水电站自动化系统的优化设计

闭学英

摘 要：我国电力行业自动化水平较低，从根本上不能满足社会对高质量电能的要求。为了更好的提高电能质量和发电效率，就要从根本上对老式水电站中采取常规控制、人工操作为主的控制模式，进行以计算机监控系统为基础的综合自动化改造；对新建水电站应按综合自动化要求进行设计和实施，使水电站逐步实现少人值班，最终达到无人值班的目标。文章主要对水电站自动化系统作了主要的论述，同时阐述了水电站自动化系统的必要性，最后探讨总结了水电站自动化系统的优化设计。

关键词：水电站；自动化系统；优化设计

随着国家电力体系的改革，不难发现水电站如果没有综合自动化系统，仅仅依靠于传统的人工操作控制，从根本上说很难满足市场竞争的需要。同时，一旦不了解实时行情，在参与竞价的时候难免存在各种各样的困难[1]。虽然争取到了发电上网的机会，但是又因设备陈旧落后以至于不能可靠运行，不仅仅影响电网供电，同时也使得自身效益受损，进而与好不容易才争取到的发电机遇失之交臂。因此文章对电力自动化干扰因素以及抗干扰技术措施进行探讨研究有一定的理论价值和现实意义。

1 浅述水电站自动化系统

1.1 水电站自动化系统概述

所谓的水电自动化主要是通过对计算机监控系统的借助，进而代替人工操作对变电站定时巡回检查、记录，不仅仅实现无人值班，同时进一步改善广大水电职工的工作和生活环境，总之自动化技术是水电站安全经济运行的必要技术手段。

1.2 自动化系统设计简介

水电站的综合自动化主要是是建立在计算机监控系统基础上，对整个电站进行的一种全方位监控，对火情的监控、对水文的测报，对数据的及时处理和反映，并能准确地与上一级调度部门进行实时数据通信等全方位自动监测的控制系统。一般包括5个子系统，分别为计算机监控系统、工业电视监控系统、消防监控系统、基础自动化元件及自动装置以及水文自动测报系统。

2水电站自动化系统的必要性

2.1 提高工作可靠性

自动化系统在水电站的应用，不仅仅实现水电站各种自动装置的快速高效检测、记录以及报警，同时又降低了水电站不正常工作状态事故发生的概率，对水电站设备有一定的保护作用。水电站自动化系统在其运行的过程中，各项操作和控制过程无须人工操作，一方面降低事故发生的可能性，另一方面避免了运行人员误操作的可能，从根本上保证了设备的可靠安全性[2]。

2.2 提高劳动生产率

就其实质性而言，部分水电站的地理位置较为偏僻，距离城镇较遠，以至于水电站的职工长期处于较为封闭的环境，其生活状况相对较差，而水电站自动化系统的应用，不仅仅改善了广大水电职工的工作，同时也在一定程度上改善了广大水电职工的生活环境。通过借助于计算机监控系统，从根本上代替人工操作，进而完成对水电站定时的巡回检查和记录，真正意义上实现了少人值守，提高了劳动生产率，降低了劳动疲劳率。

2.3 符合电力体制改革的要求

就目前而言，随着我国电力体制的改革，逐渐将实现“厂网分开，竞价上网”，传统的人工操作控制很难满足市场经济竞争的需求，而自动化系统凭借着自身优越的科学技术，及时的了解电网行情，并及时的参与竞价，最终实现电网的供电，其带来的社会效益以及经济效益是不可估量的[3]。

3 水电站自动化系统的优化设计

一般来说，水电站自动化系统主要有计算机监控系统、工业电视监控系统、消防监控系统、基础自动化元件及自动装置以及水文自动测报系统五个子系统。

3.1 计算机监控系统

所谓的计算监控系统主要是综合自动化系统的核心部分和基础部分，一般来说，计算机监控系统主要有三种模式，一方面计算机监控系统其主体部分则是常规控制，而辅助部分则是计算机；一方面计算机监控系统的主体部分则是计算机，而辅助部分则是常规控制设备；另一方面主要表现为无常规控制设备的全自动化的计算机监控系统。

