水力发电学报

水力发电自动化系统存在问题及控制策略 

来源:水力发电学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-01-18

0 引言

水力发电具有绿色环保、可持续的优点,目前我国已经有大量的水力发电厂正在投入运营或是处于建设阶段,对自动化控制技术产生了大量的需求。在我国电力事业发展过程中,水力发电占据着重要的位置,同时也发挥着重要的作用,不仅缓解电力企业的供电压力,还能够在洪涝灾害发生时起到防洪抗灾的作用。水电站自动化系统的应用提高了工作的可靠性和运行的经济性,而整个自动化系统构造是非常复杂的,想要在系统运行过程中获取一定的综合效益,仅仅依靠人工则难以实现,而引入基于数据中心的集散控制技术是解决问题的重要途径。

1 大力发展水利发电的优势

1.1 水力发电的环境优势

水力发电指的是对水位的高低落差进行科学的利用,使水的势能转化为电能的一种科学技术。目前,全球正面临着非常严峻的环境保护形势,各个国家都在推行针对环境保护的措施。对于电力生产来说,必须创新生产方式,减小二氧化碳等污染物的排放,避免“温室效应”持续加重。而水力发电就是一种响应环境保护的清洁生产方式,实现了环境保护的目的,所以说水力发电在环境问题上有非常突出的优势。

1.2 水力发电的价格优势

相比火力发电及核能发电来说,水力发电的价格相对较低,根据相关部门的数据分析,每发出1kW 的电能需要消耗大约300g 的原油,而原油的价格是较高的,导致度电成本大利润小,其生产所产生的价值和耗费的价值是无法相等的。若运用水力发电的方式,便可以节约燃料开支,另外在南方省份有数量众多的水资源,因此有非常好的发展前景,电价相对来说也比较低。

1.3 水力发电的能源优势

对于水力发电来说,其核心设备是水轮机发电机组,同时水轮发电机组在实际操作的过程中,具有可操作性和灵活性的特点,在几秒钟的时间内就能够从停机状态转变为运行状态,能够在非常短的时间内适应电压的负荷变化,从而减少能源的损失。尤其是在用电的高峰期,可通过水力发电系统的稳定运行,能过对电力进行科学的调节,在降低事故发生概率的同时,还能够使系统运行的效率大幅提高。

2 当前阶段水力发电自动化系统中存在的问题

2.1 系统的控制、维护、管理三大构成部分的发展较为滞后

在水力发电自动化系统运行的过程中,系统控制部分的发展相对于维护和管理两个部分来说,发展时间相对来说比较早,然而对于国内的水力发电自动化系统来说,在系统的管理方面更加注重的是对企业财务、物料等与经济效益直接挂钩的工作内容。只有少部分的的电力发电自动化管理能够真正接触到技术管理方面,对于系统的控制和维护工作来说,维护部分的系统自动化建设发展时间非常晚,绝大多数工作仍然停滞在维修计划以及事后维修这两个阶段,也就是说控制和维护工作还未真正实现自动化,仍然停留在手工化时期。

2.2 系统的控制、维护和管理三大构成部分缺乏必要、具体的联系交流

对于水力发电自动化系统的运行来说,系统的控制、维护以及管理的内容,在实际操作的过程中很少有实质上的联系,如各部门间的意见交流、工作资料无法实现共享。然而要想使水力发电自动化系统的高效、稳定运行得到可靠的保障,必须加强对系统的控制、维护和管理之间的联系。对于设备管理人员与机组检修人员来说,应该结合具体情况来制定合理的策略,对这三者之间的关系进行合理的调控,并尽可能加强三者之间的联系和作用。

2.3 存在不良的环境问题

虽说水力发电属于清洁能源,在电力生产的过程中不会产生污染物的排放。但是在水力工程施工建设工作开展的过程中,会在施工因素的影响下对周围环境带来一定的影响,具体的环境问题可以归纳为以下两方面内容:①自然环境方面。在工程兴建的过程中,会使河流的水文条件发生改变,同时还会导致水域床底形态的冲淤发生变化,对于地震、土壤和地下水等结构同样会带来较大的影响;②社会环境方面。部分的工程兴建会引发人口的迁移,也会涉及对土地的占用,如果施工规模较大的话,还会对防洪、发电、航运等多个环节都带来不利的影响。

3 水力发电系统自动化运行问题的解决对策

3.1 集成化

对于集成化的定义是非常复杂的,包含有多个层面的含义,其中功能集中就是把控制、管理以及维护等功能集成为一个整体,随着时代的进步和生产技术的发展,未来还可能实现更多功能的集成。对于目标集成来说,就是将可靠性、经济效益以及性能等发展目标集成为一个统一的目标,使企业能够达到结构最优、效益最大的状态。而信息集成就是对企业内的各种有益信息进行有机的组合,从而能够形成一个完整的信息库。在实际应用的过程中,对信息集成系统的运行有着较高的要求,必须要能够使信息系统的统一性、互操作性以及协同性得到可靠的保障,同时要能够对信息间发生的冲突和矛盾进行妥善解决。从硬件的角度来对系统集成进行分析,系统能够根据本身存在的技术优势,选择不同的供应商从而实现优势集中,因此对于不同供应商的选择来说,就需要解决不同设备之间存在的互操作性问题;从系统软件的角度分析,利用可视化构件来对系统进行构筑,既能够实现系统仿真,还能够用于实时应用软件中。

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