劉鶯

水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

劉鶯

（信陽(yáng)市鲇魚(yú)山水庫(kù)管理局 河南省信陽(yáng)市商城縣 465350）

現(xiàn)階段，我國(guó)水利發(fā)電工程雖然不斷健全和發(fā)展，可是還有一定的問(wèn)題存在，所以，當(dāng)前水力發(fā)電工程的重要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)水電站的高效和安全的運(yùn)行。要想做到水利發(fā)電安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是需要工作人員長(zhǎng)時(shí)間的不懈努力，也需要水利發(fā)電中所有人員共同參與，從而使水電站的潛能更好的發(fā)揮，使水能利用率得到提高，也使水電站運(yùn)行實(shí)現(xiàn)集約化。本文我們從水利發(fā)電的運(yùn)行現(xiàn)狀及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等進(jìn)行分析。

水利發(fā)電；安全；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；分析

中國(guó)的水力資源比較豐富，根據(jù)有關(guān)調(diào)查得知我國(guó)的水力資源蘊(yùn)藏量達(dá)到了6.81億kW以上，當(dāng)中能夠開(kāi)發(fā)利用的約占3.88億kW。目前我國(guó)已有水電站約為40028座，大概的總體容量為2486萬(wàn)kW。我國(guó)近年來(lái)廣泛開(kāi)展綠色環(huán)保事業(yè)，促進(jìn)了水利發(fā)電工程的不斷發(fā)展與健全。水電站有著投入較低，回報(bào)豐厚等優(yōu)勢(shì)，吸引大批投資者于水利發(fā)電的建設(shè)，隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，許多水電站達(dá)到了并網(wǎng)運(yùn)行，這給水利水電的安全高效運(yùn)行提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。

1 水利發(fā)電安全運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 水利水電的發(fā)展

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多行業(yè)對(duì)水電的需求量都呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這給我國(guó)的水利發(fā)電運(yùn)行帶來(lái)更多的壓力。為了能夠達(dá)到用戶(hù)的需求量，多數(shù)水電站都會(huì)加大輸電量和發(fā)電量，但這種做法，使水電站的發(fā)電設(shè)備損耗增加了，還存有一定的安全隱患，因而在水利發(fā)電中一定要加強(qiáng)安全運(yùn)行與管理上的工作。

1.2 水利發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)還不安全

現(xiàn)在我國(guó)許多水利發(fā)電站在運(yùn)行當(dāng)中，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為0.41kV，而發(fā)電設(shè)備選擇的是暗燈法與正步標(biāo)法進(jìn)行并網(wǎng)，設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中，通常只有發(fā)電機(jī)端口開(kāi)關(guān)設(shè)有感應(yīng)電繼電器。一些水電站的投資人為了能讓資金節(jié)省，設(shè)備多使用手動(dòng)調(diào)整裝備，線路電線采用的是10kV配電電線，在電路中存有較多負(fù)電荷，使電網(wǎng)在并網(wǎng)中不容易把握同期時(shí)間，造成電流的沖擊太大，使運(yùn)行機(jī)組與電網(wǎng)受到很強(qiáng)震蕩，導(dǎo)致設(shè)備機(jī)組嚴(yán)重?fù)p耗。水力豐富時(shí)，水電站從并網(wǎng)轉(zhuǎn)為脫網(wǎng)運(yùn)行，容易出現(xiàn)沿線用電器燒毀。水力缺少時(shí)，電壓會(huì)下降，假如低于額定電壓，就容易出現(xiàn)跳閘。

1.3 當(dāng)前的發(fā)電機(jī)組保護(hù)設(shè)置

我國(guó)許多水電站的裝機(jī)容量都不超于1000W，采用的是低壓水輪發(fā)電機(jī)組。通常依照簡(jiǎn)單的設(shè)置原則對(duì)機(jī)組保護(hù)裝置進(jìn)行配置，就比如發(fā)電機(jī)端口的空氣開(kāi)關(guān)等，而發(fā)電機(jī)組的保護(hù)多數(shù)依靠低壓端電進(jìn)行自我保護(hù)來(lái)做到低電壓保護(hù)和機(jī)組過(guò)流保護(hù)。

