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      水力發(fā)電自動化系統(tǒng)存在問題及其控制措施分析

      2021-11-27 02:11:39陳少澤
      魅力中國 2021年42期
      關(guān)鍵詞:水力發(fā)電勵磁發(fā)電機(jī)

      陳少澤

      (華電福新能源有限公司池潭水力發(fā)電廠,福建 三明 354400)

      引言

      隨著科技的不斷發(fā)展,人們的生活質(zhì)量也變得越來越高。但與此同時,在社會的進(jìn)步之下,人們的需求量也變得越來越高。為了更好地保障人們的生活水平質(zhì)量,就要進(jìn)一步地推動科技的發(fā)展。自動化系統(tǒng),從字面上來講就是對生產(chǎn)的某一些過程進(jìn)行自動控制。自動化系統(tǒng)起源于西方發(fā)達(dá)國家,引入我國的時間是比較短的;但同時,它在我國的發(fā)展速度確實是非常快的。自動化系統(tǒng)最大的應(yīng)用就是能實現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)模式到現(xiàn)代工業(yè)模式的轉(zhuǎn)變。就目前的發(fā)展速度來說,自動化系統(tǒng)的前景是極為廣闊的,而且它也是時代的必然要求,所以在未來很長一段時間內(nèi),它都是一種主流的趨勢。隨著科技的不斷發(fā)展,各種與自動化控制有關(guān)的設(shè)備也被研發(fā)出來,它們的功能也更加多元化,操作難度也變得越來越低,非常適合大規(guī)模推廣。

      一、分析自動化系統(tǒng)在水力發(fā)電中的作用

      (一)提高生產(chǎn)工作準(zhǔn)確性

      實際應(yīng)用該系統(tǒng)時,可以對及其設(shè)備的參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析,因此可以較好的完成水力發(fā)電各項工作,完成的方式便是應(yīng)用自動化設(shè)備,這些自動化設(shè)備的應(yīng)用能夠減少人力造成的誤差,不僅能提高總體生產(chǎn)效率,也能減少人力的使用。這些自動化設(shè)備最大的特點就是準(zhǔn)確性較高,當(dāng)面對一些事故時,它們可以用已經(jīng)輸入的程序及時地做出最準(zhǔn)確的反應(yīng),以此來保障生產(chǎn)的安全。在水力發(fā)電的過程中,往往需要大量的水資源作為載體,有一定的危險性。人們?nèi)绻龅搅艘恍┮馔馐鹿?,往往由于緊張而很難做出正確的反應(yīng),這就導(dǎo)致了一些生產(chǎn)事故的發(fā)生。此外自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用能夠很好地解決這個問題,更好的保證生產(chǎn)工作的準(zhǔn)確性和高效性,從這個方面分析,其應(yīng)用是必然的。

      (二)提高運(yùn)行系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

      在應(yīng)用的過程中,發(fā)電廠可以根據(jù)本廠的實際情況,對水資源進(jìn)行合理的調(diào)配,水力發(fā)電廠通常應(yīng)用水資源之間的勢能進(jìn)行發(fā)電,認(rèn)為控制水資源的高度可能會使水資源發(fā)揮不出最大的作用。在這個情況下,我們就可以用自動化控制技術(shù)對水資源和電力資源進(jìn)行調(diào)度。調(diào)度的最終目的就是在滿足基礎(chǔ)生產(chǎn)并且保障生產(chǎn)安全的大前提下,最大限度地減少生產(chǎn)中不必要的損失。如果能把損失率降到最低,那么生產(chǎn)成本也會隨之降低,從而取得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

      (三)提高生產(chǎn)效率

      水力發(fā)電廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的,通常會應(yīng)用到較多的大型機(jī)器,這些大型機(jī)器在使用的時候會存在較大的噪音問題,為了避免對周圍產(chǎn)生影響,水力發(fā)電廠通常都是坐落在偏遠(yuǎn)的地區(qū)。因為涉及的要點較多,所以水力發(fā)電廠的復(fù)雜性強(qiáng)度也比較高。在這種情況之下,如果能運(yùn)用自動化系統(tǒng),就可以較好地解決這些問題。自動化系統(tǒng)的高效運(yùn)用,可以真正地實現(xiàn)計算機(jī)代替人對生產(chǎn)進(jìn)行控制,這樣就不需要使用大量的人力了。從這個角度來說,它的運(yùn)用真正地解放了勞動力,把人力資源從煩瑣復(fù)雜的工作中解放出來,而且也能夠進(jìn)一步地提高了生產(chǎn)效率,是非常契合工業(yè)發(fā)展觀的。此外自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用也能有效的改善水力發(fā)電廠周圍的環(huán)境,使其生產(chǎn)環(huán)境不再惡劣,周圍的生態(tài)系統(tǒng)也會得到相應(yīng)的保護(hù),踐行了科學(xué)發(fā)展觀的理念。

