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摘要：本文主要从水力发电及自动化的概述入手，针对水力发电自动化进行了分析研究。
关键词：水力发电；自动化
一、水力发电及其自动化的概述
1、我国水力发电的背景
水力发电是利用水从高处下落产生的巨大动能来进行能量转换从而发电的，水流向下降落所产生的能量是十分可观的，利用这种自然能源可以环保的进行发电。现有的国家水力发电工程有很多，最为有名的还为三峡发电站。在利用自然水流流动所产生的动力时发现不同的时间以及季度中水流的速度都不相同，有时在夏季缺水时所出现的问题就是无法利用发电设备进行发电，这就使得发电受到了环境的制约，给日常的供电带来的诸多的不便。为了解决这一实际性的问题，水力发电技术又进一步发展了一种新的蓄水发电技术。蓄水发电顾名思义就是在雨水充沛的季节将河水进行积攒，在雨水缺乏的季节再将积攒的水放出，利用放出水产生的动力进行水力发电[1]。这种蓄水发电技术比传统的水力发电技术对水的利用更加有效，对日常供电的稳定也起着重要的作用。蓄水发电技术的发展是水力发电的重要发展阶段，在近些年中，环保成为了我们身边的热门词汇，发电也朝着环保的方向进行着。
2、水力发电自动化的重要性分析
2.1 有效促进经济效益的进一步提高
水力发电应用自动化技术可以提高水力发电的经济效益，也是水力发电运用价值的充分体现。水利发电可以通过自动化技术，使与其相关的设备机组在电力负荷允许的情况下产生更多的电能，在安全的基础上进行高效工作，全面提高水力发电的经济效益。应用自动化技术，可以实现资源的充分利用，在水量不同的情况下合理选择设备开机台数。
2.2 有效提高设备的运行效率
自从水力发电引用自动化技术以来，设备可以依靠自动化系统对水力发电进行综合管理和控制，同时可以及时发现设备运行过程中出现的问题和异常现象，对其进行检测、分析、处理，降低故障发生几率，提高设备的运行效率，为水利发电设备提供安全保障。水力发电自动化技术应用之后，大大节约了人力资源的消耗，同时降低了操作失误现象，提高了设备工作效率。
2.3 有效提高电能质量
由于社会生产的加快以及人民生活水平的提高，人们对于电能的质量要求也越来越高，据相关电力市场调查显示，关于电能质量问题的起因，自然因素占绝大部分，而水力发电对于自然因素的依赖性较强。而自动化技术可以缓解这一弊病，提高电能的质量。评判电能质量的标准在于实际电压以及频率。其中，通常情况下，对于电压的要求是要在额定电压±5%的范围内变化，而对于频率而言，其要求就是在额定频率的士0.2-0.5Hz范围内波动。因此，确保实际电压与实际频率在规定范围，将有效地提升水力发电站产生电能的质量。水力发电站产生的电能在电压与频率方面主要是通过系统对其进行变压与变頻，这是一项对精确性要求极高的操作，一般人工操作难以满足，必须通过自动化技术对其进行处理。因为电压与频率是一个时刻在变动的数值，必须经由自动化技术叶其进行快速与准确的调节并且进行维持，保证水力发电机组产生电量的高质量输送，自动化技术在水力发电站的实际工作中是不可或缺的。
2.4 有效降低人力成本
水力发电站基本上都建立在原理城区的位置，影响了工作人员的正常生活，不利于员工身心健康。此外，水力发电站运行设备和自动化系统都需要进行定期检修和维护，增加了工作人员的工作量。利用自动化技术不仅提高水电站设备的运行效率，同时提高了设备的监测、检查、分析处理问题的能力，减轻员工的工作重量和工作压力，同时提高水力发电站的运行管理水平。
二、水力发电自动化技术
1、计算机监控系统
在水力发电厂中，实时计算机监控系统系统是可行的，并且能够有效提升水力发电厂的生产综合效率。计算机实时监控系统的基本配备为厂站级计算机、GPS时钟同步系统、语音报警系统、网调通信子系统、水情通信子系统、办会信息网络子系统等，在对原有的运行系统进行改造后，计算机实时监控系统具有良好的人机界面，并且能最大限度的保护计算机和系统中的硬件设备与软件资源，为实现无人值班的自动化运行莫定了良好的基础基础。
2、水轮机发电及自动化系统技术
