小型水电站智能化控制技术应用

　　摘要：现如今我国诸多地区都建设了水电站，以此对水资源展开有效调度，实现优化利用的目标，从而保障生产工作的持续性。但是，不少小型水电站的操作模式已经无法适应当前行业的需求，因此智能化技术的引入就变得十分重要。本篇文章主要描述了小型水电站的特色，探讨了小型水电站智能化控制技术，并对于基于智能控制的水电能调度发表一些个人的观点和看法。

　　关键词：小型水电站;智能化控制;技术应用

　　引言：

　　对于水力发电而言，不但能够转变电能生产的模式，而且能够有效分配水资源，促使我国供电体制变得更为完善。因此，我国许多地区都开始尝试建立水电站。但是，其中不少水电站的使用时间过久，出现了系统老化的情况，无法跟上时代的发展。为此，当前就可以采用智能化控制的方式，不断优化，满足相关工作的开展。

　　一、小型水电站的特色

　　基于生产原理统和设备。以四川省攀枝花市上河坝水电站为例，装机为24000KW的引水式水电站。在地下水库的取水枢纽，将处于上游河道高水位的水液就能依靠较长的引水系统(包括引水渠道、沉砂池、引水隧洞等设施)，通过压力前池、压力管道流入到下游河道厂房里面，水轮机喷针口射出能够得知，水电站是一类能够完成水能和电能转化的主要设施。具体包含多个不同的系高速水流推动水轮机转轮转动，产生的动能带动发电机转动，以此发出电能。之后再通过升压变压器和输电线路，并入到电网。在这些年之中，我国电力系统变得越来越完善，水电站工程的改造工作也变得更为重要，因此很多小型水电站的优化和修缮的重要度也随之提升。目前来看，此类水电站主要具备两方面特色[1]。

　　(一)投资成本不高

　　现如今之所以选一些小型水电站当作前期改造工程项目，主要原因便是其整体规模相对偏小，发电成本不高，因此无需投入太多的资源。而基于现有的行业背景，大型水电站的成本高得令人难以想象，动辄几亿，甚至直接上几十亿。而对于小型水电站，其成本基本上只有几百万至几千万左右，从而使得地方财政的支出大幅度减少。不仅如此，由于投资不高，从而带来的优势便是项目风险偏低，即便出现建造失败的情况，也不会造成巨额损失。因此，对于一些小范围的电能生产，其更为适合，并不会对政府投资造成巨大影响。

　　(二)易于控制

　　从结构层面来说，构建小型水电站的设施通常都十分简单，基本上都是以水轮机作为核心所组建的发电系统。在整个系统里面，设备的连接极为简单，使得值班人员能够有效展开控制，给后期的管理工作提供了诸多便利。像是机电设备，在实际运行的时候，通常不需要投入太高的人力成本，只要参照原有的发电标准进行工作，就能实现预期的目标。在这些年之中，小型水电站的普及率越来越高，在诸多城市里面得到应用，因此我国水利部门、供电部门也都开始进行深入研究，思考其中的控制方案，进而解决早期调动工作方面的问题，详细内容如下表所示。

　　二、小型水电站智能化控制技术

　　(一)区域部分

　　对于智能控制系统来说，可以参照电站原有的结果，采取区域控制的模式，从而能在局部层面保证生产活动实现全面自动化。在水电站的厂房枢纽里面，更多指的是厂房、变压器场、高压开关站以及尾水渠等。通常来说，这些建筑物都会集中在某一个区域里面，逐步演变为一个厂区。这其中，厂区主要负责配电、送电以及发电。正是这一情况，通过采取智能区域调度的方式，可以先对站内的建筑物展开分析，把握其作业情况，之后再参照发电、变电以及配电方面的经济需求，进而更好地对整个操作流程展开控制，优化产出工艺[2]。

　　(二)设备部分

　　所谓动力设备，主要指的是将水能演变为电能的重要设备。对于小型水电站来说，这是改造的主要部分，同时也是智能技术的基本服务对象。通过打造智能控制平台，能够有提高设备运行的综合质量，让其变得更具稳定性特点。诸如，在抽水蓄能电站里面，负责提供动力的设备基本上都是水泵轮机和水轮发电机，通过对智能网展开利用，发挥其控制的效果，以此使得设备的失误率有所降低。

