水電站自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、    水電站自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    劉友鑫+向冰摘要：設(shè)計(jì)中小型水電站自動控制系統(tǒng)的目的在于保證水電站能夠正常的、有序的、安全的工作運(yùn)行，保障水電站水輪機(jī)的發(fā)電質(zhì)量，提高水電站周圍電網(wǎng)的安全性，能夠有效的提高水電站監(jiān)控運(yùn)行管理的自動化水平，保證水電站能夠正常安全的運(yùn)行，提高電站工作人員的工作條件，逐漸使得電站實(shí)現(xiàn)“無人值班、關(guān)門運(yùn)行”的過渡，為水電站增加了經(jīng)濟(jì)效益，是水電站不可或缺的一個(gè)系統(tǒng)。本文對于中小型水電站自動控制部分進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞：水電站；自動控制；設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)引言水電站最主要的機(jī)電設(shè)備是水輪機(jī)，水輪機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，輔助工作的設(shè)備較少，容易實(shí)

2、現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，所以在實(shí)際的工作中不需要較多的運(yùn)行管理人員。水電站的發(fā)電是不需要任何的燃料的，發(fā)電量的多少取決于徑流量，徑流量越大，發(fā)電量越大，但是水電站的運(yùn)行費(fèi)用并不會隨著發(fā)電量的增加而增加。水電廠在整個(gè)消耗電能的過程中只占電站同期發(fā)電量的1%左右，十分的節(jié)約。對于整個(gè)電力系統(tǒng)來說，在豐水期時(shí)，可以適當(dāng)?shù)臏p少火電機(jī)組的運(yùn)行，這樣可以有效的減少煤炭的燃耗，有利于降低發(fā)電成本，并且水輪機(jī)本身具有多方面的有點(diǎn)，可以做到隨啟隨停，操作方面，可以靈活使用，對于電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相等具有幫助作用。1水電站特點(diǎn)由于水力發(fā)電是利用水頭落差所具有的動能和勢能進(jìn)行發(fā)電，所以具有不消耗任何燃料、不產(chǎn)生污染物

3、等特點(diǎn)，不會出現(xiàn)污染環(huán)境的問題。水電站的建立一般都會建立水庫，水庫除了有發(fā)電的作用外，還有防洪、防汛等能力，對于河流和水體的天然徑流具有調(diào)節(jié)作用。但是水電站也會受到季節(jié)的影響，枯水期和豐水期對于水電站的發(fā)電量的影響是比較大的，這也是水電站一個(gè)比較顯著的特點(diǎn)。2水電站控制目的中小型水電站要實(shí)現(xiàn)自動控制的目的在于保證水輪機(jī)組能夠正常、安全的運(yùn)行，這樣就能夠保證發(fā)電的安全可靠，對于水電站事故的發(fā)生也能起到預(yù)防作用，保證水電站以及該區(qū)域整個(gè)電網(wǎng)的安全性，有利于水電站的優(yōu)化，降低發(fā)電成本，減少工作人員的數(shù)量，最終實(shí)現(xiàn)無人化運(yùn)行。2.1提高水電站設(shè)備運(yùn)行的可靠性水電站在運(yùn)行的過程中所以出現(xiàn)不正常的運(yùn)行狀態(tài)

4、時(shí)，一般都是突發(fā)性的，運(yùn)行的工作人員如果不能及時(shí)處理的話，就會造成重大事故發(fā)現(xiàn)，對于水電站的危害是比較大的，所以要對水電站安裝自動控制系統(tǒng)，這樣可以不間斷的對水電站的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，保證各個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行。水電站自動控制系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，可以對水電站中各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)做出監(jiān)控，一旦在監(jiān)控的過程中發(fā)現(xiàn)異常情況，自動控制系統(tǒng)會主動發(fā)出警報(bào)，這是工作人員就能最迅速的對出現(xiàn)的事故進(jìn)行檢查修復(fù)，保證事故所帶來的損失達(dá)到最小，這樣也可以保證電網(wǎng)能夠有效的運(yùn)行。2.2提高水電站發(fā)電質(zhì)量和電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性由于水電站在區(qū)域電網(wǎng)中所擔(dān)任的調(diào)頻任務(wù)，所以人工調(diào)節(jié)并不能夠達(dá)到實(shí)際的需求，人工調(diào)節(jié)對于頻率和電壓所出現(xiàn)

5、的偏差較高，調(diào)節(jié)的質(zhì)量差，不能夠達(dá)到要求，所以需要自動控制系統(tǒng)來完成。水電站在電網(wǎng)中如果擔(dān)任基荷的任務(wù)，那么必須根據(jù)不同的來水情況做出不同的指令，這種情況下，人工操作往往會使得問題不能得到解決，所以需要自動控制系統(tǒng)。2.3優(yōu)化水電站運(yùn)行自動控制系統(tǒng)能夠?qū)τ谒娬緳C(jī)組進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況，可以給機(jī)組進(jìn)行工作分配，讓機(jī)組保持在高效率的工作狀態(tài)下工作。2.4優(yōu)化運(yùn)行人員配置水電站自動控制系統(tǒng)可以減少水電站運(yùn)行人員的工作量，還可以減少工作人員的數(shù)量，使得電站能夠?qū)崿F(xiàn)無人值班的狀態(tài)，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。由于水電站的工作人員數(shù)量可以得到減少，那么為工作人員修建的基礎(chǔ)設(shè)施相應(yīng)的也可以減少，這樣的話可以

6、有效的減少水電站的運(yùn)行費(fèi)用，還可以減少水電站的發(fā)電成本。3小型水電站自動控制設(shè)計(jì)的思路由于往年受限于價(jià)格和技術(shù)，所以水電站的監(jiān)控系統(tǒng)一般都是以集中式為主，通過一套計(jì)算機(jī)來完成水電站所有設(shè)備的監(jiān)控工作，這樣的情況下，監(jiān)控就會受到多方面因素的限制，比如所能監(jiān)控的工作內(nèi)容不齊全，工作的效率低，可靠性不高等情況。目前，世界計(jì)算機(jī)水平在不斷的提升，而且計(jì)算機(jī)越來越普遍的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。低廉的價(jià)格，使得計(jì)算機(jī)控制變得更為可靠，并且控制的準(zhǔn)確性和經(jīng)濟(jì)性提高，再設(shè)計(jì)的過程中可以采用分層分布的方式，這樣的結(jié)構(gòu)可以更加合理。同構(gòu)小型可編程序控制器plc的發(fā)展，將其余計(jì)算機(jī)的控制結(jié)合起來，使得自動控制更加的完善，具體的方式見圖1。4結(jié)束語實(shí)現(xiàn)水電站自動控制的目的在于保證水電站的發(fā)電機(jī)組能夠安全、可靠的運(yùn)行，保證發(fā)電質(zhì)量，保障水電站所在區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全，最大程度的優(yōu)化水電站的運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，減少工作人員的數(shù)量，有效降低發(fā)電的成本，做到遠(yuǎn)程操作，無人值班，實(shí)現(xiàn)水電站的自動化運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1熊顯丕.小型水電站技術(shù)改造措施研究j/ol.中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)2017-12-21.2劉斌.水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)研究j.電工文摘，2016（02）：28-29+32.3王明亮.關(guān)于對水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)研究j.電子技術(shù)與軟件工程，2015（23）：159.