水力发电自动化系统存在问题及其控制措施

赵向勇

摘 要：随着用电量激增，电力部门必须采取多种形式的发电以满足用户的用电需求。由于我国存在诸多山河大川，因此对于水利发电具有较多优势。相比于火力发电，水力发电既避免了环境的污染，同时又节约能源，对我国电力事业的发展具有重要作用。

关键词：水力发电；自动化系统；问题；解决措施

中图分类号：TV736 文献标识码：A

随着人们环境意识的提高以及对国家可持续发展战略的相应，水力发电在电力系统中开始占据重要地位，不仅为用户提供充足的电量，同时也起到了防洪防灾的作用，尤其是自动化系统的应用，极大地促进了我国电力事业的发展，本文通过对水利发电自动化系统的问题分析，提出相应的解决策略。

一、国家大力发展水利发电的优势

1.水力发电的环境优势

所谓水力发电是指通过水位的高低落差，将水能转化为电能的科学技术。目前全球国家都在降低二氧化碳的排放量，进行绿色低碳生产，水力发电正是一种响应号召的清洁生产方式，具有与火力发电无可比拟的环境优势。据国家相关部门测算，每发出1kW的火电需向大气排放约0.1kg的二氧化碳，随着浓度的不断增加，必然会导致“温室效应”，并且我国的煤炭资源储量并非丰富，基于上述两点，应极力避免采用火力发电的形式。不仅仅产生二氧化碳气体，火力发电还会产生诸多有害气体，例如二氧化硫、一氧化碳等，不仅污染大气环境，更容易对人们的身体造成严重伤害。

2.水力发电的价格优势

相比于火力、核能发电，水力发电又十分廉价。目前国际原油价格十分昂贵，而根据国家相关部门测算，每发出1kW的火电需消耗约300克原油，虽然对用户收取较高的电价，但其产生的价值与花费的价值不可比较。然而采用水力发电，则可极大程度地免去燃料费用，并且我国南方存在众多大江大河，具有较强的可开发优势，因此电价较低，完全在用户的承受范围内。

二、水利发电的能源优势

相比于火力、核能发电，水力发电的水能资源是可再生的，取之不尽用之不竭。及时对于煤炭资源储量丰富的国家，每开采使用一吨，则会减少一吨的储量，终将会有资源枯竭的一天，并且煤炭资源为不可再生资源，因此需合理加以使用。然而水资源年年会重新聚集，正如三峡工程一般，运用源源不断的水能进行发电，造福千万人民。

1.水力发电的高效灵活性

水力发电主要采用水轮发电機组，该设备具备十分灵活的启动与操作性，可在几秒钟内使得发电机组从静止状态进入启动状态工作；可在几秒钟之内完成电压的增减负荷任务，快速适应电压的负荷变化，且避免能源的流失。因此水力发电系统对于用电的峰谷期进行有效调节，减少设备发生故障的几率，提高整个系统的经济效益。

2.水力发电系统存在的问题

虽然水力发电具备诸多益处，然而在实际的水力发电工作中却存在着一些问题，对水力发电的发展造成一定的影响，逐渐受到工程师的注意。目前水力发电系统存在的问题主要有以下几点：

第一，控制、维护与管理等技术领域的发展不平衡。与维护及管理技术领域相比较而言，控制领域的自动化发展较早，然而目前控制自动化大多被应用于财务管理、人事及物料的管理领域，几乎为涉及技术管理，无法真正发挥出控制自动化的优势。维护领域自动化起步最晚，目前只被应用于计划维护与事后维护阶段，国外对于维护自动化的深入研究源于二十世纪九十年代，因此发展相对较缓。

第二，控制、维护与管理等技术领域缺乏有效合作。虽然三者隶属于不同系统，在诸多事业中需要三者的共同联合作用。然而在实际的工作中，三者在组织结构上互相分离，缺少有效的合作，使得水力发电事业的发展较为缓慢。

第三，存在环境问题。水电工程同其他一般需付出一定的代价，因此在建设水电工程时易出现一些环境问题。首先，对于自然环境方面，大兴水利工程必然会对当地的水文条件进行改变，由于水域河床的冲於方式发生变化，会对当地的水质、地震、土壤产生影响，同时也不利于水生生物的生存。其次，对于社会环境方面，大兴水利工程对施工地周围的居民、文物古迹产生较大影响，甚至工程建成后对防洪、发电及航运等产生的环境效益的影响。例如三峡工程，由于施工建设，对周围众多居民的正常生活产生影响，居民需要进行迁移，远离家乡，同时在工程竣工后对当地的发电、灌溉产生一定的环境效益影响。

3.针对水力发电自动化系统的相关解决策略

水力发电的自动化趋势愈来愈明显，对于电力发电部门而言，加强对自动化系统的应用可有效提高工作效率，满足人们对于用电的需求，然而在清楚认识到自动化系统中的问题后，必须提出解决策略以确保水力发电自动化系统的正常运转。具体方式如下：

（1）加强自动化系统的集成化

集成化主要包括功能集成、目标集成与信息集成。对于功能集成，主要将控制、维护与管理等领域结合，使其成为完整的整体，加强三者的互相交流，共同发挥出其应用的作用。对于目标集成，是将自动化系统的性能、可靠性与效益结合，形成统一目标，促使企业获得利益的最大化。对于信息集成，是将自动化系统的各信息进行结合，形成统一的系统，确保信息的协调性与统一性，促进自动化系统的发展。

（2）提高自动化系统的智能化程度

为确保上述集成目标的完成，必须加强自动化系统的智能程度。所谓智能化即是指整个系统不论在生产过程还是设备连接、故障检测均自动进行，即实现检测的智能化、操作的智能化、评估的智能化。

（3）对自动化系统实行有效的分布化

对于水力发电工程而言，若想保证自动化系统的正常运转，使工作得到质量与安全保证，则必须对工作进行合理分布，确定各个部分的工作职能，这样才能保证工作的有序进行，使系统发挥最优性能，为企业赢得最大经济利益。

（4）增强自动化系统的开放性

对于水力发电自动化系统而言，增强其开放性，主要包括以下几方面内容：首先，由于不同供货单位的系统具有不同特点，因此在选取自动化设备时应博采众长，并进行价格比较；其次，在实际工作中，必须不断对软硬件功能进行增加，在硬件上可增设不同的新设备，在软件上可开发不同的新功能，有利于提高自动化系统的使用率，延长自动化系统的使用寿命。

（5）大力优化水力发电自动化系统调度，实现可持续发展

正如上文所述，水利工程对诸多方面产生影响，因此必须加强水力发电工程设施与周围环境及相关功能的协调发展，促进水资源的综合利用。例如设置鱼道，减小大坝对水中生物的影响，同时可通过自动化系统对数据库进行管理，优化调度发电、航运、灌溉等方面配合，达到综合利用目的，对于水利工程与环境持续、稳定发展具有十分重要的作用与意义。

结语

为解决发电量短缺，同时也为保护环境，大力发展水力发电势在必行，在节约能源的同时，不仅满足了用户的用电需求，同时也为电力企业创造了巨大的经济效益。然而目前水力发电自动化系统却存在较多问题，为此，国家必须加大力度对问题进行解决，以确保水力发电自动化系统的正常运转，为国家的电力事业发展做出贡献。

参考文献

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