计算机技术在中小型水电站自动化控制中的应用

摘  要∶文章对计算机技术在中小型水电站自动化控制中的应用进行了分析，阐述了中小型水电站的特点及其发展现状和趋势，指出了其中存在的问题并提出了对策，旨在促进中小型水电站的发展。

关键词∶中小型水电站;自动化;计算机;应用

中图法分类号∶TV736    文献标识码∶A

Application of computer technology in automatic control of medium and small hydropower stations

WANG Zhenzhen

（Nanjing NARI Water Conservancy and Hydropower Technology Co.， Ltd， Nanjing 2100， China）

Abstract：This paper analyzes the application of computer technology in the automation control of small and medium-sized hydropower stations，expounds the characteristics，development status and trends of small and medium-sized hydropower stations， points out the existing problems and puts forward countermeasures， aiming to promote the development of small and medium-sized hydropower stations.

Keywords：small and medium hydropower station，automation，computer，application

1特点

与大型水电站相比，中小型水电站普遍存在资金短缺的情况。这是因为中小型水电站大多建设在偏远地区，所以资金支持力度不足，甚至部分中小型水电站为了节约成本，只购买质量不高、价格低廉的设备，严重影响其运行和发展。除此之外，中小型水电站会受到环境因素的影响。比如，某一季节降雨量过大会对中小型水电站的正常运行造成负面影响。

2发展现状和趋势

2.1国外发展现状

欧美发达国家的中小型水电站的自动化控制系統较为先进，而且发展速度较快。自20世纪80年代起，欧美发达国家已普遍在中小型水电站的自动化控制系统中应用计算机技术，有效提高了中小型水电站的自动化控制系统的性能和自动化控制水平，也实现了无人值班或少人值班的目标，为中小型水电站的正常运行提供了保障，并有效降低了成本。同时，随着计算机技术的广泛应用，自动化控制系统的集成度明显提高，即有效减少了其外部电缆数量和占地面积，实现了节省工程造价的目的。

2.2国内发展现状

在自动化控制系统方面，由于我国相关科研工作起步较晚，所以国内大多数中小型水电站的自动化控制系统以常规设备为主，部分大型水电站则基本覆盖计算机技术。受到资金方面的限制，大多数中小型水电站依旧采用常规自动化控制设备，部分中小型水电站在常规自动化控制设备的基础上增加了计算机功能控制单元，或对传统计算机功能控制单元进行改造与创新，从而实现了计算机技术的广泛应用。这表明，在水电站自动化控制系统中应用计算机技术成为必然趋势，也是科技创新的必然结果。

2.3发展趋势

随着计算机技术日益进步，中小型水电站的自动化控制系统得到了完善。未来，中小型水电站的自动化控制系统将朝着以下方向发展。

（1）网络化。由于通信技术水平日益提高，中小型水电站的自动化控制系统向网络化方向发展是一种无法阻拦的趋势。而随着网络覆盖范围逐渐扩大，有利于中小型水电站实现装置共享、数据共享等，使自动化控制系统的覆盖面进一步拓宽;（2）智能化。在科技蓬勃发展的背景下，计算机技术得以高速发展，而人工智能技术则得到了广泛应用。在计算机技术的支持下，中小型水电站的自动化控制系统需要朝着智能化方向发展，主要体现在自动诊断、自动预警等方面，以全面提高自动化控制系统的可靠性，将故障和事故扼杀在摇篮中，以免出现较大的损失和风险;（3）人性化。由于计算机技术水平不断提升，人与人之间的沟通方式和交流方式越来越丰富，这意味着未来中小型水电站的自动化控制系统将朝着人性化方向发展，实现人机无障碍交流;（4）无人化。对于中小型水电站来说，在自动化控制系统中应用计算机技术最大的优势就是减少了工作量，降低了运行费用，可谓有百利而无一害。

3价值

3.1节约用人成本

对于中小型水电站而言，在以往的控制系统中，往往需要大量的工作人员开展运行、调控和检查等工作，而且需要通过人工操作的方式对控制系统的运行情况进行分析和统计。但是，将计算机技术应用其中，可以干预自动化控制系统的运行过程，不仅能够提高数据收集、分析和调控等工作的速度，而且能有效避免人为因素的干扰，完美解决各种问题，降低了用人成本。而由于计算机技术的有效应用，也可以为优秀工作人员调换岗位，调整其工作内容，使其可以将更多的工作精力放在设备维护与检修工作中，全面提升用人效果，确保设备稳定运行，为中小型水电站的长远发展奠定坚实的基础[1]。

3.2提高可靠性

在中小型水电站的自动化控制系统中应用计算机技术，可以降低自动化控制系统出现故障的概率，使其运行更加可靠和精准。而且，相比于人工控制，利用计算机技术对自动化控制系统进行控制，也能够对其运行过程进行有效监督与管控，从而减少人为失误带来的不良影响。除此之外，利用计算机技术进行分析与调控，也能够对中小型水电站的运行过程进行管理与监控，确保中小型水电站能够稳定运行。

3.3实现效益最大化

将计算机技术应用到中小型水电站的自动化控制系统中，可以实现中小型水电站自动化运行的目标，大大减少了工作人员的工作量，同时降低了工作人员的劳动强度，有利于实现中小型水电站的无人值守或少人值守的目标，从而有效降低发电成本和运行成本。基于此，中小型水电站可以实现发电效益最大化。研究表明，实现无人值班或少人值班的中小型水电站能够提高3%～5%的水能利用率。

