自动化控制在水电站中的应用

自动化控制在水电站中的应用

陈力超

大唐四川电力检修运营有限公司（四川  成都  610000

摘要：在水电站的实际运行过程中，利用电气自动化技术能够促进水电站自动化水平的整体提升，实现对各类系统设备的自动化控制，保证水电站的高质高效运行。本文主要围绕自动化控制在水电站中的应用展开论述，首先阐述了水电站自动化控制的基本内涵；其次分析了水电站自动化系统的综合配置。

关键词：水电站，自动化控制

目前，我国对电能的需求在不断增加，给水电站的运作程序提出了更高的要求，其必须紧跟时代步伐，不断提升自身的运转效率，以更好满足人们多样化的电力需求。在信息网络技术与通信技术的高速发展下，各类自动化控制技术的发展也逐渐趋向成熟，并且在电力工程行业实现了广泛应用。水电站是我国重要的支柱类产业，拥有比较复杂的装置设备，人员操作难度也比较大，而通过运用自动化控制，可以大幅度提高水电站的运行质量及效率，推动水电站向全面自动化方向有序发展。

1、水电站自动化控制的基本内涵

水电自动化控制主要是通过电子设备、电气、机械等，再利用与预定程序的有机结合，从而推动水电站的正常、有序操作，以及可以在人员不足或无人的情况下根据既定计划展开自动化运行，是水电站实现安全、经济运营所不可或缺的必要条件，能够更好保证水电站的稳定、可靠工作，切实增强水电站的经济效益，有效提升电能质量。通过运用自动化控制系统，水电站就可以进一步实现无人值守的目标，同时这也是水电站逐步发展壮大的必然需求，还是帮助自身迈入现代化管理领域的重要标志。对于水电站来说，其自动化系统的综合配置具体以计算机监控为基础，继而立足于整个水电站来实施科学、精准的水文测报，并全方位监控各种公用设备、辅助设备、机组的工作状况，以对它们进行灵活的启停控制，优化配置全站的电能负荷。而且应用自动化系统之后，还可以为上级调度机构对水电站的及时化、全面化、自动化监控提供更大便利。

2、水电站自动化系统的综合配置

2.1计算机监控系统

2.1.1监控模式

计算机监控系统具体是在引入计算机参与的同时，再通过部分辅助部件的助力，从而实现与被控对象的有机联系，进而取得实际控制目的的构成系统。在大多数水电站中所使使用的计算机自动控制系统属于分层分布开放式结构，可以进行灵活、无扰动切换。

从以往传统化的水电站监控工作来看，通常都是以人员监控为主，而计算机监控仅发挥了一定的辅助作用，这就容易致使监控工作缺乏足够的稳定性与可靠性。但如今在科学技术的不断发展下，计算机监控系统获得了高速且稳健的发展，进一步推动着水电站的可靠、稳定运转。而传统监控模式已然无法满足现代化水电站的发展需求，并在发展历程中逐步被淘汰。通过分析当前的计算机监控系统，对系统具有更高的要求，但是投入成本并不高，与大部分水电站的经营理念相迎合。因此，水电站利用计算机监控系统对全站进行实时监控，会更加有助于水电站的良好发展。

2.1.2监控系统的功能配置

基于计算机监控系统来看，不同系统之间主要通过环形光纤的方式来展开信息传输，因此借助新型的网络交换机，再利用导轨卡槽安装的方法，能够实现对所需信息的及时、高效传递。而且系统在开展监控作业时，相应的数据信息会依托光纤被传送到控制室内，以此远距离地操并管理既有的电力设备。

通常来说，远方控制室与泵站控制室之间的距离并不近，而泵站控制系统借助光纤能够与远方控制室进行有序连接，推进信息采集工作的高质高效落实，同时对调度发出的指令进行传递，保证远方控制室能够在较短时间内接收到来自于不同系统的运行信息。

