智能化控制技术在大中型水电站改造中的应用

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　　摘  要：由于一些水电站建设的时间较早，智能化水平也就比较低，在当前信息化社会环境中，对水电站进行相应的智能化改造，已经受到社会中人们重点的关注。通过在水电站中应用相应的智能化控制技术，能够有效节省相应的人力物力，并有效提高工作的效率，对水电站的工作进行有效的监控。文章阐述传统大中型水电站存在的相关问题，分析了水电站改造中应用智能化控制技术的必要性，并探讨了大中型水电站改造中智能化控制技术的应用。
　　关键词：智能化;大中型水电站;控制技术;改造应用
　　中图分类号：TV736         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）03-0100-02
　　Abstract： Due to the early construction of some hydropower stations， the level of intelligence is relatively low， in the current information society environment， the corresponding intelligent transformation of hydropower stations has received the focus of attention in the society. Through the application of the corresponding intelligent control technology in the hydropower station， the corresponding manpower and material resources can be effectively saved， the work efficiency can be effectively improved， and the work of the hydropower station can be monitored effectively. This paper expounds the related problems existing in the traditional large and medium-sized hydropower stations， analyzes the necessity of applying intelligent control technology in the transformation of hydropower stations， and discusses the application of intelligent control technology in the transformation of large and medium-sized hydropower stations.
　　Keywords： intelligence; large and medium-sized hydropower stations; control technology; transformation and application
　　引言
　　随着我国社会经济的快速发展，我国的水电站建设得到了迅速的发展，不管是在建设规模上还是相关技术水平上，在国际上达到了领先的地位，取得了极大的成就。通过利用水电站进行发电，不仅能够改变传统单一的电能生产模式，也能够对自然界的水资源进行有效的分配，不断完善相应的供电体制。在电网体系中水电站也是其中重要的组成部分，能够保障电网的工作效率以及供电的持续性。随着我国相关科学技术的不断发展，智能化技术在社会各领域中得到了广泛的应用，在大中型水电站的改造中，智能化控制技术受到越来越多的关注，并在相关设备的改造升级中得到了极大的应用，从而实现水电站的智能管理。通过使用智能化控制技术，在保證水电站运行安全的同时，有效提升水电站的运行工作效率和经济性。
　　1 传统水电站中存在的相关问题
　　1.1 水电站相关设备没有统一的标准
　　对于大多数建造时间比较早的水电站，相关设备大多数没有使用统一的标准，造成大多数水电站中的大量关键设备都要连接到中央监控系统的相关设备，比如调速器、主变压器保护装置等，由于相关设备的生产厂家不同，设备的通信方式、协议都不一致，这也导致相关工作人员会花费大量的时间和精力，不但降低了水电站机组的运行效率，而且也会影响到相关设备检修的效率。
　　1.2 管理水平相对落后
　　对于传统的水电站而言，在运行的过程中相关管理方法及技术都相对落后，对相关设备的监控、操作没有实现相应的智能化，整体的智能化水平也相对较低。当水电站运行过程中的发电机出现相应的异常情况时，水电站不能够实现自动报警功能，造成水电站机组运转的安全可靠性降低。
　　1.3 智能化水平相对落后
　　一般的智能化系统主要作用是实现数据处理、人机展示功能，缺乏对收集到的数据的整理和分析，或者由于具有较大的专业跨度，不能够对智能化系统产生的数据进行及时的分析。相关智能化设备的性能较差，质量也比较差等。
　　2 水电站采用智能化控制技术的必要性
　　2.1 保证水电站电能的质量
　　随着社会经济的快速发展，人们对电站的供电的质量的要求越来越高，而电能的质量好坏主要是根据频率和电压的相关指标进行判断，但是依靠人工手段进行相应的操作难以满足时代发展下人们对电能质量的要求。通过采用智能化控制技术能够对系统的频率和电压进行及时有效的调节，从而达到保持频率和电压的目的，提高供电的质量。 　　2.2 提高水电站工作的安全性
　　在水电站改造中应用相应的智能化控制技术，能够提高水电站的自动化水平，使得能够快速、准确启动相应的生产设备，帮助工作人员实现相关数据的及时分析，并及时判断相应的安全事故，这样不仅能够避免相关事故的继续扩大，也能够保证水电站电能生产的持续性。同时在水电站的各关键流程中使用相应的自动化装置，可以很好的降低由于人工操作造成相关安全事故的发生。