　　(三)监控部分

　　在水电站里面，电气装置除了包括发电机和相关附带设备之外，好包含配电设备、变压器、配电装置、监视设备、侧脸更深、保护设备等。这些设备在日常运行的时候，经常会受到外部因素的干扰，从而出现了各类问题。如果没有及时采取措施进行解决，就会引发更为严重的危害。因此，通过应用智能控制网络，可以对原有的系统展开全面优化，对相关水液信息展开收集，并完成存储，为之后工作人员的个人控制创设良好条件。诸如，在发现水位超标的时候，监控器就会在第一时间报警，对值班人员进行提醒，让其立刻予以处理。

　　(四)网络部分

　　由于电网通常需要进行调峰、调频以及调相的工作，因此使得抽水蓄能电站的发展速度有所加快。而对于早期的潮汐电站以及波浪能电站，往往会受到建立条件带来的限制，以及造价成本过高，很难在短时间内有所增长，使得自动化水平的发展变得极为缓慢。为了能够更好地适应小型水电站未来改造工作的基本需求，不少供电单位就根据当前的实际情况，将一些更为先进的智能网控制系统引入了进来，以此使得站内调度网的作业效果有所提高。智能网不仅可以配置更高水平的硬件，相关软件的程序也都是最新的，相比于早期的控制网，其功能更为丰富，进而实现了电网自主生产的目标[3]。

　　三、基于智能控制的水电能调度

　　(一)生產质量

　　基于电能质量本身，保证安全性、经济性以及多共性的需求都能得到有效满足。在整个电力系统里面水电站主要扮演的是调配、调峰以及调相的工作。也就是在洪水出现之后，可以利用现有的水量，利用智能网，促使机组有效投入使用，承担系统的基础荷载。诸如，水库在进行涌水的时候，引导尽可能对水头展开利用，对系统的腰荷以及剑锋荷载展开承担，以此完成系统调频工作。

　　(二)生产运行

　　水电站在进行运行的时候，往往会受到河流补偿带来的影响;在对相同河流的梯级进行开发时，受到径流调节带来的影响;在现有的电力系统里面，各个电站自身补偿带来的影响。在对运行模式进行选择的时候，理应将这些因素全部考虑进来。针对原有的控制系统，持续优化和改造，提升服务器、运算器的硬件水平，促使信号处理效率能够达到更高水准，使得被控制的设备有着更高的运行效率。

　　(三)生产检修

　　水电站在日常运行的时候，主要包括三类模式，分别是正常运行、特殊运行以及经济运行。为了确保其能够时刻保持正常运行的状态，工作人员每隔一段时间都要进行一次检修。而对于智能控制来说，主要是基于系统对水电站分配的负荷，选择最佳数量的机组，以此对机组之间的负荷展开重新分配。尽可能用最少量的水液，发出最多的电量。具体方法便是对水库或取水枢纽的调度模式展开优化，确保水电站能够一直处在高水位的运行状态。不仅如此，基于特定的负荷，对于开机的台数展开控制，从而能够机组的效率，同样也是一种控制的方法[4]。

　　四、结束语

　　综上所述，对于小型水电站来说，由于具备投资成本低、易于控制以及收益快等多方面优势，在诸多地方得到应用，从而满足了不少地区的供电需求。在进入新时代之后，为了适应当下的需求，就需要采用智能化技术，以此对其持续优化和调整，进而为当地人群的用电需求提供帮助。

　　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(1)：2.

　　[2]王玉雪.小型水电站智能化控制技术应用[J].建筑工程技术与设计，2018，000(011)：2862.

　　[3]林伟，吴芳芳.探讨小型水电站智能化控制技术应用[J].大科技，2015，000(007)：79-79，80.

　　[4]程建雄.小型水电站智能化控制技术[J].今日自动化，2018，000(002)：P.7-8.

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