一般情况下，控制室位于泵站控制的上方，泵站内部的所有运行参数均可依托管理局域网完成传递，然后由管理部门依据受到的信息进一步分析系统的运行状况，并对信息做出针对性处理，再向下发送准确的控制命令，确保相关监测命令在执行过程中能够获得控制单元的实时监控。

现地系统作为整个监控系统中尤为重要的一项环节，主要接收下级系统传感器所传递的设备运行信息、状态信号等内容，经过全面的分析处理之后，再传送给上级系统，保证上级系统所发出的监控指令的正确性，而且还要将上级监控指令及时传输给各下级系统，进而更好维持控制系统的整体有序运行。

2.2网络通讯系统

网络通讯系统是支撑水电站自动化控制系统得以稳定、可靠运转的重要基础。针对水电站而言，要想实现全面的自动化控制，就必须确保网络通讯系统具备高度的可靠性、较强的数据吞吐能力，以及开发性、集成性、可维护性，以此助力信息交换与实时通信的及时性。目前，很多水电站中普遍利用工业以太网方式实施连接，主要原因在于其具有扩展便利、速度快等的特点。

2.2.1站内通讯

通过工业以太网来有效连接值班室工作站和控制室工作站，并在现地层安装一体化工控机，同时在内部放置智能化模板，进而对电气量、温度、压力等信号实现集中采集，然后进行转换，完成转换之后，利用RS485总线和工作站展开通讯，而值班室工作站使用标准接口RS232与RS485再与微机调速器、直流系统、励磁装置等完成通讯。

2.2.2梯级水电站通讯

将防雷保护装置、调制解调器、防浪涌安装在水电站主站和分站之间的通讯工作站，然后基于专用通道来开启通讯，对各分站内部的信息数据进行广泛收集，再将收集的所有信息数据向主站进行传递，如此一来，就可以帮助主站实现对各个分站的实时化、动态化监控。

2.2.3水电站与调度通讯

通讯工作站可以对接收到的发电计划和电站运行信息进行整理，之后将整理好的信息内容利用电力波有序传递给调度，促使调度可以实现对电站信息的全面掌握与充分把控，在此基础上，统一、科学、合理地分配相应的防洪度汛与发电计划。

2.3自动化软件

水电站内部的自动化软件具体由四个部分所组成，分别是工具软件、应用软件、监控系统、操作系统，而且所有的系统资源均会通过这些系统软件来实施全面管理，据此来更好推动通讯调度、自动整理、人机接口、数据采集等工作任务的顺利、有序运转。并且在如今的操作系统内部，必须具备灵活的控制界面、高度的适应性、较强的通用性等优势。

2.3.1操作系统

一般而言，操作系统在稳定、实用、可靠方面的功能均比较强。现如今，在我国应用较为频繁的是一款WindowsNT软件，这一软件和操作系统软件的功能特点十分相近，可以高效、有序地管理计算机系统中的全部数据资源，进一步增进了与其他软件系统之间的良性沟通及交流，而且操作系统还能够为它们营造积极、和谐的工作环境。

2.3.2监控系统

监控系统的软件实际包括基础应用软件、双机切换软件、信息采集处理软件等，这些软件具备两项共同的特点，即实时监控和人机互联，能够针对水电站中的既有工作系统展开全方位监测与控制。

2.3.3应用软件

应用软件具体有电站公用设备监控软件、电站运行辅助及指导软件、监控开停机过程软件、自动化发电软件、自动化电压控制软件等。

2.3.4工具软件

主要包含PLC编程软件、3D图形软件、开发工具等，这部分软件或工具能够助力程序系统在编辑工作环节的实际落实，强化不同软件之间的密切联系，而且会面向所有用户开放监控系统，促使用户能够实现对计算机监控技术的深层了解与掌握，系统的可维护性也会有所提升。

结语：

综上所述，文章以自动化控制在水电站中的应用为中心，通过对水电站自动化控制的基本内涵进行概述，能够使相关人员形成对自动化控制的全面了解；通过对水电站自动化系统的综合配置进行分析，能够使相关人员充分认识到水电站自动化控制的具体配置系统，为水电站之后的更好运行提供有效参考。

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