      二、分析水力發(fā)電自動化系統(tǒng)建設(shè)存在的問題

      (一)由于系統(tǒng)的控制和維護(hù)以及管理相對比較落后

      在水力發(fā)電站自動系統(tǒng)中,控制模塊是最先被開發(fā)出來的,但是多數(shù)的水力發(fā)電站自動化系統(tǒng)中,其管理工作主要集中在財務(wù)管理和物資管理方面上,將其經(jīng)濟(jì)管理放到了首要位置上,僅僅只有一小部分的研究和控制技術(shù)存在密切聯(lián)系。在此之外根據(jù)維修模塊工作而言,其自動化程度依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于控制模塊和管理目標(biāo),整體的維修自動化水平相對比較低,多數(shù)的維護(hù)模塊僅僅只是提供了維護(hù)的計劃,并且在水力發(fā)電自動化系統(tǒng)中,實際的維修工作依然需要人工進(jìn)行實現(xiàn)操作。

      (二)由于系統(tǒng)控制和維護(hù)和管理間缺少相應(yīng)的聯(lián)系

      在一些重大決策的過程中,各個部門是各司其職的,信息共享的程度相對比較低,不管是水力發(fā)電自動化系統(tǒng)在實際進(jìn)行維護(hù)和控制以及管理的過程中,任何模塊要想正常和穩(wěn)定的運(yùn)行都是離不開其他模塊的相互支持和信息共享,因此在實際進(jìn)行工作的過程中,必須要提高其相互之間的聯(lián)系,使其能夠更好地保障各個方面的工作得到順利開展,也能夠促進(jìn)水力發(fā)電站自動化控制系統(tǒng)更加高效穩(wěn)定的發(fā)揮出自身作用。

      (三)由于對當(dāng)?shù)厝宋沫h(huán)境帶來影響

      對于水力發(fā)電工程而言,在實際進(jìn)行建設(shè)的過程中將會不可避免的對當(dāng)?shù)氐乃颦h(huán)境帶來影響,比如水域底部的沖淤發(fā)生了一定程度的變化,水生態(tài)環(huán)境也會受到不同程度的破壞,水電站的建設(shè)工作并不能夠滿足環(huán)境友好型社會建設(shè)發(fā)展的必然要求。此外一些大型的水力發(fā)電工程在實際蓄水過程中,將會有可能淹沒一部分居民區(qū),從而為當(dāng)?shù)氐木用裆詈凸I(yè)發(fā)展帶來不同程度的負(fù)面影響,進(jìn)而對社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展帶來一定的阻礙,因此在實際進(jìn)行建設(shè)的過程中,必須要引起足夠的重視。

      三、控制措施

      (一)合理的應(yīng)用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

      大家都知道,計算機(jī)系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)的核心所在,在計算機(jī)系統(tǒng)中,應(yīng)用比較多的便是監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)可以對水力發(fā)電廠的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)測進(jìn)而對其使用的技術(shù)和取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的控制,這樣對于水力發(fā)電廠的整體效率進(jìn)行提高是存在較為重要的幫助。在現(xiàn)行監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用中,所運(yùn)用到的具體設(shè)備比較多。一般根據(jù)實際情況的不同,采用的系統(tǒng)也往往會有所差距。大多數(shù)水電廠采用的是語音報警系統(tǒng)。語音報警系統(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛,取得的效果也是比較好的,它通過語音報警的方式來提醒工作人員,在很大程度上減少了一些事故的發(fā)生。另外,網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)的應(yīng)用也比較多。不過它的應(yīng)用一般是與辦公信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)進(jìn)行配合的,這兩者的配合才能更好地發(fā)揮出監(jiān)控的實際作用。但是在多數(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)之中,都是應(yīng)用到了GPS 時鐘系統(tǒng),這個系統(tǒng)是十分關(guān)鍵和重要的,能夠有效地判斷時間,能夠查出事故問題的任何一個節(jié)點,但是需要引起注意的是,這個系統(tǒng)一般都是通過人和計算機(jī)交互頁面運(yùn)行的,因此可以給人們一個十分直觀的感受,這些監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,是真正的解放人力,實現(xiàn)了“無人值班”的夢想。