1.4 管理手段靠后

目前，我國(guó)很多水利發(fā)電站設(shè)備不先進(jìn)，而工作人員較多也不是水電專(zhuān)業(yè)的，不熟悉水電專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，對(duì)我國(guó)水電站設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全了解很少，使水電站的發(fā)展受到局限，也使新技術(shù)的發(fā)展未能很好的被運(yùn)用。

2 水利發(fā)電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的智能自動(dòng)化

人工智能其實(shí)就是一門(mén)探討運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬方法以及執(zhí)行人腦的一些智力方面的學(xué)科。人工智能是以知識(shí)為前提的，在水利發(fā)電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上其主要包含在三個(gè)方面：①確定性規(guī)則知識(shí)：就如功率和單位流量等的計(jì)算；②確定性的事實(shí)知識(shí)：就比如：水庫(kù)特征、水輪機(jī)的特征曲線、泄洪特征和電站引水設(shè)備的性能等；③不確定性的事實(shí)知識(shí)，就如電站年徑流特征與曲線、水輪機(jī)的振動(dòng)范圍等等，由水庫(kù)特征、電站引和泄洪、水電站下游水位流量之間的關(guān)系、水輪機(jī)特征曲線以及排水裝置特征等等構(gòu)成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，它也是產(chǎn)生式系統(tǒng)運(yùn)用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生式規(guī)則是對(duì)問(wèn)題空間的數(shù)學(xué)模型熟悉掌握后出現(xiàn)的方法空間。一般在工程中問(wèn)題較繁雜，可是空間方法可以從多個(gè)角度，不同側(cè)面對(duì)問(wèn)題進(jìn)行審視形成方法集。

要想對(duì)人類(lèi)的智能活動(dòng)模擬，就要處理好組合爆炸問(wèn)題，也就是說(shuō)于問(wèn)題空間繁雜的組合中挑除不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生的狀況。另外，搜索策略影響著程序效率的高低，同時(shí)對(duì)相關(guān)參數(shù)是不是收斂于目標(biāo)集也有影響，搜索策略屬于人工智能系統(tǒng)的主要部分，它是運(yùn)用知識(shí)控制、協(xié)調(diào)和表示系統(tǒng)的每個(gè)部分對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解，策略的作用受產(chǎn)生式系統(tǒng)約束，也就是在規(guī)則集中選擇規(guī)則，同時(shí)對(duì)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)作用，于初始狀態(tài)上找尋一個(gè)達(dá)到條件的問(wèn)題狀態(tài)。

3 水電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

水電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要表現(xiàn)于以下兩方面：①有一定的出力，流量最小化也就是控制出力，為了使電網(wǎng)的供需均衡，當(dāng)前的自動(dòng)發(fā)電控制軟件通常是依照網(wǎng)上需求量給電站提供一個(gè)總負(fù)荷，之后于電廠內(nèi)對(duì)出力組合優(yōu)化，使耗水量最小化；②有一定的流量，出力最大化也就是控制流量，我國(guó)多數(shù)水電站資源情況的特點(diǎn)具有：庫(kù)容較小或無(wú)庫(kù)容；流量隨季節(jié)變化明顯。

