浅谈水电站自动化技术及其应用

浅谈水电站自动化技术及其应用

黄静

四川川汇水电投资有限责任公司622550

摘要:我国水力发电站的安全自动化以采用计算机安全监控发电系统为基础,计算机安全监控发电系统管理是安全自动化发电系统的管理核心和技术基础,提高整个水力发电站的安全自动化管理水平,提高全站电气设备的工作可靠性,有效合理利用电站水能。自动化系统的性能优良，而且使系统可靠、灵活、易于扩展。

关键词:水电站;自动化;技术应用;问题分析

为了有效提高电力水电站的电能质量和机组运行效率以及机组的安全稳定运行,利用现代计算机和自动化技术,实现水轮发电机组运行以及控制自动化、继电保护装置集成化和模块化、电压和频率自动控制以及电能自动计算和各系统与上位机之间的通信等。根据水电站各系统的安全生产管理技术要求,采取适当的自动技术控制措施,满足目前水力发电站安全经济运行的基本需要,达到少人值班,无人值守的目的。

一．水电站自动化技术

1.1水电站自动化技术内容

1.1.1实现水轮发电机运行监控

在水力发电站的自动化管理中,更好地监视机组和辅助设备的运行情况,确保机组正常运行,提高水力发电站的发电质量,在监测中自动化元件可以更好地实现对机组、变压器、线路等不易近距离观察的部位进行监视。还可以监视各部件的温度、振动等情况，将其用具体的数字和文字体现出来。机组出现问题，能够通过自动化元件自动、准确地上传至中控室，值班员经过分析，确定故障类型和处理方案。此外，还能自动记录机组运行数据，便于维护人员查阅历史数据，有助于故障分析。实现各个子系统的安全稳定运行,确保良好的系统运行环境状态,实现实时运行监控和实时运行记录。

1.1.2实现水轮发电机组自动控制

在水力发电站的自动化技术中,最重要的是实现水力发电设备运行方式的自动控制。这样的控制方式不仅能实现静止的自动控制,还能实现发电调整和传输的自动化。根据系统性能要求和发电站的实际运行状况,自动调整到最佳发电台数，保证水电站的经济效益，实现机组间经济负荷的分配，通过系统的变化自动调整机组的有功和无功功率负荷，从而使经济效益最大化，推进水电站建设。

1.1.3实现辅助设备的控制

自动化控制系统可以轻松实现各种仪器设备的完全自动控制。对全站辅助设备运行进行实时动态监视,发现问题后,立即上送报警信号，值班人员可通过信号及时核实、检查以及处理,减少整个水电站因辅助设备异常运行的电力损失并确保整个水力发电站的安全正常运行。在水电站自动化监控系统中,还可以实现对大坝的上下游水位、入库、出库流量的实时监控以及闸门的操作,通过这些监控可以减轻工作人员的日常工作压力,提高工作效率。

二．水电站自动化技术的应用

2.1 PLC在水轮机微机调速器中的应用

微机调节器是水轮机控制系统的重要设备，调速器根据测速装置测得的机组频率与电网频率相对比，根据频率差值，调整导叶开度来调整机组转速。再控制水轮机的流量调节水轮机的转速。水力发电站的有功功率调节通常是由调节器实现的,但是当机械装置连接网络运行时,发电机的速度反馈几乎很小。不适用,在调节频率时,瞬间频率偏差按比例分配负载,形成虚差调节的频率和负载方法,使总功率和负载曲线的给定功率相等,使用PLC程序控制器使用发电站的水头的。根据高度直接在现场变更参数,更换水头后打开。

2.2辅助系统的控制

在水电站的运行中，辅助系统是必不可少的系统，油、水、气系统的安全稳定运行对机组的安全稳定运行有着重要的影响。为了确保辅助设备运行的准确性，采用自动化元件实现自动启停、实时报警和主备切换等功能。例如，技术供水的开启和关闭，保证机组各部件的温度适宜；排水泵的自动启停，保证厂内集水及时排出。同时根据辅助设备的模拟量、启停时间以及间隔时间可以判断判断机组的运行状况。

2.3计算机监控系统

2.3.1系统构成

采用了计算机、可编程序控制器（PLC）或智能 I/0、微机继电保护装置和专用智能测控装置，通过标准以太网、现场总线将主控机与各个现地控制站、智能装置等有机连接在一起，构成了按功能分工协作的分层分布式综合监控系统。

2.3.2系统主要功能

（1）对电站设备实现自动监视与记录：计算机监控系统自动完成电站设备数据的采集、处理以及设备运行状况的自动监视与记录，包括开关量信息监视，模拟量信息监视，故障/事故报警、记录与显示，SOE 点记录与显示。（2）对电站实现自动控制：根据上级调度要求和电站自身的具体情况，对电站设备进行操作或调节，包括机组的自动开停和并列以及运行工况的自动转换、机组有功和无功负荷的自动调节、自动发电控制 AGC、自动电压控制 AVC、断路器操作等。（3）对发电机、主变、线路等主要设备及辅助设备进行保护与监控。（4）实现电站运行管理的自动化：实现运行报表的自动生成，运行操作的自动记录，电站设备参数或整定值的记录与保存，所有报表均可自动或召唤打印以及运行人员仿真培训等。（5）系统通讯：实现与上级调度、水情测报系统、办公自动化网络等计算机系统之间通信，达到信息资源共享，充分发挥整个系统的综合效益。

三．结束语

也就是说，通过建设水电站的自动化系统设施，提高了信息收集、传输的时效性，为实现水力发电站的自动化提供了手段。水电站在使用自动化系统后，提高了水电站运行的经济性和工作可靠性，确保了电能质量和提高劳动效率。

参考文献：

[1]张秀丽.关于水电站电气自动化应用问题的探讨[J].大家,2010,(10)：198.

[2]周艳惠.电气自动化控制系统的设计[J].中国新技术新产品,2010(2)：14.

[3]楼承仁,黄声先,李植鑫.水电站自动化.中国水利水电出版社,1995,10,1.