论文部分内容阅读
【摘 要】水力发电作为一种高效清洁能源，不仅没有污染，還有利于节约能源。虽然水力发电的自动化系统得到了广泛应用，但在其发展过程中仍存在一定的问题。本文详细阐述了水力发电优势，同时从控制、维护及管理领域之间的关系及环境方面对其存在的问题进行了分析，并从集成化、分布化及开放性等方面提出了相应的控制措施，以促进水力发电工程得到更好的发展。
【关键词】水力发电；自动化系统；问题；控制措施
引言
水力发电工程是一项综合性工程，同时承担着航运、渔业、灌输、发电等一系列任务，是一个相对复杂的系统。想要使这项复杂的系统实现综合效益最大化，只依靠人工来控制，其中的困难不言而喻，即使借助设备进行分散控制也很难达到目标，在这个复杂系统中引入数据化集散控制是必然的发展趋势。所以在水力发电工程中应十分重视其自动化系统。
1、水力发电的优势
水力发电的优势主要在于以下两个方面：（1）环境优势。水力发电即借助水位的落差将水能转变成电能的技术。目前各个国家都在尽可能使CO2减少排放，实现绿色生产，水力发电作为一种有效清洁的生产模式，其具备着其他发电方式不能相比的环境优势。火力发电不仅排放CO2，还会产生CO、SO2等有害气体，不仅造成环境污染，还对人们的身体健康有危害。（2）价格优势。与火力、核能发电相比，水力发电的价格最低。目前各国原油价格是相当昂贵的，虽然向用户收取电费，但其生产价值和消费价值是不成正比的。但应用火力发电就能省去燃料费，且我国具有很多江河，具有一定的开发优势，不仅能够节约资源，还能使电价降低。
2、水力发电自动化系统存在问题
2.1控制、维护及管理领域的发展不平衡
与维护及管理自动化相比，控制自动化发展较早，但目前只有在财务、物料及人事管理方面应用了控制自动化，在技术管理方面还没有任何应用。使控制自动化优势无法充分发挥。维护自动化发展较晚，目前只在计划及事后维护阶段有所应用。国外在20世纪90年代才开始对状态、预知及远程维修等技术的研究，而我国目前只处于初级阶段[1]。
2.2控制、维护及管理领域互不合作
控制、维护及管理隶属于三个部门，互相之间没有信息交流或者很少有交流，决策上也没有任何联系。但在实际工作时，各领域的决策都要依靠另外另个领域的实际信息及情况来决定。因此，三者之间互不合作是不科学的。
2.3环境问题
水电工程与其他工程一样都要付出代价，所以在水电工程建设过程中很容易出现环境问题。其主要的问题包含两个方面：（1）自然环境。工程建设能够改变水文条件，，使水域形态的冲淤产生变化，影响着水质、土壤、地震、小气候以及地下水，想象着动植物、鱼类及水中生物等，还影响着景观及上下游等。（2）社会环境。工程建设影响着土地利用率、人群迁移以及健康等，还影响着周围环境产生的效益等。
3、水力发电自动化系统的控制措施
水力发电自动化发展越来越显著，就电力企业来说，对自动化系统加强应用能够有效提升工作效率，充分满足人们的需求，在明确了解自动化系统中存在的问题之后，必须采取相应的控制措施，保证自动化系统的正常运行。具体措施为：
3.1集成化
集成化包含的是功能、目标以及信息集成三个部分。功能集成主要是指控制、维护以及管理三个领域实现有机结合，使其构成一个整体，加强三者之间的交流，充分发挥其自动化优势。目标集成主要是有效结合自动化系统化的可靠性、效益以及性能，建立统一的目标，使企业经济利益最大化。信息集成主要是有机结合自动化系统中的有效信息，构成统一化系统，保证信息统一协调，推动自动化系统发展。系统集成主要是指从硬件角度出发，系统结合自身需求，集各家之长，应用不同的供货商产品，当然，在这其中要做好各设备间的操作问题。从软件角度出发，在用户友好的基础上对软件系统进行优化，即做到既能仿真，又能实干的软件系统。
3.2智能化
为了实现自动化系统的目标，必须加强系统以及其组合部分的智能化程度，即实现检测、操作以及决策的智能化。智能化主要指的是完整的系统、控制领域、维护领域、管理领域生产检测装置以及执行装置等，都具备目标、行为态势、决策以及状态故障等一系列的分析能力。
