基于平臺搭建技術的水電站機組設備運行管理

丘文杰

(廣東梅雁吉祥水電股份有限公司，廣東 梅州 514000)

0 引 言

水電站的可持續發展，必須保障水電站的安全、平穩運行。長期以來，設備的運行與管理是電力生產中的重要環節，而我國水電站的機組設備管理水平較低，管理理念落后[1]。因此，如何提升水電站機組設備的運行管理水平，是當前電力企業重點研究的內容。將平臺搭建技術引入到設備管理當中，是實現設備管理職能化的有效手段之一。通過建立的管理平臺，可實現對設備運行過程中各項信息內容的集成，對設備在實際運行過程中進行優化，實現對企業機組設備的優化與集成，進而保障電力企業生產運行的穩定[2]。本文結合平臺搭建技術，開展對水電站機組設備運行管理研究，實現對水電站機組設備運行的管理效率提升，管理互動性增強。

1 現行水電站機組設備運行管理存在問題

1.1 管理模式問題

現行水電站機組設備運行管理過程中存在的主要問題是管理模式問題，大多數電力企業中水電站的資金投入都存在著嚴重的盲目性。其主要原因是由于水電站的投資結構組成中，大多數均為私人電力企業或個體電力企業為主，而在這些企業群體當中，相關人員對于水電站的能源利用與開發經驗較為匱乏，并且大多數對水電能源發展的相關知識了解不夠深入，造成水電站的資金投入出現了較多盲目跟從市場的狀態和趨勢[3]。部分水電站管理人員為了達到自己的個人利益，甚至會盲目規劃更大規模的生產模式，忽視了對機組設備運行的管理問題，從而進一步影響水電站中機組設備的正常運行與管理。在實際水電站運行過程中，若不按照相關規定及程序完成對機組設備的管理，也會造成無法保證管理環節發揮出實際效用的問題。

1.2 管理技術問題

當前水電站機組設備運行管理中存在的技術問題主要包括兩個方面：一是水電站的規模越小，則相關工作人員數量越少，相應的人員配置不到位現象更加嚴重，甚至會造成部分水電站沒有配置專業的檢修與管理人員。即使水電站當中具備專業能力強的檢修與管理人員，但在管理技術上仍然十分薄弱。部分管理人員在還沒有完全掌握并熟知管理相關的理論知識和實踐操作時，就開始進行檢修與管理工作。另一方面，部分水電站機組設備的更新速度較快，相同類型的機組設備在技術領域也存在較大的差異，因此管理人員在實際管理過程中很容易出現慣性思維，造成管理出現差錯，從而在水電站機組設備運行管理上存在較多的管理技術失誤。

1.3 管理資金問題

由于當前大部分水電站是由個體企業進行資金投入，完成建造。因此，在實際運行過程中經常會出現資金周轉不靈活、資金短缺等問題。水電站的機組設備維修費用較高，一旦出現事故通常都會伴隨著一系列問題，造成更多的維修成本[4_6]。因此，部分企業無法給出充足的資金用于對機組設備的檢修與維護，這一現象會嚴重影響水電站相關機組設備的管理，進而造成在實際運行中出現更加嚴重的設備安全事故。

2 水電站機組設備運行管理方法

2.1 構建水電站機組設備運行管理平臺

結合BIM技術，構建水電站機組設備運行管理平臺模式，實現對各類運行信息的集成管理與交互，實現對機組設備運行過程中的安全管理[7]。通過提取水電站日常運行過程中機組設備的基層數據，對平臺中的數據信息實時更新提供條件，建立信息管理平臺，使水電站實際運行信息與管理平臺之間建立聯系，實現水電站機組設備的有效集成以及共享(見圖1)。

