浅谈水利水电自动化技术的发展

李巧龙

【摘 要】本文通过回顾自上世纪80年代以来我国水利水电自动化技术的发展所经历的四个阶段，总结了这三十多年来我国水利水电自动化技术的发展，并结合当下水利水电自动化技术的发展热点和趋势预测我国水利水电自动化的发展方向。

【关键词】水利水电 自动化技术 发展方向

【中图分类号】TV7【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0427-01

一、 我国水利水电自动化技术的发展概况

众所周知，作为清洁能源，水电具有无污染、可再生和运行费用低等优点。水利水电的开发不仅能减少生产污染、解决能源短缺问题，同时也能提高我国综合经济效益。在全世界不可再生能源日益紧张的情况下，水电开发日渐受到各国关注。

水电自动化作为水电建设的一部分，最早出现在 20 世纪 20 年代的美国、瑞士等发达国家。40 年代，水电站运行采取的是中控室和机房两级值班。50 年代后期，工业发达国家开始实现无人值班，由上级调度所或梯级调度所遥控，而我国当时水电自动化技术水平比较落后，多数电厂还保留着两级值班的模式。但是，自改革开放以来，我国水电建设取得了突飞猛进的发展。1979 年我国成功建立了计算机监控系统，实现了水力发电站的自动经济运行和安全监控。随着计算机技术的迅速发展，水电自动化技术也日益强大。水力发电厂通过建立计算机监控系统对电厂的运行进行自动化管理，依靠计算机强大的综合处理能力，实现电网对其系统内运行的水利发电厂进行远程监测、控制、通信、调配、管理，保证了电力系统运行的安全性和经济性。计算机监控技术由20世纪80年代初的集中控制、功能分散模式，进入80年代的分层分布模式，并发展到90年代初的开放分布式模式。

1979年“全国水电站自动化技术经验交流会”（古田会议）在福建省古田召开，进行水利水电自动化技术的经验交流。这次会议的召开标志了我国加入水电技术自动化的浪潮中。总的来说，我国的水利水电自动化技术的发展主要经历了一下四个阶段。

1、摸索阶段

上世纪60年代我国计算机自动监控技术开始发展，70年代该项技术开始被用在水力发电系统中。为了加快我国水电自动化技术的发展，我国于1980年组建了中国水力发电工程学会水电站电气及自动化专委会和全国水电站自动化技术情报网，组织科研、高校、情报等多个单位的专家、教授以及技术人员进行大量的数据收集和国外先进科技情报采集，第一时间掌握国际水电自动化技术发展动向，并结合我国当时的水利水电工程情况与国外进行学术交流和考察，在技术上为后续研究打下了坚实的基础。

2、试点阶段

1979年制定的水电厂自动化科学技术发展7年规划是我国水电厂监控技术发展的试点阶段的开始。这次规划要求水电站认真抓好基础工作、提高水电站自动化工作水平，提升我国主、辅机和自动化元件的制造质量，加强各电站间的综合自动化试点工作，加快自动化科研和试制基地的建设，加快引进国外先进水电自动化技术等。同阶段开展的四个试点工程（富春江、葛洲坝、浑江梯级和永定河梯级）科研工作也获得了不错的成绩，给后续的水利水电自动化技术的发展积累了丰富的经验。

3、推广阶段

自水利系统引入计算机监控装置以后，其在水库中开始被广泛运用。同时试点工程的成功给了我国水电自动化发展一剂强心针，我国各项水利自动化技术和规章制度已逐渐走向成熟。1987年召开的“全国水电厂自动化技术总结和规划落实工作会议”以及1993年召开的“全国水电厂计算机监控系统工作会议”通过总结上两个阶段的计算机监控系统的发展经验，强调应促进我国水利系统在自动化方面采用先进的计算机技术，使计算机自动化技术在水力发电方面进入到推广实用阶段。

