技術，又要有豐富的實地經驗。但是在我國的農村地區，地理環境的復雜度較高，部分地區建立的水電站面臨眾多的地質、氣候問題，水電站自動化技術研究設計人員難以完成全面的實地調研工作，難以保證技術設計的實用和適用。另外，水電站自動化技術在研發推廣過程中需要大量的資金支持，并且由于水電站廠房中的裝機容量大，支付預算也較大，而我國農村地區由于地形地勢限制，交通通達度不夠高，經濟發展水平相對較低，在水電站建成運行后難以投入足夠的資金預算完成自動化技術研發、設計和應用，一定程度上造成自動化技術在農村水電站和電子系統中的應用困境。[3]

二、水電站自動化技術應用發展趨勢

（一） 關于集成部分

水電站中自動化技術的應用關于集成化技術內容主要是指在水電站中原本的相對單一的功能設備裝置在不同整合和優化的基礎上實現不同功能效用的綜合，使其自動化控制中的通訊技術能夠得到進一步的安全、可靠的應用，改善原有設備基礎上功能單一的劣勢。當今時代下，計算機互聯網技術和信息科技技術的研究發展不斷深入，傳統的自動化技術主控制器上的單片機裝置功能作用被不斷削弱，取而代之的是CPU。CPU功能裝置接口較多，能夠滿足多種不同的工作需求，且運算能力強，運算精準度高，在結合計算機軟件功能技術基礎上使得自動化技術裝置功能不斷趨于完善。[4]與此同時，現代通訊技術水平在應用中得到不斷的提高，且在不同生產、工作領域包括水電站工作系統中具有重要的應用地位，通訊數據通過I/O總線獲得的數據內容更加可靠，使水電站自動化技術應用集成化呈現“五合一”趨勢，即實現自動化裝置的保護、監控、勵磁、調速和同期一體化發展，提高裝置設備的集成度，解決組屏單一和低速串口通訊等問題。

（二）關于集控部分

水電站自動化技術在應用過程中需要在某一特定水區或流域內的小水電群進行集群控制，集群控制是通過指針效應實現集中化控制。目前關于控制單元技術在小水電中的應用漸趨完善，應用的自動化技術元件可靠度也不斷提高，小水電集控工作將會呈現“無人值班”或“少人職守”的工作模式狀態。這些，對于水電站在單個項目工作運行的狀態來說，不需要在水電站中再增設中控室，而是直接通過電話網絡和光纖網絡即可完成不同地區的單元數據交換，并能夠以較快速率將其傳輸到遠方集控中心。[5]我國在不同的江河流域均有建立不同規模和類型水電站，針對流域開發政策，在水電站系統中綜合應用自動化技術，通過集群控制能夠進一步減少水電站設備裝置的投入資金，人力成本、物力成本和資金成本等均有降低，水電站內部設備運行維護難度降低，電廠發電的總體經濟效益得到保障。面對這一現狀，在水電站自動化技術應用中通過集控中心系統的完善只要在現場增設監控計算機即可完成全部集控系統的停開機操作管理。

結語：

現代化社會發展中不同行業經濟發展迅速，對電力資源的需求量也不斷加大，煤炭發電等傳統的發電形式容易造成自然資源的浪費和自然環境的破壞在，在此過程中充分應用發電站將水能轉化為電能，既滿足了人們基本的生活、生產所需，又實現了自然能源的節約利用和生態環境的保護，符合當前經濟可持續發展的理念。發電站在建設使用中應用自動化技術和自動化設備能夠促使其發電工作的安全、可靠，保證電力系統正常運行的同時提高發電效率和發電質量。與此同時嗎，發電站應用自動化技術大大的改善了發電站工作人員的工作環境，使水電企業在社會主義市場經濟中具有較強競爭力和發展實力，總體應用前景良好。

參考文獻：

[1]楊瓊.電氣自動化技術現狀與發展趨勢淺析[J].企業技術開發，2013，21：101-102.

[2]張志平.我國電氣自動化技術應用現狀及發展趨勢[J].科技創業家，2014，08：101.

[3]劉德有，郭蘇，許昌.新能源行業及其自動化技術的發展現狀與趨勢[J].自動化博覽，2015，05：44-47.

[4]賈浚辰.電氣自動化技術發展現狀與發展趨勢分析[J].產業與科技論壇，2015，20：78-79.

[5]王勛.電力系統自動化技術的應用現狀及發展趨勢[J].價值工程，2017，13：202-204.