圖1 水電站機組設備運行管理平臺示意

在構建如圖1所示的水電站機組設備運行管理平臺過程中，應當充分保障機組設備在規劃、設計、采購、施工以及運營各個階段的運行信息是相互傳遞的。因此，在構建管理平臺時要充分考慮到監理方、運營方、采購方相互之間的信息交流和傳遞情況。對于水電站運行過程中的設備信息，可通過建立水電站結構及其各個部分運行過程中產生的數據信息采集。在平臺當中，結合Revit軟件中的“族”工具，實施放樣融合命令，完成對水電站機組設備整體結構的建立。再將水電站細化，劃分為多個階段，如過渡層、墊層等，對每個部分分別以建立“族”操作的步驟完成繪制[8_10]。根據不同繪制族，按照機組設備的實際數值賦予其相關的參數信息，實現設備運行的信息化展示。例如，在水電站進行電力生產的過程中，需要機組設備中水輪機、發電機等水利機械設備和發電設備，通過調查獲取上述設備的具體編號、等級、型號和規格等屬性特征信息，為后續調查管理提供充足的信息條件。最后，完成對機組設備的分繪制簇建立后，生成新的項目文件，將各繪制族載入、定位、整合到統一的水電站機組設備運行管理平臺當中。

2.2 加強水電站機組設備管理技術性

構建管理平臺不僅是管理模式的革新，也是管理技術的提升。管理平臺的構建需要BIM技術及計算機技術支持，便于全方面管理機組設備。另外，在機組設備管理中，設備故障監測及維修管理，是機組設備日常管理的重點，因此應不斷革新機組設備故障監測技術。可以應用小波分析或機器學習技術，實時監測水電站機電設備故障，便于及時處理設備故障，保障水電站機組的穩定運行。

2.3 合理分配水電站機組設備管理資金

水電站機組設備管理資金短缺是常見現象，也是機組設備管理的一個難點問題。通過上述管理模式和管理技術的提升，能夠有效避免管理資金的浪費，防止重復花銷。通過運行平臺的科學管理，經過機組設備故障的高效監測，可以合理分配設備管理的資金。雖然在機電設備管理資金開源方面難以實現，但通過合理分配資金卻可以實現節流，避免在日常設備管理中出現資金短缺。經過長時間的科學高效管理，也可積累部分管理資金。

3 對比實驗

3.1 實驗條件

以某小型水電站作為實驗環境，該水電站機組設備包括2個水輪機、3個溢洪電閘、2個變電設備、2個配電設備以及1個發電設備。實驗分別利用本文提出的管理方法與傳統管理方法，對水電站在運行過程中相關的機組設備進行管理。實驗中令該水電站機組設備運行40 h，設定1 h為1個管理周期。使用的圖像傳感器型號為HJGF—2221，將圖像傳感器安裝在各個機電設備右側或者下方，將圖像傳感器讀取數據周期參數設定為10 min，讀取數據頻率參數設置為5.6 Hz。實驗中記錄水電站機組設備停運時間，將其作為實驗結果，對兩種管理方法進行對比分析。

3.2 實驗結果與分析

為了驗證此次設計水電機組設備運行管理方法的可靠性和可行性，對記錄到的水電機組停運時間進行對比分析，實驗結果如下所示(見表1)。

表1 兩種管理方法應用下水電機組停運時間 min

從表1可以看出，此次設計管理方法在應用過程中，水電站機組設備停運時間遠遠低于傳統方法，可以有效降低水電站機組設備停運時間，保證水電機組正常運行；證明了此次設計方法相比于傳統方法更適用于水電站機組設備運行管理。通過搭建管理平臺，對水電站機組設備運行進行管理，在實際應用中可將設備的安全運行管理信息集成化處理，并提高管理過程的交互性。通過本文管理方法的應用可以有效提升水電站的管理效率，并在最大程度上保證人力、財力和物力的高效利用。利用本文提出的水電站機組設備運行管理方法，還能夠在一定程度上增加企業對機組設備的采購效率，提升水電站對未來發展的整體規劃力度和水平，保證將更多的資源應用到更合理的位置。

4 結 語

當前水電站運行管理情況不容樂觀，尤其是在其機組設備管理方面。針對這一問題，本文通過改變管理模式、提升管理技術、節流管理資金支出三方面改革水電機組設備運行管理。在這三方面中構建運行管理平臺是中心，通過實驗證明構建運行平臺的實際應用效益。將該方法應用于實際，可以有效解決當前水電站機組設備運行管理中的模式問題、技術問題和資金問題，實現水電站的可持續發展。

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