浅析水电站自动化技术现状与发展趋势

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（广西桂水电力股份有限公司西林发电分公司 广西西林 533599）

摘要：水电站的建设使用主要是为了通过一系列机电设备的使用将水能进一步转化为电能，属于一项综合类的大型工程，水电站的系统建设内容通常包括泄水建筑物、挡水建筑物、机电设备、发电厂房和引水系统等。水电站和水库形成后，在高水库水位的前提下，通过引水系统应用水轮发电机组，将水的势能转化为电能，再经过开关站、变压器和输电线路将产生的电能输入电网中，为不同地区的生产、生活活动提供电能资源供应。本篇文章在此基础上，主要对自动化技术在水电站中的应用现状、应用作用进行分析，并对其应用发展趋势进行研究。

关键词：自动化技术 水电站 电能 应用现状 发展趋势 分析

我国不同地区的水电站建设主要是为了将区域环境中的水能转化为电能，并通过不同的机械设备将产生的电能输入电网中为地区生产和人们生活提供必要的电力能源。水电站中应用自动化技术和自动化设备是为了保证电力系统的组成合理与科学，并通过先进技术设备的协调应用保证水电站工作的安全进行。针对我国当前情况下我国水电站建设中应用自动化技术存在的问题，在原因分析的基础上积极研究自动化技术在水电站工作中应用的方法和作用，并对其总体的应用发展趋势展开预测和评估。

一、水电站自动化技术应用现状

（一）起步早，重视程度高

我国不同规模、类型的水电站在建设中应用自动化技术实现自动化操作和自动化监控，其研究发展历史已经有二十多年了，应用技术渐趋完善和成熟。水电站工作运行中关于自动化技术的研究和应用在我国的起步较早，早在1979年～1985年期间，我国在富春江和葛洲坝等四个水电发电厂中就建立起自动化技术应用试点，试点成功后即召开相关会议对自动化技术在水电站中的应用总结和推广计划进行详述，并且在一系列国家文件和政策的支持下正式启动自动化技术在水电站工作中的推广应用工作。[1]从这一点来看，我国对自动化技术在水电站中的研究、应用重视程度较高，在电力系统运行和电厂工作中强调从经济效益角度考虑问题，要求通过先进的自动化技术实现水电站工作的安全、高校和人工可控，提高电厂的运行效率，维护市场电力能源资源的生产、供应秩序。近年来，随着经济大开发的发展，我国电力资源市场需求量加大，大中型水电站建设数量增多，基于渐趋成熟的自动化技术应用水平和规范性的实际管理水平，水电站自动化技术应用程度需要进一步提高。

（二）农村地区的技术推广问题

我国对水电站工作运行中应用自动化技术持鼓励和支持态度，并且在多年的技术研究应用和实地调研中，自动化管理和监控技术在我国多个地区、不同类型的水电站中应用较多，当地根据实际调研来看，自动化技术在我国农村地区水电站中的应用仍旧存在较多问题。[2]水电站自动化技术的应用是以计算机技术为基础，对于研发设计人才的专业技能和水平有较大的考验，相关人员既要具备专业的电力行业技术，又要有丰富的实地经验。但是在我国的农村地区，地理环境的复杂度较高，部分地区建立的水电站面临众多的地质、气候问题，水电站自动化技术研究设计人员难以完成全面的实地调研工作，难以保证技术设计的实用和适用。另外，水电站自动化技术在研发推广过程中需要大量的资金支持，并且由于水电站厂房中的装机容量大，支付预算也较大，而我国农村地区由于地形地势限制，交通通达度不够高，经济发展水平相对较低，在水电站建成运行后难以投入足够的资金预算完成自动化技术研发、设计和应用，一定程度上造成自动化技术在农村水电站和电子系统中的应用困境。[3]

二、水电站自动化技术应用发展趋势

（一） 关于集成部分

水电站中自动化技术的应用关于集成化技术内容主要是指在水电站中原本的相对单一的功能设备装置在不同整合和优化的基础上实现不同功能效用的综合，使其自动化控制中的通讯技术能够得到进一步的安全、可靠的应用，改善原有设备基础上功能单一的劣势。当今时代下，计算机互联网技术和信息科技技术的研究发展不断深入，传统的自动化技术主控制器上的单片机装置功能作用被不断削弱，取而代之的是CPU。CPU功能装置接口较多，能够满足多种不同的工作需求，且运算能力强，运算精准度高，在结合计算机软件功能技术基础上使得自动化技术装置功能不断趋于完善。[4]与此同时，现代通讯技术水平在应用中得到不断的提高，且在不同生产、工作领域包括水电站工作系统中具有重要的应用地位，通讯数据通过I/O总线获得的数据内容更加可靠，使水电站自动化技术应用集成化呈现“五合一”趋势，即实现自动化装置的保护、监控、励磁、调速和同期一体化发展，提高装置设备的集成度，解决组屏单一和低速串口通讯等问题。

（二）关于集控部分

水电站自动化技术在应用过程中需要在某一特定水区或流域内的小水电群进行集群控制，集群控制是通过指针效应实现集中化控制。目前关于控制单元技术在小水电中的应用渐趋完善，应用的自动化技术元件可靠度也不断提高，小水电集控工作将会呈现“无人值班”或“少人职守”的工作模式状态。这些，对于水电站在单个项目工作运行的状态来说，不需要在水电站中再增设中控室，而是直接通过电话网络和光纤网络即可完成不同地区的单元数据交换，并能够以较快速率将其传输到远方集控中心。[5]我国在不同的江河流域均有建立不同规模和类型水电站，针对流域开发政策，在水电站系统中综合应用自动化技术，通过集群控制能够进一步减少水电站设备装置的投入资金，人力成本、物力成本和资金成本等均有降低，水电站内部设备运行维护难度降低，电厂发电的总体经济效益得到保障。面对这一现状，在水电站自动化技术应用中通过集控中心系统的完善只要在现场增设监控计算机即可完成全部集控系统的停开机操作管理。

结语：

现代化社会发展中不同行业经济发展迅速，对电力资源的需求量也不断加大，煤炭发电等传统的发电形式容易造成自然资源的浪费和自然环境的破坏在，在此过程中充分应用发电站将水能转化为电能，既满足了人们基本的生活、生产所需，又实现了自然能源的节约利用和生态环境的保护，符合当前经济可持续发展的理念。发电站在建O使用中应用自动化技术和自动化设备能够促使其发电工作的安全、可靠，保证电力系统正常运行的同时提高发电效率和发电质量。与此同时吗，发电站应用自动化技术大大的改善了发电站工作人员的工作环境，使水电企业在社会主义市场经济中具有较强竞争力和发展实力，总体应用前景良好。

参考文献：

[1]杨琼.电气自动化技术现状与发展趋势浅析[J].企业技术开发，2013，21：101-102.

[2]张志平.我国电气自动化技术应用现状及发展趋势[J].科技创业家，2014，08：101.

[3]刘德有，郭苏，许昌.新能源行业及其自动化技术的发展现状与趋势[J].自动化博览，2015，05：44-47.

[4]贾浚辰.电气自动化技术发展现状与发展趋势分析[J].产业与科技论坛，2015，20：78-79.

[5]王勋.电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势[J].价值工程，2017，13：202-204.