水電站技術(shù)供水自動控制的優(yōu)化設(shè)計研究

【摘要】在水電站建設(shè)中，技術(shù)供水的方式有很多，包括水泵供水、自流供水、混合供水等，想要確保水電站供水系統(tǒng)的自動控制，需要在合理選擇技術(shù)供水方式的同時，做好系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。本文結(jié)合具體的工程實例，對水電站技術(shù)供水自動控制的優(yōu)化設(shè)計進行了分析和研究。

【關(guān)鍵詞】水電站；技術(shù)供水；自動控制；優(yōu)化設(shè)計

前言：

最近幾年，可持續(xù)發(fā)展理念的持續(xù)深化，使得水利水電工程得到了飛速發(fā)展，工程項目的數(shù)量不斷增長，對于工程的質(zhì)量和運行的穩(wěn)定性也提出了越發(fā)嚴格的要求。從工程建設(shè)人員的角度，應(yīng)該立足水電站的實際情況，做好技術(shù)供水自動控制的優(yōu)化設(shè)計，以此來保證水電站的穩(wěn)定可靠運行。

1、工程概況

某水電站建成于2016年5月，總裝機容量40萬千瓦，在區(qū)域電力系統(tǒng)中發(fā)揮著骨干調(diào)峰的作用。電站設(shè)置有3臺4000kW的水輪發(fā)電機組，采用臥軸混流式結(jié)構(gòu)，機組總體結(jié)構(gòu)形式為兩支點一主軸。水電站設(shè)計水頭為151.1m，實際運行水頭范圍在149.5m-156.2m之間，年利用小時數(shù)約為3974h。

2、水電站技術(shù)供水方式

考慮水頭范圍、水質(zhì)等影響，不同水電站有著不同的技術(shù)供水方式，常見的有水泵供水、自流供水和混合供水等，結(jié)合高水電站的水頭范圍，睡著水泵供水的方式，從下游取水。在設(shè)備布設(shè)環(huán)節(jié)，可以選擇兩種不同的配置方式，一是集中布置，這個水電站機組用水設(shè)備利用一個或者多個公共取水設(shè)備取水，經(jīng)供水干管傳輸?shù)礁鱾€機組；二是單元布置，每一個水電機組設(shè)置獨立的供水系統(tǒng)。結(jié)合該水電站的具體情況，若采用單元布置的方式，從保證機組運行可靠性的角度，需要為每一臺機組配備兩臺供水泵（一用一備），這樣必然會導(dǎo)致成本的增大，影響資源的合理利用。若采用集中布置，則可以設(shè)置三臺供水泵（兩用一備）以及相應(yīng)的供水干管。為了切實保障機組運行對于水壓的要求，應(yīng)該設(shè)置PLC變頻調(diào)速，實現(xiàn)水泵電機轉(zhuǎn)速的自動化調(diào)節(jié)，這樣同樣會導(dǎo)致成本的增大。

對比兩種配置方式，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后形成了單元集中布置相結(jié)合的全新形式，在每一臺機組設(shè)置獨立的供水泵，供給機組運行所需的潤滑和冷卻水，避免了不同機組之間的相互干擾問題。而在三臺機組之間，設(shè)置了公備水泵和供水干管，充分保證了供水方式的可靠性，通過兩種方式的優(yōu)勢互補，保證了水電站技術(shù)供水的優(yōu)化設(shè)計（如圖1所示），在充分保證供水可靠性的前提下，有效減少了設(shè)備數(shù)量，節(jié)約了成本投入。

3、水電站技術(shù)供水自動控制優(yōu)化設(shè)計

伴隨著水電機組及自動開啟和停機控制流程，供水系統(tǒng)會接受來自機組LCU的投入及切除供水命令，實現(xiàn)對供水泵的自動啟動或停止。技術(shù)供水控制系統(tǒng)可以設(shè)置為現(xiàn)地手動控制，配合遠程自動控制，可以滿足機組自動開關(guān)機的運行需求。

考慮水電站技術(shù)供水采用的是單元集中布置相結(jié)合的方式，每一臺機組都設(shè)置有獨立供水泵，配合機組公備供水泵和供水干管來滿足機組用水需求。在這種情況下，技術(shù)供水系統(tǒng)屬于公有系統(tǒng)，自動控制需要通過機組現(xiàn)地控制單元（機組LCU）和公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元（公用LCU）共同完成。機組自動開機或停機時，依照控制流程，機組LCU會向公用LCU發(fā)送投切指令，公用LCU根據(jù)接收到的指令完成機組對應(yīng)水泵的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。若機組對應(yīng)水泵出現(xiàn)故障，則可以啟動公用備用水泵完成供水。機組LCU和公用LCU之間的信息傳輸在機組LCU與技術(shù)供水控制系統(tǒng)之間構(gòu)建起了緊密聯(lián)系，也使得技術(shù)供水自動控制能夠切實滿足水電站機組自動控制的現(xiàn)實需求，實現(xiàn)了無人值守或者少人值守。

4、結(jié)語

總而言之，水電站技術(shù)供水在水電站中占據(jù)了相當重要的位置，與發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性和安全性密切相關(guān)。因此，在供水自動控制系統(tǒng)設(shè)置中，需要選擇可靠的設(shè)備，配合合理的技術(shù)方案以及完善的供水管網(wǎng)，滿足水電站運行過程中的用水需求。通過優(yōu)化設(shè)計，水電站技術(shù)供水方式更加合理也更加可靠，能夠有效減少成本投入，保證水電站的正常運轉(zhuǎn)。

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