水力发电自动化系统存在问题及其控制措施分析

杨高鹏，王 永，胥 照

（1.淮安市高良涧水利工程管理站，江苏 淮安 223100；2.淮安市古黄河枢纽控制工程管理站，江苏 淮安 223400；3.淮安市清晏园，江苏 淮安 223001）

1 引言

水力发电在我国发电工程中占据重要地位，水力发电的出现提升了我国电力供应的稳定性。相对于传统火力发电而言，水力发电是一种比较先进、具有突出环保价值的发电方式[1]。在自动化技术不断完善的今天，水力发电技术与自动化系统相融合，从根本上解决了水力发电系统运行自动化程度不足等一系列问题。基于此，有必要对水力发电自动化系统存在的问题及其控制措施进行深入分析。

2 水力发电自动化优势

2.1 提高水利设备的运行效率

水力发电技术与自动化技术的结合，从根本上改变了传统水力发电的管理模式和控制方法。自动化系统能够对设备运行中存在的风险和异常现象进行归纳、检测、分析和处理等，避免系统运行故障带来的一系列严重后果，确保水力发电设备能够稳定运行。水力发电和自动化系统结合以后，水力发电管理工作所需要的人员数量大幅度减少，避免了操作失误的可能性，使发电效率在根本上得到了提升。

2.2 有效提高经济效益

水力发电自动化系统的积极作用是提高经济效益，提升水力发电技术的应用价值。借助自动控制 技术，水力发电系统中的相关设备将在不超过规定负荷的情况下产生更多的电能，即在不存在安全隐患的情况下更好地完成更多的发电任务，发电的经济效益将得到根本提高[2]。利用自动化技术可以最大限度地利用水力资源，使其顺利高效地转化为电能。

2.3 有效降低人力成本

水力发电站基本建立在相对偏僻的地区，工作人员生活十分不便，水力发电站设备及配套设施的维护频率很高，增加了工作人员的工作量。在这种情况下，很少有员工愿意参与水力发电站的管理和维护。因此只能通过增加工资来吸引人才，从而导致劳动力成本翻番，自动化系统在水力发电中的应用，可以降低水力发电站设备的故障率，提高设备的运行效率，从根本上避免过去频繁维护的问题，减轻员工的工作压力，降低人力资源成本。

3 水力发电自动化系统存在问题及其控制措施

3.1 水力发电自动化系统建设中存在的问题

（1）系统的控制、维护和管理较为滞后。在水力发电站自动化系统中，控制模块是最先开发出来的，但是很多水力发电自动化系统的管理都集中在财务管理、物资管理等方面，把经济效益放在首位，只有一小部分的研发与控制技术信息有关。另外，就维修模块而言，其自动化程度落后于控制模块和管理模块，维修自动化水平较低，许多维护模块只能提供维护计划，水力发电自动化系统的实际维护工作也需要人工操作[3]。

（2）系统的控制、维护和管理之间缺乏必要、具体的联系交流。重大决策时，各部门各司其职，信息共享程度极低。无论水力发电自动化系统的维护、控制和管理，任何模块的正常运行都离不开其他模块的支持和信息共享[4]。

（3）影响当地人文环境。水力发电工程的建设将不可避免地影响该地区的水域环境。例如，水域底部的冲淤发生了变化，水生态系统遭到破坏，不符合环境友好型社会的建设要求。一些大型水力发电工程在蓄水期间可能淹没部分居民区，给当地居民生活和工农业发展带来难以弥补的负面影响。

3.2 水力发电自动化系统改善策略

与火电、核电等发电技术相比，水力发电具有更加突出的应用优势。比如水资源可以循环利用，在长远发展中具有一定的优势。我国煤炭储量并不丰富，仅靠火电发电无法实现可持续发展，而核电也具有清洁环保的优点，但存在核燃料泄漏等风险。因此，积极发展水力发电技术对完善水力发电自动化系统具有十分重要的意义。

（1）加强水力发电自动化系统的集成性建设。加强水力发电自动化系统集成性建设，就是要重点开发系统的控制模块、管理模块和维护模块，努力从性能集中和目标集中两个方面提高其协调性。性能集中是指工作人员根据科学技术和通信信息技术的发展，整合现有系统的性能，以提高水力发电自动化系统运行的有效性。

（2）加强水力发电自动化系统的智能性建设。为了实现水力发电自动化系统的性能和目标集中，需要工作人员从实际出发，努力提高水力发电自动化系统的智能化程度。需要在决策、运行、管理等环节引入智能化技术，对现有自动化设备进行改造和升级，使自动化设备在目标检测、故障分析等方面具有更加突出的性能。

（3）加强水力发电自动化系统的分布性建设。水力发电自动化系统综合建设完成后，其运行效果将大大提高，因此加强其分布式建设显得尤为重要。水力发电自动化系统的运行不仅需要综合特性，还需要分布特性。只有这样，才能有效、准确地落实每一步、每一阶段的任务，保证系统高效稳定运行[4]。

（4）加强水力发电自动化系统的开放性建设。水力发电自动化系统的开放性非常重要。根据行业发展和工作经验，选择供应商，采购性价比较高的设施设备，更换和淘汰陈旧的系统设备，从根本上提高水力发电自动化系统软硬件的有效性，确保其运行性能满足系统开发的需要，为提高水力发电自动化水平做好准备。

（5）适当的优化调度水力发电自动化系统。水力发电自动化系统的建设效果一般受控制方式的影响。传统的DDC现场控制技术已不可行，一种以数据库为中心的管理技术正在悄然取代它。工作人员要根据水力发电自动化系统的规模和所在地区的具体情况，确定在现场控制工作中所采取的措施，做好水力发电自动化系统的优化调度，从根本上提高我国水力发电工程的效益施工及后续运行和维护。

4 结语

保护环境、避免资源浪费已成为人们对社会发展的共同期许，水力发电自动化系统的成型，更使水力发电的效率和稳定性得到了保障。因此，本文对水力发电自动化系统存在问题及其控制措施进行研究，在这种情况下，从根本上保障水力发电自动化系统的运行质量，减轻火力发电的压力、优化我国能源使用结构。