水轮机发电及自动化系统的安装需要精密仔细地进行，安装的过程不需要对其进行环境温度及其他物理上因素的控制，安装后在室温下再进行一次校验。出于运行环境考虑，元件要选用抗湿热型，并需要用止水带对接线盒盖螺纹连接等处进行密封处理。开关的选择采用两种浮子开关，一种是干簧接点式，一种是带旋转凸轮的总成式。前者与水导浮子开关较为相似，后者与压油装置油罐的12对浮子接点较为相似，两种均可通过改变实际液位至整定值再进行调整。传感器试验中使用数字式多功能表计，利用装置内部产生24V直流电为传感器提供工作电源，输出电流直接在其液晶显示屏上读取，可以方便地进行元件调整。油位传感器的调整也类似，当实际油位处于其测量范围低限时，调整调节螺丝使其输出4mA，处于高限时，使输出为20mA。
3、水力发电设备的集成化与智能化
集成化包括以下几层含义功能，集成即把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后随着生产技术的发展，还可能把更多的功能集成起来。目标集成即把性能、可靠性、效益等子目标集成为统一的目标，使企业整体最优、整体效益最大。信息集成即把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统，自然在一个信息集成系统中必须保证信息的统一性、协同性、互操作性，妥善解决信息的矛盾与冲突。要想实现上述目标，就需要全面提高整个系统以及各个组成部分的精确度和智能功能。换言之，要想全面提高水力发电系统自动化技术，就要实现设备的操作智能化、决策智能化和监测智能化。所谓的智能化，就是系统的每个领域、监测装置、执行装置等都具有预设目标分析、故障分析、决策分析和行为态势分析。
4、发电机励磁系统
发电机励磁系统组成比较复杂，但是对水利发电厂的改善效果很明显。励磁系统是指供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备，其主要组成部分是励磁功率单元和励磁调节器。励磁系统的主要作有：①根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；②控制并列运行各发电机间无功功率分配；③提高发电机并列运行的静态稳定性；④提高发电机并列运行的暂态稳定性；⑤在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；⑥根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
5、设备分布化布局
关键词：水力发电；自动化
一、水力发电及其自动化的概述
1、我国水力发电的背景
水力发电是利用水从高处下落产生的巨大动能来进行能量转换从而发电的，水流向下降落所产生的能量是十分可观的，利用这种自然能源可以环保的进行发电。现有的国家水力发电工程有很多，最为有名的还为三峡发电站。在利用自然水流流动所产生的动力时发现不同的时间以及季度中水流的速度都不相同，有时在夏季缺水时所出现的问题就是无法利用发电设备进行发电，这就使得发电受到了环境的制约，给日常的供电带来的诸多的不便。为了解决这一实际性的问题，水力发电技术又进一步发展了一种新的蓄水发电技术。蓄水发电顾名思义就是在雨水充沛的季节将河水进行积攒，在雨水缺乏的季节再将积攒的水放出，利用放出水产生的动力进行水力发电[1]。这种蓄水发电技术比传统的水力发电技术对水的利用更加有效，对日常供电的稳定也起着重要的作用。蓄水发电技术的发展是水力发电的重要发展阶段，在近些年中，环保成为了我们身边的热门词汇，发电也朝着环保的方向进行着。
2、水力发电自动化的重要性分析
2.1 有效促进经济效益的进一步提高
水力发电应用自动化技术可以提高水力发电的经济效益，也是水力发电运用价值的充分体现。水利发电可以通过自动化技术，使与其相关的设备机组在电力负荷允许的情况下产生更多的电能，在安全的基础上进行高效工作，全面提高水力发电的经济效益。应用自动化技术，可以实现资源的充分利用，在水量不同的情况下合理选择设备开机台数。
2.2 有效提高设备的运行效率
自从水力发电引用自动化技术以来，设备可以依靠自动化系统对水力发电进行综合管理和控制，同时可以及时发现设备运行过程中出现的问题和异常现象，对其进行检测、分析、处理，降低故障发生几率，提高设备的运行效率，为水利发电设备提供安全保障。水力发电自动化技术应用之后，大大节约了人力资源的消耗，同时降低了操作失误现象，提高了设备工作效率。
2.3 有效提高电能质量