计算机监控系统模式的选择主要依据于水电站的实际具体情况，就其实质性而言，新建的水电站主要是以全自动化的计算机监控系统为主。但是在对相对老旧水电站进行改造的过程中，常有机的结合计算机和常规控制设备，进而实现水电站计算机的监控。

计算机监控系统最主要的功能主要表现在遥测、遥控、通信以及遥调四个功能，常用于语音、可视化以及视像功能的设备。

3.2 工业电视监视系统

所谓的工业电视监视系统主要是实现现代化管理和监视的基本手段，能够及时并真实的对被监控对象的具体信息得以反应，尤其是水电站自动化系统中的工业电视监视系统，其监控人员仅仅通过电视监视，及时的对水电站的各个情况进行充分的掌握，保障了水电站安全有效的运行。

同时，工业电视监视系统和计算机监视系统相对来说是独立存在的，而工业电视监视系统主要是对各个子系统进行综合处理，进而传送到水电站的主控室。但是计算机监控系统主要是对各个子系统的一种监视。一般而言，工业电视监视系统有着相对较好的传输速率。

要想从根本上保证水电站更加安全有效的运行，就要将计算机监控系统和工业电视监视系统独立工作，尽可能的先实施计算机监控系统，后实施工业电视监视系统。

3.3 消防监控系统

所谓的消防监控系统主要是对水电站进行的火情监测，常设置在水电站的主厂房、副厂房以及主变区等设备的重要部位。消防监控系统对火情探测器的采用，当有火情出现的时候，探测器就会发出一种信号，其信号经过一定的信息处理，进而产生一定的报警，并将处理的信息通过串行通信接口的连接，与水电站计算机监视系统有机的相结合，对火灾的具体位置进行展示，并对火灾处理措施有一定的提示，这种异步通信的方式对于火情的及时发现和及时解决，有一定的积极影响作用[4]。

总之，水电站消防监控系统不仅仅起到一定的监控，同时在一定程度上也真正意义上实现了水电站的通风以及水喷雾灭火系统的控制。

3.4 基础自动化元件及自动装置

所谓的自动装置主要是能够独立发挥水电站相应设备的自动控制以及自动调节，自动装置主要是独立于计算机监控系统的一种装置，就水电站综合自动化系统而言，要想从根本上提高经济效益，就要保证水电站自动控制设备有着快速性、安全性、稳定性以及可靠性，并从根本上与计算机监控设备合理的进行配套。

所谓的基础自动化主要是对水电站主设备和辅设备运行工况进行的监视，对水电站机组以及辅助设备的自动化控制系统有着直接性的保护性能。

3.5 水文自动测报系统

所谓的水文自动测报系统，主要是对水电站水情、汛情情况的监控，从根本上对水情及时、准确搜集，进而对水情做出及时的预报。水文自动测报系统主要有水文自动测报基本系统以及水文自动测报网两种系统。超短波通信、短波通信以及卫星通信为水文自动测报系统最基本的通信方式。

4 结束语

随着时代经济的快速发展，自动化系统在水电站得到了广泛应用，这一举措不仅仅是水电站现代化管理的发展方向和科技进步的标志，同时也是我国电力管理部门对水电站现代化的综合要求，为现代化建设和可持续发展战略的实施带来了一定的经济价值和现实意义。总而言之，我相信，随着未来相关人士对水电站自动化系统新技术、新工艺以及新产品的大量推广，水电站的运行将会更加的安全可靠。

参考文献

[1]刘书勤，党琦.水电站自动化系统中监控系统的应用[J].中国科技博览，2012（11）：102-102.

[2]严国章.水电站自动化系统中监控系统的应用[J].中国科技博览，2012（3）：18-18.

[3]梁卫东.浅议水电站自动化系统[J].城市建设理论研究（电子版），2011（22）.

[4]刘霞.浅谈选择水电站自动化系统需考虑的因素[J].中国科技纵横，2014（1）：182-182.