3.3分布化
在完整的集成系统中，必须有科学合理的分布部署，包含任务和智能分布化两个部分。集成和分布的有机结合才能保证各部分的质量。职责以及安全可靠性，系统才能明确分工、信息共享及正常运行，从而使系统具备最好的性能（质量）、效益（经济及社会效益）、可靠性。
3.4开放性
就水力发电的自动化系统来说，加强其开放性，主要内容包含：（1）各供货单位供应的系统是不同的，因此电力企业在选择设备时要集思广益，并比较其价格。（2）在工作过程中，应不断加强其软硬件功能，对于硬件来说，增设新设备，对于软件来说，开发其新功能，提升系统的利用率，延长其使用时间[2]。
3.5优化水力发电的自动化系统的调度，实现其持续性发展
水利发电的自动化系统应将发电、航运、渔业、灌溉以及防洪有效结合，实现调度优化，从而使综合效益最大化。其核心是为了水力发电的自动化控制能与水资源的利用相适应。可以实行：（1）大坝对生物的影响、水稻设置、设计景观等。（2）进行自动化系统的设计过程中由DDC的自动控制向着数据库管理控制方向转变，并有效结合渔业、航运、发电等工作，实现最优调度，从而使综合效益最大化。所以，根据具体的水利工程来研究探讨是十分有必要的，这样能够促进设计及建设自动化系统，还能推动水利工程和环境之间的稳定健康发展。在规划设计系统的过程中，必须对各方面的影响及影响程度有明确的了解，以便针对性进行设计及修改系统，并根据可能出现的环境问题采取相应的控制措施。
结论：综合所述，为了保护环境的同时解决发电量短缺的问题，水力发电是其必然的发展趋势，在节约能源的同时满足用户需求，并使电力企业经济效益做大化。但目前来说，水力发电的自动化系统仍存在着一定的问题，因此，国家应加大对问题解决的重视力度，保证其正常运行，为电力行业的发展提供良好的助力。
参考文献：
[1]赵向勇.水力发电自动化系统存在问题及其控制措施[J].中国新技术新产品，2017（15）：65-66.
[2]杨明刚.水力发电自动化系统存在问题以及解决控制措施[J].电工技术：理论与实践，2015.
（作者单位：江西赣能股份有限公司居龙潭水电厂）
【关键词】水力发电；自动化系统；问题；控制措施
引言
水力发电工程是一项综合性工程，同时承担着航运、渔业、灌输、发电等一系列任务，是一个相对复杂的系统。想要使这项复杂的系统实现综合效益最大化，只依靠人工来控制，其中的困难不言而喻，即使借助设备进行分散控制也很难达到目标，在这个复杂系统中引入数据化集散控制是必然的发展趋势。所以在水力发电工程中应十分重视其自动化系统。
1、水力发电的优势
水力发电的优势主要在于以下两个方面：（1）环境优势。水力发电即借助水位的落差将水能转变成电能的技术。目前各个国家都在尽可能使CO2减少排放，实现绿色生产，水力发电作为一种有效清洁的生产模式，其具备着其他发电方式不能相比的环境优势。火力发电不仅排放CO2，还会产生CO、SO2等有害气体，不仅造成环境污染，还对人们的身体健康有危害。（2）价格优势。与火力、核能发电相比，水力发电的价格最低。目前各国原油价格是相当昂贵的，虽然向用户收取电费，但其生产价值和消费价值是不成正比的。但应用火力发电就能省去燃料费，且我国具有很多江河，具有一定的开发优势，不仅能够节约资源，还能使电价降低。
2、水力发电自动化系统存在问题
2.1控制、维护及管理领域的发展不平衡
与维护及管理自动化相比，控制自动化发展较早，但目前只有在财务、物料及人事管理方面应用了控制自动化，在技术管理方面还没有任何应用。使控制自动化优势无法充分发挥。维护自动化发展较晚，目前只在计划及事后维护阶段有所应用。国外在20世纪90年代才开始对状态、预知及远程维修等技术的研究，而我国目前只处于初级阶段[1]。
2.2控制、维护及管理领域互不合作
控制、维护及管理隶属于三个部门，互相之间没有信息交流或者很少有交流，决策上也没有任何联系。但在实际工作时，各领域的决策都要依靠另外另个领域的实际信息及情况来决定。因此，三者之间互不合作是不科学的。