由于社会生产的加快以及人民生活水平的提高，人们对于电能的质量要求也越来越高，据相关电力市场调查显示，关于电能质量问题的起因，自然因素占绝大部分，而水力发电对于自然因素的依赖性较强。而自动化技术可以缓解这一弊病，提高电能的质量。评判电能质量的标准在于实际电压以及频率。其中，通常情况下，对于电压的要求是要在额定电压±5%的范围内变化，而对于频率而言，其要求就是在额定频率的士0.2-0.5Hz范围内波动。因此，确保实际电压与实际频率在规定范围，将有效地提升水力发电站产生电能的质量。水力发电站产生的电能在电压与频率方面主要是通过系统对其进行变压与变頻，这是一项对精确性要求极高的操作，一般人工操作难以满足，必须通过自动化技术对其进行处理。因为电压与频率是一个时刻在变动的数值，必须经由自动化技术叶其进行快速与准确的调节并且进行维持，保证水力发电机组产生电量的高质量输送，自动化技术在水力发电站的实际工作中是不可或缺的。
2.4 有效降低人力成本
水力发电站基本上都建立在原理城区的位置，影响了工作人员的正常生活，不利于员工身心健康。此外，水力发电站运行设备和自动化系统都需要进行定期检修和维护，增加了工作人员的工作量。利用自动化技术不仅提高水电站设备的运行效率，同时提高了设备的监测、检查、分析处理问题的能力，减轻员工的工作重量和工作压力，同时提高水力发电站的运行管理水平。
二、水力发电自动化技术
1、计算机监控系统
在水力发电厂中，实时计算机监控系统系统是可行的，并且能够有效提升水力发电厂的生产综合效率。计算机实时监控系统的基本配备为厂站级计算机、GPS时钟同步系统、语音报警系统、网调通信子系统、水情通信子系统、办会信息网络子系统等，在对原有的运行系统进行改造后，计算机实时监控系统具有良好的人机界面，并且能最大限度的保护计算机和系统中的硬件设备与软件资源，为实现无人值班的自动化运行莫定了良好的基础基础。
2、水轮机发电及自动化系统技术
水轮机发电及自动化系统的安装需要精密仔细地进行，安装的过程不需要对其进行环境温度及其他物理上因素的控制，安装后在室温下再进行一次校验。出于运行环境考虑，元件要选用抗湿热型，并需要用止水带对接线盒盖螺纹连接等处进行密封处理。开关的选择采用两种浮子开关，一种是干簧接点式，一种是带旋转凸轮的总成式。前者与水导浮子开关较为相似，后者与压油装置油罐的12对浮子接点较为相似，两种均可通过改变实际液位至整定值再进行调整。传感器试验中使用数字式多功能表计，利用装置内部产生24V直流电为传感器提供工作电源，输出电流直接在其液晶显示屏上读取，可以方便地进行元件调整。油位传感器的调整也类似，当实际油位处于其测量范围低限时，调整调节螺丝使其输出4mA，处于高限时，使输出为20mA。
3、水力发电设备的集成化与智能化
集成化包括以下几层含义功能，集成即把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后随着生产技术的发展，还可能把更多的功能集成起来。目标集成即把性能、可靠性、效益等子目标集成为统一的目标，使企业整体最优、整体效益最大。信息集成即把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统，自然在一个信息集成系统中必须保证信息的统一性、协同性、互操作性，妥善解决信息的矛盾与冲突。要想实现上述目标，就需要全面提高整个系统以及各个组成部分的精确度和智能功能。换言之，要想全面提高水力发电系统自动化技术，就要实现设备的操作智能化、决策智能化和监测智能化。所谓的智能化，就是系统的每个领域、监测装置、执行装置等都具有预设目标分析、故障分析、决策分析和行为态势分析。
4、发电机励磁系统
发电机励磁系统组成比较复杂，但是对水利发电厂的改善效果很明显。励磁系统是指供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备，其主要组成部分是励磁功率单元和励磁调节器。励磁系统的主要作有：①根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；②控制并列运行各发电机间无功功率分配；③提高发电机并列运行的静态稳定性；④提高发电机并列运行的暂态稳定性；⑤在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；⑥根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
5、设备分布化布局