论水电厂自动控制系统存在的问题及解决对策

党国军

青海黄河中型水电开发有限责任公司

论水电厂自动控制系统存在的问题及解决对策

党国军

青海黄河中型水电开发有限责任公司

在水电厂的运行过程中，自动控制系统的作用不但可以智能管理，而且可以实时监控。我国水电厂拥有一个相对来说比较迟缓的发展速度，一些水电厂的时间久了，其场地还有设备也变得老旧了，同时也不能及时的更新和维护其控制软件，这就造成了其监测的数据没有办法保证准确性，与此同时还带来了一些隐患影响了水电厂的正常运行。所以，在目前这种情况下，我们应该全方面的自动化改造水电厂的管理以及监控系统，从而使得水电厂的经济效益得以提高。

水电厂；自动控制系统；问题及对策

随着我国水电厂行业的快速发展，尤其是随着计算机技术在水电厂控制领域的应用越来越多，实现水电厂生产过程的自动化已经是大势所趋。结合我国水电厂企业在应用自动控制系统后，所取得的效果较为显著，它极大地提高了工作程序的精确度，从而在很大程度上提高了工作效率。但是，与西方发达国家相比，我国水电厂行业还存在一些不足之处，这也是我们认为值得探究的部分。

1 水电厂自动化控制概述

在自动化控制技术中，自动化专业技术手段是主要的核心，自动化控制技术主要是集合了很多种自动化专业技术的长处，形成综合性自动化控制技术。实用性强、应用广泛是自动化控制技术的突出特点，它可以适用到不同的行业的生产和经营管理中。所有利用计算机技术进行管理或控制的行业，都可以应用自动化控制技术来代替人工进行操作。自动化控制技术的实质就是借助特殊的控制装置，使控制对象能够按照预先设定的程序来运行。目前，有很多水电厂已经开始将自动化控制技术运用到实际生产中去，然而，由于我国自动化控制技术研究起步较晚，其应用水平还有待于进一步提高。

2 我国水电厂自动控制系统存在的问题

2.1 应变能力不足

虽然说自动控制系统是智能化的处理系统，但是并不是说什么都是智能的，它有一些方面也是非智能的，比如说，当一些突发状况发生的时候，自动控制系统就不能及时处理，更别说有效处理了。这主要是因为它本身有一些漏洞或者说缺陷存在于某一内容或某一项技术上，例如由于不完善的相关系统软件使得专家系统没有办法保证能够及时有效的处理问题。

2.2 因编程技术而导致的系统缺陷

编程人员技术水平对自动化控制系统的影响比较大，决定着自动化控制技术水平研发及应用水平的高度。如果编程人员的专业素质与技能不高，自动化控制系统就会存在很多缺陷与不足，在实际应用中就会产生很多问题，甚至是故障，影响了其应用效果和经济效益的发挥。

2.3 传感器故障问题

感器的常见故障：①传感器断线：传感器处于断开的状态。②传感器恒偏差：传感器的输出信号和实测值存在较大偏差。③传感器的增益变化：传感器的输出增益衰减或增大。④传感器卡死：传感器的输出不随被测量值的变化而变化，保持一个恒定的输出值。⑤传感器脉冲性故障：传感器的输出突然出现很短时间的突变后又恢复正常。

3 水电厂自动控制系统问题的解决对策

3.1 建立模型

众所周知，过热汽温系统是一个多扰动输入系统，通常控制模式为：减温水流量为输入，各级减温器后的蒸汽温度为输出，其他为扰动因素。但该模式因系统负荷的变化而无法满足日常的控制，故本文认为采用建立模糊动态模型，以小区域控制模型代替大区域控制模型，提高系统控制和响应精度，从而获得全控制范围高精度的动态响应，保证系统能够满足生产要求，具体做法是在典型工况(如35%，50%，70%，100%负荷)下分别建立对象相应的线性模型，规定其相应的工作范围和转换条件，通过模糊关系连接来描述全系统。对于过热汽温系统，动态模型可将蒸汽负荷作为条件变量，用模糊语言来描述系统运行所处的工况。W(负荷)=(很低，较低，中等，较高，很高)，在不同的模糊语言值的情况下分别建立线性子模型，最终得到刻画系统整个动态特性的模糊规则集。

3.2 做好采集数据和处理操控

系统的现场测控单元采集有关的信息，并对故障、事件、变位信号、状态、和模拟量越限和正常的信息等都进行对应的检测。预处理数据的各种合理性校检，并且利用网络对主控级进行实时数据库更新。采集一下的信号类型：开关量、模拟量和脉冲量。模拟量分为电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度和频率。而脉冲量又分为有功电能和无功电能。开关量分为断路器和隔离开关及接地开关的安全自动装置、位置信号和继电保护装置的报警、动作、运行监视信号等等。主控级、中控室以及现地操作面板通过分析发出命令，现场机组接收后完成各种控制和调节任务：(1)设备的正常开停机。(2)设备同期装置控制。(3)设备事故紧急停机控制。(4)设备有功、无功的针对性调节。(5)灭磁开关控制。(6)刀闸等控制。以及其他一系列任务处理。

3.3 优化自动化元器件的选型和使用

水电厂自动化系统的所有监控过程最终是由自动化元器件来完成的，所以自动化元器件的选型和使用显得非常重要。对关键的元器件，如作为开机条件的示流器、电动阀、测速装置、电磁阀、同期装置等；作为机组保护用的三部轴承温度控制器、剪断销信号器、紧停电磁阀等；为防止水淹厂房，在电厂最低部位(如主阀层、吸出管层)安装检测水位的传感器等。他们的选型一定要高起点、高可靠性，不仅要确保动作可靠，动作信号也要能正确上送，这样一方面便于监视，另一方面便于控制回路处理。应先单机试验后再推广，并尽量选用质量好的定型产品，在资金条件允许的情况下最好首选进口产品。

综上所述，随着水电厂“无人值班”(少人值守)工作的不断开展，对水电厂的生产运行和管理提出了新的要求，也对水电厂自动化技术提出了更高的要求。计算机技术、信息技术、网络技术、通讯技术和自动化元器件水平的不断发展，给水电厂自动化系统，提供了一个广阔的发展舞台。如今的水电厂自动化系统已经成为一个集计算机、网络、控制、通信及机电一体的综合系统。相信随着水电厂自动化技术的不断提高“，无人值班”(少人值守)水电厂的管理水平会越来越高。

[1]易智超.论水电厂自动控制系统存在的问题及解决对策[J].科技风，2016，(11)：156.