水力發電自動化系統存在問題及其控制措施分析

楊高鵬，王 永，胥 照

（1.淮安市高良澗水利工程管理站，江蘇 淮安 223100；2.淮安市古黃河樞紐控制工程管理站，江蘇 淮安 223400；3.淮安市清晏園，江蘇 淮安 223001）

1 引言

水力發電在我國發電工程中占據重要地位，水力發電的出現提升了我國電力供應的穩定性。相對于傳統火力發電而言，水力發電是一種比較先進、具有突出環保價值的發電方式[1]。在自動化技術不斷完善的今天，水力發電技術與自動化系統相融合，從根本上解決了水力發電系統運行自動化程度不足等一系列問題。基于此，有必要對水力發電自動化系統存在的問題及其控制措施進行深入分析。

2 水力發電自動化優勢

2.1 提高水利設備的運行效率

水力發電技術與自動化技術的結合，從根本上改變了傳統水力發電的管理模式和控制方法。自動化系統能夠對設備運行中存在的風險和異常現象進行歸納、檢測、分析和處理等，避免系統運行故障帶來的一系列嚴重后果，確保水力發電設備能夠穩定運行。水力發電和自動化系統結合以后，水力發電管理工作所需要的人員數量大幅度減少，避免了操作失誤的可能性，使發電效率在根本上得到了提升。

2.2 有效提高經濟效益

水力發電自動化系統的積極作用是提高經濟效益，提升水力發電技術的應用價值。借助自動控制 技術，水力發電系統中的相關設備將在不超過規定負荷的情況下產生更多的電能，即在不存在安全隱患的情況下更好地完成更多的發電任務，發電的經濟效益將得到根本提高[2]。利用自動化技術可以最大限度地利用水力資源，使其順利高效地轉化為電能。

2.3 有效降低人力成本

水力發電站基本建立在相對偏僻的地區，工作人員生活十分不便，水力發電站設備及配套設施的維護頻率很高，增加了工作人員的工作量。在這種情況下，很少有員工愿意參與水力發電站的管理和維護。因此只能通過增加工資來吸引人才，從而導致勞動力成本翻番，自動化系統在水力發電中的應用，可以降低水力發電站設備的故障率，提高設備的運行效率，從根本上避免過去頻繁維護的問題，減輕員工的工作壓力，降低人力資源成本。

3 水力發電自動化系統存在問題及其控制措施

3.1 水力發電自動化系統建設中存在的問題

（1）系統的控制、維護和管理較為滯后。在水力發電站自動化系統中，控制模塊是最先開發出來的，但是很多水力發電自動化系統的管理都集中在財務管理、物資管理等方面，把經濟效益放在首位，只有一小部分的研發與控制技術信息有關。另外，就維修模塊而言，其自動化程度落后于控制模塊和管理模塊，維修自動化水平較低，許多維護模塊只能提供維護計劃，水力發電自動化系統的實際維護工作也需要人工操作[3]。

（2）系統的控制、維護和管理之間缺乏必要、具體的聯系交流。重大決策時，各部門各司其職，信息共享程度極低。無論水力發電自動化系統的維護、控制和管理，任何模塊的正常運行都離不開其他模塊的支持和信息共享[4]。

（3）影響當地人文環境。水力發電工程的建設將不可避免地影響該地區的水域環境。例如，水域底部的沖淤發生了變化，水生態系統遭到破壞，不符合環境友好型社會的建設要求。一些大型水力發電工程在蓄水期間可能淹沒部分居民區，給當地居民生活和工農業發展帶來難以彌補的負面影響。

3.2 水力發電自動化系統改善策略

與火電、核電等發電技術相比，水力發電具有更加突出的應用優勢。比如水資源可以循環利用，在長遠發展中具有一定的優勢。我國煤炭儲量并不豐富，僅靠火電發電無法實現可持續發展，而核電也具有清潔環保的優點，但存在核燃料泄漏等風險。因此，積極發展水力發電技術對完善水力發電自動化系統具有十分重要的意義。

（1）加強水力發電自動化系統的集成性建設。加強水力發電自動化系統集成性建設，就是要重點開發系統的控制模塊、管理模塊和維護模塊，努力從性能集中和目標集中兩個方面提高其協調性。性能集中是指工作人員根據科學技術和通信信息技術的發展，整合現有系統的性能，以提高水力發電自動化系統運行的有效性。

（2）加強水力發電自動化系統的智能性建設。為了實現水力發電自動化系統的性能和目標集中，需要工作人員從實際出發，努力提高水力發電自動化系統的智能化程度。需要在決策、運行、管理等環節引入智能化技術，對現有自動化設備進行改造和升級，使自動化設備在目標檢測、故障分析等方面具有更加突出的性能。

（3）加強水力發電自動化系統的分布性建設。水力發電自動化系統綜合建設完成后，其運行效果將大大提高，因此加強其分布式建設顯得尤為重要。水力發電自動化系統的運行不僅需要綜合特性，還需要分布特性。只有這樣，才能有效、準確地落實每一步、每一階段的任務，保證系統高效穩定運行[4]。

（4）加強水力發電自動化系統的開放性建設。水力發電自動化系統的開放性非常重要。根據行業發展和工作經驗，選擇供應商，采購性價比較高的設施設備，更換和淘汰陳舊的系統設備，從根本上提高水力發電自動化系統軟硬件的有效性，確保其運行性能滿足系統開發的需要，為提高水力發電自動化水平做好準備。

（5）適當的優化調度水力發電自動化系統。水力發電自動化系統的建設效果一般受控制方式的影響。傳統的DDC現場控制技術已不可行，一種以數據庫為中心的管理技術正在悄然取代它。工作人員要根據水力發電自動化系統的規模和所在地區的具體情況，確定在現場控制工作中所采取的措施，做好水力發電自動化系統的優化調度，從根本上提高我國水力發電工程的效益施工及后續運行和維護。

4 結語

保護環境、避免資源浪費已成為人們對社會發展的共同期許，水力發電自動化系統的成型，更使水力發電的效率和穩定性得到了保障。因此，本文對水力發電自動化系統存在問題及其控制措施進行研究，在這種情況下，從根本上保障水力發電自動化系統的運行質量，減輕火力發電的壓力、優化我國能源使用結構。