自動化控制技術在水庫電站運行中的有效應用

陳小格

【摘要】在國家政府高度重視與清潔能源利用背景下，水電站工程建設數量激增，為地區經濟發展作出了貢獻，自動化控制技術也在水庫電站運行中得到了廣泛應用，增強了水電站電氣設施運行質量與效率。而本文則主要對自動化控制技術在水庫電站運行中的應用要點進行了闡述。

【關鍵詞】自動化控制技術；水庫電站運行；有效應用

當前，我國對電能需求量相當大，要求水電站工作程序始終緊跟時代發展步伐，增強工作效率，以不斷滿足社會經濟發展的電力需求。水電站屬于我國的支柱性工業，將自動化控制技術廣泛應用于水庫電站運行中意義重大。

一、水電站自動化控制的重要性

水電站自動化控制技術的大力應用，讓水電站實現了運行和管理方面的自動化，運行管理人員在不少設施、設備的操作上工作量明顯減少，降低了運行管理人員工作強度，達到了水電站少人值守或無人值守的效果。

站在水電技術視角來分析，自動化控制技術在水電站運行和管理方面的大力運用，能準確、快速的展現各類水電設施或設備真實運行情況與相關工藝、技術參數，針對不同設施或設備常發生的不正常運行情況也可做到及時報警，增加了設備運行與管理過程的安全系數。此外，自動化控制技術在水電站的應用推廣，可省去人工操作環節，又成功的避免了人工操作失誤可能性的發生，為區域電力穩定提供了相應的技術條件。

二、水電站自動化控制系統

零陵區石壩仔水庫電站自動化控制系統具體組成部分包括：現地控制系統、電站主廠房監控系統、輔助設備保護和監控系統，并利用以太網通訊網絡連接成一整體，詳細系統構成見圖1，圖為水電站主廠房監控系統核心，其中：

1號工作站為電站主廠房監控系統核心，專門實現電站機組空轉、發電、空載與停機等操作，并收集、顯示電站里不同設備的實時參數，再記錄至系統數據庫里。由2臺打印機、1臺計算機、1個GPS衛星校時系統、1套通訊警服務器、2套后背式UPS不間斷電源裝置等構成，用作電站計算機系統和電力系統調度。其中，GPS衛星校時系統專門用以保證計算機監控系統主控級計算機與單元級各LCU可和GPS時鐘同步，確保整個系統時鐘精度符合監控系統時間分辨率要求。此系統用到的是一套高精度GPS衛星校時裝置，型號：hea-tss。

三、自動化控制技術在水庫電站運行中的應用

自動化控制技術在水庫電站運行中的應用關鍵是和計算機監控及跟蹤系統相輔相成。隨著現代技術的發展，變電站自動化控制的新技術應運而生，主要包括：

（一）數字信號處理（DSP）技術的應用

變電站自動化控制需大量數據采集，即有電流值、故障信息、電壓值、設備狀態等數據的采集處理。現今常見的有多媒體技術、GPS技術、數字處理技術與網絡數據庫技術等。GPS技術可供給誤差相當小的秒脈沖信號，于變電站自動化控制系統的相位測量、故障檢測、頻率監聽等多方面均得到了應用。多媒體技術應用到故障查詢、語音報警、視頻監控、狀態動畫功能顯示等多方面中。網絡數據庫技術為水庫電站供給更成熟的數據庫系統支持，成功完成水庫電站各類數據庫的共享與管理。數字處理技術其實際就是新型數字處理芯片技術，現今的DSP芯片在繼電保護、信號傳輸等多方面均得到了廣泛應用，增強了水庫電站自動化控制系統數字化水平。

數字信號處理技術（DSP）即對直流交流電給予采樣的一種運動裝置技術，能集重合閘、保護、鼓掌測距等多種自動裝置測量于一體的，全面構成自動化控制系統的基礎。通過數字信息處理技術的應用，可相當準確的計算出電流方向與鼓掌電流，準確率可達0.2%；數字信號處理技術不但能夠解決電能測量與計算問題，還能準確的進行數據分析，有一定的保護功能。

（二）可編程邏輯控制器PLC軟件的應用

可編程邏輯控制器（PLC）軟件主要采用的是模塊化設計，開發設計難度明顯下降，并提高了可讀性與可移植性，可實現水庫電站的無人值守。自動化控制系統的應用，可利用現場程序完成對PLC的控制，使其能實現實時監測、故障記錄，形成趨勢圖等，盡可能的使變電站管理工作更加現代化與智能化，如此能夠增強水庫電站運行安全性與穩定性，還能減少維護工作量，提高管理水平。

（三）綜合自動化技術的應用

變電站自動化控制系統里通過綜合自動化技術可完成面向現場的目標，保護工況通過監視控制與信息采集的方式給予監控。變電站綜合自動化系統是一種面向市場的系統，并非以往的通過大型控制室，而僅僅與相關工程設計彼此配合則可達到自動化控制。

總之，自動化控制技術在水庫電站的應用可提升運行效率與管理質量，減少水庫電站在運行與管理期間出現各類故障，確保水庫電站高校、穩定與安全運行，對推動我國水利水電建設工程事業發展意義重大。

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