4存在的问题

4.1管理水平有待提升

如今，自动化控制系统在很多中小型水电站中已实现有效运行，但是实际应用效果却并不理想。相较而言，部分大型水电站的自动化设备管理水平较高，再加上充足的资金支持，基本实现了无人值班或少人值班的目标。但是，对于中小型水电站来说，因为受到经济效益、资金投入、技术水平以及人力资源等因素的影响，为了节省资源，它们未对管理工作提起重视。除此之外，因为受到观念因素的影响，很多中小型水电站在建设过程中只关注经济效益而忽视自动化管理的作用，导致管理工作不到位，进而影响了自动化控制系统发挥出应有的作用。再加上缺乏事先考虑，致使中小型水电站的建设与规划存在严重的不足，导致站内布局和设备无法满足自动化管理工作的要求。

4.2工作能力有待提高

与大型水电站不同，中小型水电站往往由地方集资建设，所以其在管理模式和运行模式方面与大型水电站存在较大的差异。特别是人员管理方面，大型水电站往往聘用的是专科人才，而中小型水電站聘用的工作人员文化程度较低，他们无法有效应用计算机技术，再加上文化水平的限制和固有思维的影响，导致其管理理念受限，缺少应用计算机技术的积极性与认可性，甚至部分管理者对是否采用计算机技术也产生质疑，这都在一定程度上限制了中小型水电站的发展[2]。

5措施

5.1拓宽应用范围

为了在中小型水电站的自动化控制系统中有效应用计算机技术，确保最大限度发挥计算机技术的作用和价值，中小型水电站的管理部门应该树立正确的管理理念，真正利用计算机技术提高自动化控制系统的运行效果[3]。同时，相关工作人员也要加强对计算机技术的了解与认识，通过学习和培训，确保在工作的过程中正确应用计算机技术。除此之外，中小型水电站的管理者也要积极转变观念，确保“在中小型水电站的自动化控制系统中有效应用计算机技术”的任务得到贯彻与落实，真正实现计算机技术与自动化控制系统的有机结合。

5.2提高管理人员的综合素质

中小型水电站在运行过程中常常会出现各种各样的故障，这是因为管理人员的工作能力不强和工作素质不高，无法掌握更加先进的管理知识和管理技能，最终导致故障频发。因此，在未来的工作中必须切实提高管理人员的管理水平和管理素质，通过有效的管理方法，全面提高工作人员的综合素质和工作能力。具体来说可以从以下三个方面入手：首先，鼓励不同岗位的工作人员进行相互学习，加强工作人员之间的交流与沟通，使其除了掌握自身工作岗位必须具备的知识外，也能了解整个水电站的运行模式和其他运行系统的重要知识点，一旦发生意外情况，也能够立即做出判断并进行处理。其次，对于新入职的员工来说，应该让老员工“一对一、手把手”进行教学和岗前培训，帮助新员工在最短的时间内了解电气自动化设备的各项操作规则和操作方法。同时，管理部门也要定期组织管理人员进行培训与学习，全面提升管理人员的专业能力和专业技能，确保他们在工作过程中可以“按要求、按规定”完成各项操作。最后，为了提高工作人员的工作能力，也可以实施轮岗培训制度，从不同角度提升工作人员的技能，不仅能使其更好地完成本职工作，也能为中小型水电站的发展储备更加充足的人力资源[4]。

5.3降低运行成本，加大投资力度

中小型水电站的发展规模无法与大型水电站相提并论。所以，在引进计算机技术时，中小型水电站可以优先引进操作方便、结构简单和价格低廉的简单型计算机设备，以降低运行成本。而且，与操作烦琐的计算机设备相比，引进简单型计算机设备也更加有利于工作人员掌控与学习，同时简单型计算机设备能够在最短的时间内进入工作状态。虽然简单型计算机设备不是最先进的，但对于中小型水电站而言，它们仍在适用范围内，也可以促使中小型水电站的发展。基于此，中小型水电站可以结合自身发展情况，逐步引进更加先进、更加高级的计算机设备，从而在有效降低成本的基础上弥补传统控制系统的缺陷，促使中小型水电站朝着智能化方向发展。除此之外，相关部门要加大投资力度。中小型水电站可以申请资金补助，让相关部门成为投资者，以扩充运行资金。而为了能够更快地申请到资金补助，中小型水电站需要设计可行性方案，让相关部门可以对中小型水电站的发展趋势以及发展前景进行评估，了解投资中小型水电站的好处，以便获得更加充足的资金支持，从而引进更加先进的设备和技术。

参考文献：

[1]何东.中小型水电站试运行管理与技术要点[J].小水电，2021（5）：64-68.

[2]马德辉.水电站电气工程自动化技术的应用分析[J].黑龙江水利科技，2021，49（4）：184-186.

[3]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电气技术与经济，2021（1）：36-38.

[4]王明发.基于智能技术的水电厂电气自动化控制方法[J].电子技术与软件工程，2021（2）：140-141.

作者简介：

王珍珍（1986—），硕士，工程师，研究方向：水电站自动化运行。