水电站计算机监控技术浅析

水电站计算机监控技术浅析

作者：陈剑

来源：《科技创新与应用》2013年第12期

摘 要：文章对水电站使用计算机监控技术进行了介绍，分析了计算机监控技术在水电站的应用发展以及可能产生的经济效益。水电站应在应在今后的工作中不断提高自动化技术，提高自身工作效率和工作质量。

关键词：水电站；监控技术；经济效益；自动化技术 引言

我国从上世纪80年代，开始将计算机监控技术应用于水电站领域。自动化所承担研制的富春江水电站成为研究计算机监控技术的试点工程，该项目于1984年建成并投入使用，是我国第一套应用于水电站的计算机监控技术。经过近十年的发展，1994年，国内水电站开始研制“无人值班”系统，将计算机监控进行推上一个新的台阶，也提高了水电站使用计算机监控技术的积极性。国内研究机构在充分借鉴和吸收国外先进经验的同时，加强自主研发力量，统一设计和标准，攻克了网络、通信等许多关键技术上的难题，开发出了适合我国水电站情况的H9000监控系统。近些年来，计算机监控技术在水电站中的应用更加广泛，技术也日益成熟。 1 水电站计算机监控技术的缺陷

经过多年的发展，计算机监控技术已经取得了较大的进步，但是就目前的时间应用来看，还有以下几点缺陷亟待解决。

首先，目前水电站所使用的计算机监控技术，功能比较少，难以完全发挥出计算机监控技术本身所具有的巨大优势。计算机监控所完成的任务，常规设备也能完成，在功能进行比较的话，只能说与常规技术平分秋色，为水电站带来的经济效益十分有限，只能起到辅助作用，计算机监控技术的巨大优势基本未发挥出应有的功能，技术投入与产出不成比例。

其次，水电站没有合理的使用计算机监控技术，发掘它的潜力，致使其不能有效的融入到经济效益产出当中，二者缺乏有效的结合。在技术及使用方面，计算机监控技术并没有领先常规的技术太多，也并没用融入到水电站的经济效益体系当中，这是当前制约计算机监控技术在水电站领域发展的最主要原因。对现有的一些水电站进行技术改造，往往会遇到很大的阻力，难以取得预期的效果。产生这一现象的原因主要有两点：首先是各个水电站的认识高度不足，对计算机监控技术缺乏充分的认识，从思想、经济上不接收这一高科技技术；其次，我国水电站所使用的计算机监控系统，确实还存在一些技术层面的缺陷。这些缺陷将会影响水电站应用新技术所带来的经济效益，得不到广大企业的认同。

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现在水电站领域的计算机监控技术改造主要目的是实现“少人，无人值班”。但是我国现在的情况是大部分水电站应用计算机监控技术改造后，操作人员的岗位并未大量的下降，这样不但不能为企业带来丰厚的经济效益，显示计算机监控技术的巨大优势，反而会增加企业的运营成本。只要解决好这一难题，使计算机监控技术为水电站带来切实的经济效益，就可以进一步提高水电站进行技术改造的积极性，反过来也会促进计算机监控技术的不断发展。

近些年来，通过计算机监控技术革新来提高水电站的经济效益的目标遇到一些技术难题，一直难以突破。在计算机监控技术刚刚起步的阶段，可以将原有的老式继电保护装置更换为计算机管理系统，将传统的“人工值班”转变为“少人值班”甚至是“无人值班”的状态，实现了许多水电工作者长久的梦想。但是随着计算机监控技术的不断发展和在水电行业的广泛应用，一些不足之处也逐渐显现了出来。伴随着小水电在我国市场经济中的不断转型，如今的计算机监控技术已经难以满足市场的全部需求，该技术必须得到不断革新才能跟上市场发展的步伐。经过调查研究发现，如果改变计算机监控技术的发展方向，将原有的技术转变为通过计算机监控技术的辅助，达到提高计算机控制下的水电站运行精确度的目的，这样就能提高水电站的经济效益，从而提高我国广大的水电者对计算机监控技术的研究热情。 2 利用计算机监控技术提升水电站经济效益的理论探讨