      (二)合理的應(yīng)用水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

      在一般的水電廠中,除了計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用之外,對與水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用也是相對比較廣泛的,這種系統(tǒng)的應(yīng)用和計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用是存在完全不同的,是存在相對較強(qiáng)的針對性,其中最為主要的作用便是可以檢測發(fā)電調(diào)速的系統(tǒng)以及自動校準(zhǔn)同期系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,涉及的專業(yè)性比較強(qiáng)。它在對發(fā)電調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制的時候,可以有效地達(dá)到空載擾動的狀態(tài)。在大多數(shù)情況下,它也可以有效地對所有系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的測試,這些相關(guān)內(nèi)容不但包括了空載擺動,也包括了水輪機(jī)的開關(guān)規(guī)律。當(dāng)測試完成后,這個系統(tǒng)對測得的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,并通過計算機(jī)的運(yùn)算獲得一份科學(xué)準(zhǔn)確的實驗報告。在實際進(jìn)行應(yīng)用的過程中,能夠結(jié)合實驗報告具體的應(yīng)用和對問題進(jìn)行分析,但是需要引起注意的則是,實驗報告只是起到借鑒的意義,在實際應(yīng)用中還要根據(jù)實際情況為主。

      (三)合理的應(yīng)用發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)

      對于發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)而言,是水電廠中運(yùn)行較多的一個系統(tǒng),其最大的功能能夠為同步發(fā)電機(jī)提供出穩(wěn)定的電流,通常組成分為兩種:一是調(diào)節(jié)器;二是功率單元件。在實際進(jìn)行工作中,主要是通過功率單元的控制,從而達(dá)到發(fā)電機(jī)負(fù)荷相應(yīng)波長處于穩(wěn)定的數(shù)值。它可以通過對發(fā)電機(jī)不同的控制來保證電壓兩端的穩(wěn)定性。與此同時,在發(fā)動機(jī)之間的連接中經(jīng)常會發(fā)生無功功率的現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)可以針對這一現(xiàn)象進(jìn)行合理地功率分配,以確保發(fā)電機(jī)的工作處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。針對發(fā)動機(jī)的具體工作,根據(jù)不同的特征,可以把它們的穩(wěn)定性分為兩個部分。第一個部分是靜態(tài)穩(wěn)定性,第二個部分是動態(tài)穩(wěn)定性。此外如果發(fā)電機(jī)實際運(yùn)行中存在故障,那么勵磁系統(tǒng)也會及時的檢測出這些故障問題,故障檢測出來之后可以自動進(jìn)行滅磁,因此整個發(fā)電機(jī)系統(tǒng)便不會在工作,也就避免了一些不必要的損失,預(yù)防了更大危害的出現(xiàn)。同時這個系統(tǒng)也要根據(jù)發(fā)電機(jī)實際功率進(jìn)行實際動態(tài)導(dǎo)向,具體來說,主要可以對最大的勵磁和最小的勵磁進(jìn)行實時地監(jiān)督,使得它們的數(shù)據(jù)處于一個穩(wěn)定的狀態(tài),有效地避免了一些隱患的發(fā)生。

      結(jié)語:總而言之,隨著科技的不斷發(fā)展,在水力發(fā)電中,一定要積極地引入自動化系統(tǒng),只有這樣,才能更好地促進(jìn)水力發(fā)電行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。電力作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源之一,在新世紀(jì)下,對于國民經(jīng)濟(jì)的增長起著重要的意義。為了更好地促進(jìn)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,我們就要引進(jìn)以計算機(jī)為基礎(chǔ)的自動化系統(tǒng),最大限度地提高發(fā)電的效率,并根據(jù)科學(xué)的方法控制所需要的成本,給人們謀取更大福利的同時,減少一些不必要的浪費(fèi)。最重要的是,它提高了生產(chǎn)的總體效率,也解放了大量的勞動生產(chǎn)力。我們堅信,它的高效引入和應(yīng)用,一定會使得水力發(fā)電有一個更好的發(fā)展,同時它也是電力行業(yè)發(fā)展的重要推動力之一,在未來很長一段時間之內(nèi)都不會有所改變。

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