云南保山苏帕河水电开发有限公司678000
摘要：水力发电具有无污染、可循环利用、转换效率高等特点，在化石能源逐渐枯竭的背景下，水力发电的发展前景广阔。近年来新建的水利发电站中，自动化设备、自动化技术得到了广泛应用。通过对比也可以发现，自动化技术的应用显著提升了水利发电站的运行效率和发电质量。本文在概述技术优势的基础上，分别从设备监控、信息反馈、事故顺序记录等方面，就自动化技术在水利发电站中的具体应用展开了简要分析。
关键词：水利发电站；自动化技术；优势；实际应用
引言：自动化技术在各行各业得到了广泛应用，早在上世纪90年代，像葛洲坝、二滩水电站等已经相继使用自动化技术。随着自动化技术、各类智能控制设备的不断发展和相继使用，水利发电站自动化控制水平也得到了提升。水利发电站要树立动态发展的眼光，重视自动化技术的创新和研究，从而为水利发电站的高效运行提供技术支持。
一、水利发电站应用自动化技术的优势
1、提高水利发电站运行效益
水利发电站应用自动化技术提高运行效益主要通过以下几方面来实现：其一，自动化技术的应用，代替了大量的一线工作人员，通过节约人工成本，间接降低了水利发电站的费用支出，从而达到提高效益的目的。例如，运用自动监控设备获取水文信息，这样就不需要安排专门的工作人员定期进行水库巡检，并且可以动态、及时的获取相关信息。其二，自动化技术的应用将水利发电站的工作效率成倍提升，通过提高单位时间内的发电量，直接增加了水利发电站的经济效益。
2、提高水电站发电质量
水利发电站的发电原理是通过水流冲击水轮机叶片发生高速转动，然后带动发电机运动产生电能。但是这一阶段形成的电能具有电压和频率不稳定的特点，并不能直接使用。运用自动化技术，能够对电能进行稳压调节。例如，将水利发电站产生的电能，控制在额定电压5%范围内，将实际频率控制在额定频率的±0.5Hz以内。这样就提高了水利发电站产生电能的质量。此外，自动化技术还能够对相关设备的运行工况进行自动巡检，避免电气设备运行故障，也是提升电能质量的一种辅助手段。
二、水利发电站自动化技术的应用
1、内部装置的实时监控
水利发电站的正常运行，离不开各个系统电子设备的协调配合，包括水轮机、发电机、励磁调节器、调速器等等。这些设备在运行过程中，不可避免会出现运行故障，影响水利发电站的运行安全。自动化监控系统则能够实现对各类电子设备的动态监控，并获取其运行参数，与数据库中的标准参数进行对比。如果内部装置的运行参数超出标准范围，则会引起系统报警。这样就方便水利发电站的管理人员进行检查，如果确实存在问题也可以及时处理，将损失降到了最低。
2、水文信息的动态反馈
在水利发电站的水库中布设多个水文监测器，并使用传感设备将监测信号按照一定的频率发送给水库边上信号接收机，然后采用无线或有线方式，将这些信号发送到控制中心的计算机中。使用计算机上的专业软件，可以对这些水文信息进行分类、分析，方便工作人员及时掌握水利发电站的水位变化情况，并及时采取相应的调控信息。
3、事故顺序记录
当电站发生事故造成断路跳闸、重合闸动作等情况时，计算机监控系统将立即以中断方式响应并自动显示、打印事故名称及时间、记录、显示、和打印相关设备的动作情况；自动推出相关画面；作事故原因分析并提示处理方法。计算机监控系统能将发生的事故及设备的动作情况按其发生的先后顺序记录下来。
4、参数越复报告记录
全厂监控系统将对某些参数以及计算数据进行范围监视，有的量如温度量等还应进行趋势分析，即进行梯度监视，对这些参数量值及梯度值可预先设定其限制范围，当它们越限波复限时要作相应的处理，这些处理包括越限报警；越复限时的自动显示、记录和打印；启动相关量分析功能，作故障原因提示。
5、自动发电控制及经济运行
计算机监控系统将能根据全厂当前的运行状态确定当前各机组最佳开、停机顺序，根据电厂运行要求按此顺序实现自动开、停机操作，同时还可以自动调整每一台参加AGC机组的有功功率及无功功率。此外，自动发电控制将能协调单机的调差数，按中调的规定实现全厂总的调差满足一次调差的要求。自动控制系统如图1所示。
图1水利发电站自动控制系统图
三、水利发电站自动化技术应用展望
1、不断进行技术创新和引进新型设备
通过上文分析可以发现，自动化技术在水利发电站中的应用，能够在节省人工成本、提高运营效益和提供优质电能方面发挥显著优势。随着传统化石能源储量减少，水利发电站承担的发电任务更加艰巨。今后，要继续做好水利发电站管控技术的创新，要继续依托信息技术和网络技术，实现水利发电站全面化、动态化的控制。同时，也要拿出专项资金，引进新设备、新技术，为技术创新提供必要的保障。例如，在选择控制系统方面，目前常用的是Windows和Unix两种系统，两种系统各有优缺点，如表1所示。
表1Windows和Unix两种系统对比
2、高素质技术人才的培养
虽然自动化技术的应用代替了大量的基层工作人员，但是部分高精尖的控制设备、仪器，以及这些设备、仪器的定期养护和故障维修，还需要由高素质技术人才来完成。特别是对于大中型规模的水利发电站，运行过程中需要大量的设备共同运作。其中任何一个部分出现故障，都有可能影响水利发电站的整体运行安全。因此，在水利发电站自动化技术水平不断提升的同时，配套的技术人才培养与储备工作仍然十分必要。
结语：在信息技术和数控系统的支持下，水利发电站自动化控制技术得到了广泛应用。自动化技术带来的优势是明显的，除了能够对水利发电站内部各类电气设备运行工况的自动监控和运行参数的实施反馈，而且还能够进行自动调节，让水利发电站始终以安全、健康和经济状态运行，切实维护水利发电站自身效益和发电质量。
参考文献：
[1]赵英，季绍勇.基于四岭水电站的综合自动化系统应用研究[J].浙江水利水电学院学报，2014，21（2）：24-27.
[2]朱传古.趋势分析在水电厂主设备状态预测中的应用[C]//中国水力发电工程学会自动化专委会换届大会.2015.