4、提高阶段

进入到20世纪，我国水电自动化技术已日渐成熟。其中国产化的程度和“无人值班”（少人值守）的实行都是我国水电自动化技术进步的标志。1998年开始，我国开始将国产的系统和应用软件运用到我国的大型水利发电站中，其中三峡水电站就采用国产设备运营。“无人值班”也就是“少人值班”，是推动精简人员、增加效益、提高管理水平的一项重要举措，其基础是良好的主、辅机设备和监控技术，它代表的是水电厂自动化发展的高水平。

即使经历了三十多年的迅速发展，我国的水利水电自动化技术仍旧存在一些问题。主要有以下几点：

1、缺乏统一规划

缺乏统一规划是我国各大小水库存在的通病之一，由于水利系统的自动化技术建设时间比起国外较晚，习惯了传统的运营模式，还未形成统一的规划，还未建立起有效的运行机制。在当今这个计算机技术发展迅速的年代，水库建设的工期过长，没有统一的规划将不利于全国水库联网管理。

2、监测手段和管理模式相对落后

我国各大水库均是处于年降水量较大的地区，易存在安全隐患。但是我国的水库对水位、雨情的监测和对可能存在安全隐患的设备（闸门、发电厂房、机组等）的管理较落后，极易引发安全事故。

3、水库综合自动化系统不能形成统一的网络

我国水库综合自动化系统尚不能形成统一的网络管理，原因在于水库涉及的信息太多，如水质、水量、水情等等，目前水库对这些信息的管理没有一个统一的系统，很难实现信息共享，给水资源的统一配置、调度和管理造成了困难。

4、水库自动化管理人才匾乏，管理不够规范

在进行水库自动化系统建立和完善时，水库自身的专业人员往往受专业的限制，没有办法完成系统的运行管理。

二、 未来我国水利水电自动化技术的发展方向

水库综合自动化系统一个复杂的系统工程，其涉及的学科、工程众多。随着水库综合调度自动化系统的建设，水利水电自动化水平将得到不断提高，其建设和管理要求也会日益严格。

这几年我国水利水电自动化控制系统技术进步迅速、发展迅猛，整体水平已达到国际水准，并受到了国内用户的肯定。针对三峡枢纽以上流域单机容量为100万kW梯级电站的建设，应继续开展巨型机组、特大型电站综合自动化系统关键技术的研究工作，研究探讨改进系统结构、网络结构，优化系统配置，并通过采用新产品、新技术和最新研究成果来提高监控系统的可靠性和实时响应性能。

在国际市场方面，应进一步提高国产水电站自动化控制系统在国际市场的知名度，针对国外水电站的特点和实际需求来改进和完善系统结构、功能和性能指标，提高国产系统的竞争力，加大国产水电设备和软件在国际市场的市场占有率。

为了实现流域梯级水电站集控中心自动化，应在建立流域数据库和远程集控的基础上，开展数据共享、信息挖掘综合利用工作，提高流域梯级调度管理的现代化水平，充分发挥水利工程的防洪减灾与经济效益，开发满足发电、防洪及其他综合利用要求的流域水库调度决策支持系统，实现水力发电站的优化。

在远距离引水工程调度自动化系统开发方面，应结合我国实际建设的需要，开展全线调度自动化系统运行管理关键技术的实用化研究和开发，提高我国全线统一优化运行管理和调度决策的自动化水平。

为使我国的供电结构合理化和多样化，我国应加快大型的抽水蓄能电站建设。目前，大型抽水蓄能电站计算机监控系统基本上采用国外进口设备，价格高且不利于运行维护，缺乏售后服务。如今国产的系统已具备实现大型蓄能电站计算机监控系统的能力和水平，但却没有市场，因此我国应加强系统的实际运用。

三、结论

在经历三十几年的发展后，我国水利水电自动化技术的水平日渐提高，国产的系统与应用软件也开始占据一定市场，但是仍存在一些问题。要想我国水电自动化技术早日赶上国际水平，我们应继续加强技术人员的培训以及制定更加完善的水电厂自动化方面的标准和规程规范，使我国水利水电自动化技术能以全新的面貌迎接国际水电大发展的大好机遇。

参考文献

[1] 张修茂、腾梅，刍议水电厂计算机监控系统发展趋势，黑龙江水利科技，2005，33（2）：43～43