　　2.3 实现水电站发电机组运行的经济性
　　在水电站的运行过程中，水轮机组进行满负荷工作是一种理想的运行状态，但在实际的运行情况中，由于水流量、机组存在故障等多方面的因素，使得很难达到理想的运行状态。通过应用智能化控制技术，可以使水电站的系统根据实际的水利条件，计算出最适合的运行组数，能够达到利用较少的水生产出较多的电能的目标。
　　3 水电站设备智能化控制实现的相关措施
　　3.1 建设智能化视频系统
　　通过建立智能化视频系统能够促进水电站工作效率的提升，可以改善相应的监控系统，提高视频监控系统的智能化水平。智能化视频系统在建设的过程中要具有相应的移动侦测功能，这也可以帮助工作人员及时了解和掌握水电站的工作进程和状态，同时有效帮助工作人员进行设备的操作和相关事故的处理，增加员工进行操作的准确率，提高员工和水电站的工作效率。
　　3.2 水电站智能巡检功能的实现
　　在水电站的改造过程中进行智能化建设，能够节省相应的人力物力，并提高工作的效率，同时也可以对水电站设备进行智能巡检，保证相关工作人员能够及时掌握水电站的工作状态和相关数据信息。在智能化水电站管理系统中要具有相应的信息发布功能、洪水预测功能等其他方面的监控功能，从而保证工作人员能够及时掌握水电站的相关情况，及时对水电站的相关设备进行调整，保证水电站中设备的正常运行。
　　3.3 智能化分析决策控制系统
　　在水电站智能化建设过程中，可以在水电站的智能化管理系统中设置相应的智能分析决策控制系统。将相关的设备数据以及水电站的工作情况发送到智能分析决策控制系统中，该系统通过分析相应的大数据，能够及时发现系统工作中存在的相关问题，从而保证水电站的正常工作。
　　4 智能化控制技术在水电站改造中的应用
　　4.1 自动控制水轮发电机组
　　水电站机组的监控设备能够将监测到的相关数据发送到相应的计算机，这时计算机就会启动设置好的运行程序，对水电站机组的运行情况进行相应的判断，然后再根据相应的逻辑规则进行相应的控制。通常在智能化控制技术下可以实现机组的开、关，发电转调相等功能;能够对水电站的最佳运行机组数进行计算，并进行相应的控制，将相关负荷智能分配到相应的机组设备中，保持水轮发电机的低成本运行;当水电站的机组发生相应的意外情况或者其外部系统发生相应的安全事故，进而导致机组的运行频率降低时，计算机中的预设程序会将备用的机组启动，从而来维持整个水电站系统的稳定运行;相反，当处于汛期的状态使得频率过高时，计算机会根据相关预设程序将一些机组关闭。
　　4.2 监控相关辅助设备的运行状态
　　在水电站的发电机组中包含一些主要的辅助设备，这些辅助设备的运行状态同样对水电站的稳定生产有着重要的影响。在水电站进行改造的过程中，智能化控制技术在辅助设备的运行中得到了较为广泛的应用。在智能化控制技术下，通过采用“监测设备、控制设备、控制方式”的方法，收集到相关辅助设备的运行数据，并发送到相应的计算机系统中，计算机在接收到相关数据时会根据数据库和相关内容预设规则进行相应的比较，对辅助设备的运行状态进行相应的判断，并对设备的电气参数进行相应的控制。
　　通过对设备中的定子和转子回路进行相应的检测，来判断是否处于正常的状态;对定子绕组的铁芯温度进行检测并做出相应的判断;对水电站机组的润滑度和变速系统、制冷系统等进行检查，判断相关运行状态是否正常;当水电站机组中相关辅助设备出现一些故障时，通过智能化控制系统都能够及时的检测出来，并采取相应的措施进行保护和处理，同时也会将相关故障信息传送给工作人员。
　　4.3 监控和保护相应的电气设备
　　在水电站进行发电的过程中，需要依靠相应的变压器、母线、输电线路等一些主要的电气设备，监控和保护这些电气设备，也是水电站改造过程中智能化控制技术应用的主要内容。在应用智能化控制技术的过程中，通过使用PT、CT等设备对相关电气量进行采集，进而判断相关设备是否发生相应的故障，并根据故障的具体情况采取相应的措施。
　　在应用智能化控制技术进行监测的过程中，对于一些不会對发电机组进行直接危害的情况，只需要进行相应的警告保证工作人员了解就行，比如机组冷却水源中断、温度超限以及油槽油面异常等情况。当出现超过保护整定限制的相关故障时，智能化控制系统不仅会跳开相应的断路器，而且也会关闭相应的机组进水闸门，比如导水叶剪断、机组速度过快并且调速器失灵、钢管爆破等情况。
　　4.4 智能化控制技术下的水电能调度
　　在相关智能化控制技术作用下，对水电站的水电能调度进行相应的控制，主要包括电能的生产质量、生产运行以及生产检修等方面。对于电能的生产质量，水电站在电力系统中担任着较多的任务，比如调频、调相以及备用等。通常在汛期的时期中，应该对水量进行充分的利用，通过相关智能化控制技术的调度作用，保证全部机组能够投入到运行当中，实现相应的满发、多供等功能。
　　从生产运行方面，在水电站进行运行的过程中，往往会受到不同河流之间补偿调节的影响，在选择相应的运行方式时需要考虑较多的因素，比如火电站、水电站之间电力补偿的影响等。改造计算机控制系统的相关功能，对服务器、运算器的性能进行相应的扩大，从而提升数据信号处理的效率，提高相关设备的运行速度等。
　　5 结束语
　　综上所述，随着我国社会经济的快速发展，我国的水电站建设得到了迅速的发展，对水电站进行相应的智能化改造，能够有效节省相应的人力物力，并有效提高工作的效率，对水电站的工作进行有效的监控。同时，智能化控制技术受到越来越多的关注，并在相关设备的改造升级中得到了极大的应用，从而实现水电站的智能管理。
　　参考文献：
　　[1]周玉玲.小型水电站智能化控制技术应用[J].水利科技与经济，2014，20（01）：112-113.
　　[2]王好君.水电站智能化改造技术研究[J].黑龙江科技信息，2013（20）：145.
　　[3]刘利群.电气自动化技术在水电站中的应用研究措施[J].建材与装饰，2016（49）：268-269.
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