利用计算机监控技术提升水电站经济效益是是一个理论体系，可以由以下几个方面组成。 首先，水轮发电机的调节系统要以PID原理为基础构成。水电站现在的调节系统只能完成并网、负荷控制和开机、停机等简单的工作步骤，将调节系统进行改进，采用先进的PID技术原理，把水轮机的调节系统分为PID调速器和PID原理水轮调节系统两部分，不但可以完成以上任务，还可以实现水轮机最佳效率点的计算、选择和自动调节功能。

然后，同样基于PID原理，构成水轮发电机的励磁系统。我国现在水电厂所广泛采用的数字式励磁系统只能负责完成发电机的起励、励磁调节和灭磁等简单工序。将PID技术融入到水轮发电机的励磁系统当中以后，在完成上述任务的同时，系统还可以完成PID原理的水轮机调节系统的辅助工作，实现机组的稳定工作。

通过对水电站计算机监控技术的不断探索，已经取得了一定的成果：（1）水轮机在实际的工作过程中可以按照事先准备好的水轮机转轮模型图进行工作，达到提升水轮机运行效率的目的，从而提升水电站的运行精准度。水电站在计算机监控技术的监控下工作可以提升整体的工作效率，拓宽水轮机运转的特性曲线，延长系统在高校区的运行时间；（2）在新建的水电站工程中，可以适当的将水轮机转轮的直径减少，从而增加发电机的转动速率，从而降低水电站初期的一次性投资数额。

3 计算机监控下水电站运行的经济效益

计算机监控下水电站运行的经济效益可以从以下两个方面进行分析：

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3.1 水电站的效益

通过对多个水电站进行调查研究，发现采用了计算机监控技术后，水电站水轮机的整体效益会提到5%左右。以2008年为例，全国水电的总体发电量为6000亿千瓦时，如果都采用此项技术，将增发300亿千瓦时，收入增收进90亿元。另外采用计算机监控技术的水电站可以提高运行的精度，提高发电机的设计转速和水轮机的转速比，这样就降低了水轮机的造价和厂房的面积，大大降低了初期的投资。 3.2 生产设备企业的效益

全国水电站的总体装机容量已经达到2亿千瓦，如果都采用计算机监控技术进行技术改革，企业按照生产该设备的净收入为110元每千瓦，这样就会为企业增收220亿元，产生极大的经济效益。

计算机监控技术不但适用于新建的水电站设计，还可以进一步推广到已经建成的水电站技术中。我国许多已经建成的水电站尚未进行计算机监控技术的改革工作，而且在这些水电站技术改革的过程中，若较好的应用该技术将会极大的提高水轮机的运行效率，从而提高水电站和企业的经济效益，提高计算机监控技术改造的积极性，促进计算机监控技术在水电站领域的发展。

4 对计算机监控技术的展望

4.1 “无人值班”是计算机监控技术发展的最终目标，水电站的管理水平和自动化水平将因为计算机监控技术的应用而得到较大的发展。水电站管理水平和自动化水平最重要的标志就是“无人值班”。无论是计算机监控技术还是通信技术，都是衡量自动化水平的重要指标。以后科研人员需要不断的研究和开发计算机监控系统，从而提高监控系统的可靠性，并加入合理的自行分析能力，将监控系统的智能化水平推到一个新高度。

4.2 随着计算机监控技术的不断发展和管理水平的不断提高，将出现以状态检修为标志的设备管理体系。近年我国在一些水电厂开展状态检修技术的试点工作，兴建了许多状态监测系统，如果这一难题能得到攻克，将推动计算机监控技术的不断发展。 参考文献

[1]涂少峰，等.计算机监控系统数据库的设计与实现[J].水利水电技术. [2]王德宽，等.分布开放式水电厂计算机监控系统[J]水利水电技术.

作者简介：陈剑（1981，4-），男，湖北荆门，湖北水利水电职业技术学院，计算机监控、PLC控制技术研究，硕士研究生，讲师，06年至今于湖北水利水电职业技术学院电力电子工程系任教。

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