2.3环境问题
水电工程与其他工程一样都要付出代价，所以在水电工程建设过程中很容易出现环境问题。其主要的问题包含两个方面：（1）自然环境。工程建设能够改变水文条件，，使水域形态的冲淤产生变化，影响着水质、土壤、地震、小气候以及地下水，想象着动植物、鱼类及水中生物等，还影响着景观及上下游等。（2）社会环境。工程建设影响着土地利用率、人群迁移以及健康等，还影响着周围环境产生的效益等。
3、水力发电自动化系统的控制措施
水力发电自动化发展越来越显著，就电力企业来说，对自动化系统加强应用能够有效提升工作效率，充分满足人们的需求，在明确了解自动化系统中存在的问题之后，必须采取相应的控制措施，保证自动化系统的正常运行。具体措施为：
3.1集成化
集成化包含的是功能、目标以及信息集成三个部分。功能集成主要是指控制、维护以及管理三个领域实现有机结合，使其构成一个整体，加强三者之间的交流，充分发挥其自动化优势。目标集成主要是有效结合自动化系统化的可靠性、效益以及性能，建立统一的目标，使企业经济利益最大化。信息集成主要是有机结合自动化系统中的有效信息，构成统一化系统，保证信息统一协调，推动自动化系统发展。系统集成主要是指从硬件角度出发，系统结合自身需求，集各家之长，应用不同的供货商产品，当然，在这其中要做好各设备间的操作问题。从软件角度出发，在用户友好的基础上对软件系统进行优化，即做到既能仿真，又能实干的软件系统。
3.2智能化
为了实现自动化系统的目标，必须加强系统以及其组合部分的智能化程度，即实现检测、操作以及决策的智能化。智能化主要指的是完整的系统、控制领域、维护领域、管理领域生产检测装置以及执行装置等，都具备目标、行为态势、决策以及状态故障等一系列的分析能力。
3.3分布化
在完整的集成系统中，必须有科学合理的分布部署，包含任务和智能分布化两个部分。集成和分布的有机结合才能保证各部分的质量。职责以及安全可靠性，系统才能明确分工、信息共享及正常运行，从而使系统具备最好的性能（质量）、效益（经济及社会效益）、可靠性。
3.4开放性
就水力发电的自动化系统来说，加强其开放性，主要内容包含：（1）各供货单位供应的系统是不同的，因此电力企业在选择设备时要集思广益，并比较其价格。（2）在工作过程中，应不断加强其软硬件功能，对于硬件来说，增设新设备，对于软件来说，开发其新功能，提升系统的利用率，延长其使用时间[2]。
3.5优化水力发电的自动化系统的调度，实现其持续性发展
水利发电的自动化系统应将发电、航运、渔业、灌溉以及防洪有效结合，实现调度优化，从而使综合效益最大化。其核心是为了水力发电的自动化控制能与水资源的利用相适应。可以实行：（1）大坝对生物的影响、水稻设置、设计景观等。（2）进行自动化系统的设计过程中由DDC的自动控制向着数据库管理控制方向转变，并有效结合渔业、航运、发电等工作，实现最优调度，从而使综合效益最大化。所以，根据具体的水利工程来研究探讨是十分有必要的，这样能够促进设计及建设自动化系统，还能推动水利工程和环境之间的稳定健康发展。在规划设计系统的过程中，必须对各方面的影响及影响程度有明确的了解，以便针对性进行设计及修改系统，并根据可能出现的环境问题采取相应的控制措施。
结论：综合所述，为了保护环境的同时解决发电量短缺的问题，水力发电是其必然的发展趋势，在节约能源的同时满足用户需求，并使电力企业经济效益做大化。但目前来说，水力发电的自动化系统仍存在着一定的问题，因此，国家应加大对问题解决的重视力度，保证其正常运行，为电力行业的发展提供良好的助力。
参考文献：
[1]赵向勇.水力发电自动化系统存在问题及其控制措施[J].中国新技术新产品，2017（15）：65-66.
[2]杨明刚.水力发电自动化系统存在问题以及解决控制措施[J].电工技术：理论与实践，2015.
（作者单位：江西赣能股份有限公司居龙潭水电厂）