如何運(yùn)用有限的流量做到多發(fā)電，同時(shí)讓機(jī)組協(xié)聯(lián)于穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域，確保組態(tài)效率最高，可以從以下做起：做到實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，參照預(yù)報(bào)對(duì)比實(shí)測(cè)結(jié)果，校正相關(guān)參數(shù)；依照電力系統(tǒng)的調(diào)度計(jì)劃及實(shí)際水位等狀況，確認(rèn)水電站的日負(fù)荷計(jì)劃，在運(yùn)行當(dāng)中進(jìn)行水電站內(nèi)負(fù)荷自動(dòng)給定；于給定負(fù)荷下，進(jìn)行工作機(jī)組組合和機(jī)組臺(tái)數(shù)的最優(yōu)化計(jì)算，依照準(zhǔn)則選取工作機(jī)組的機(jī)組號(hào)和臺(tái)數(shù)，達(dá)到機(jī)組間負(fù)荷的優(yōu)化分配；依照水電站的負(fù)荷預(yù)測(cè)資料和日負(fù)荷計(jì)劃，預(yù)先進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng)和停止的優(yōu)化計(jì)算，使其照優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行；對(duì)于調(diào)頻水利發(fā)電站，在電站機(jī)組要轉(zhuǎn)變運(yùn)行工況時(shí)，比如啟動(dòng)或停止新的工作機(jī)組及增減負(fù)荷等，必須實(shí)時(shí)計(jì)算，找到轉(zhuǎn)變水利發(fā)電站機(jī)組工況的最好控制規(guī)律，同時(shí)做到機(jī)組間隨機(jī)負(fù)荷的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和最優(yōu)分配；若水利發(fā)電站進(jìn)行調(diào)頻運(yùn)行或依照給定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)時(shí)的對(duì)負(fù)荷偏差進(jìn)行檢測(cè)，若系統(tǒng)要求的負(fù)荷值和水利發(fā)電站的出力出現(xiàn)偏差時(shí)，根據(jù)偏差值，進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制；具備手動(dòng)與自動(dòng)功能，一般情況下，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)依照優(yōu)化結(jié)果，根據(jù)最優(yōu)準(zhǔn)則能夠自動(dòng)改變機(jī)組的運(yùn)行情況，在特殊狀況下，經(jīng)過(guò)輸出顯示，給出依照優(yōu)化準(zhǔn)則改變機(jī)組運(yùn)行工況的操作指令，操作人員依照指令手動(dòng)操作；經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕顯示最優(yōu)運(yùn)行方式、操作實(shí)況和操作調(diào)節(jié)指令及有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)等內(nèi)容，方便水電站的運(yùn)行和管理員的監(jiān)控；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能來(lái)對(duì)水利發(fā)電站的技術(shù)指標(biāo)和運(yùn)行參數(shù)以及二次數(shù)據(jù)等進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)能根據(jù)要求生成表格；經(jīng)過(guò)歷史數(shù)據(jù)智能學(xué)習(xí)，做到自動(dòng)尋找最佳流量和最佳水頭，做到水資源實(shí)時(shí)、長(zhǎng)期的優(yōu)化；可以做到機(jī)組協(xié)聯(lián)運(yùn)行在穩(wěn)定區(qū)域，確保機(jī)組高效和穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 確保水利發(fā)電的安全運(yùn)行

首先，一定要樹(shù)立安全生產(chǎn)觀念，確保水電站安全運(yùn)行，促進(jìn)水電發(fā)展有更好的經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)要想做到現(xiàn)代化管理，就要及時(shí)更新生產(chǎn)設(shè)備，使生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)能夠順利進(jìn)行，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。再而要想提升水電站的經(jīng)濟(jì)效益，必須積極應(yīng)用現(xiàn)代化安全生產(chǎn)技術(shù)，使生產(chǎn)設(shè)備安全工作有保障，讓生產(chǎn)活動(dòng)順暢的進(jìn)行，水電站要構(gòu)建健全的設(shè)備管理工作，定時(shí)檢修水電站的設(shè)備，記錄好機(jī)組安裝的技術(shù)參數(shù)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行問(wèn)題做好記錄，并注明故障原因及處理方法等，從而實(shí)現(xiàn)水利水電安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，促進(jìn)水電站的發(fā)展。而后要健全水電站安全監(jiān)督工作，由管理人員不定期進(jìn)行巡視抽查，切實(shí)做好水電生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行。最后做好水利水電安全機(jī)組過(guò)電保護(hù)，在設(shè)備機(jī)組上加轉(zhuǎn)DY-34型號(hào)的電壓繼電器，此裝置投入少且安裝方便，把這種電壓繼電器的兩個(gè)閉接點(diǎn)依照要求進(jìn)行連接，再把其與空氣開(kāi)關(guān)的扣器線圈連接，當(dāng)電壓正常，則空氣開(kāi)關(guān)處于合閘狀態(tài)，若電壓負(fù)荷超于既定值，空氣開(kāi)關(guān)就會(huì)跳閘，能夠有效的保護(hù)設(shè)備機(jī)組電壓，做到水利發(fā)電運(yùn)行安全，達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷展，水利發(fā)電也在不斷進(jìn)步，通過(guò)以上分析，未來(lái)我們希望水利發(fā)電能夠發(fā)揮更多的潛能，使水能利用率得到提升，促進(jìn)水電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

[1]張 明.分析小型水力發(fā)電站的運(yùn)行管理[J].科技創(chuàng)新，2012（8）：21～24.

[2]徐 強(qiáng).探討水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[J].城市建設(shè)，2013（6）：15～16.

[3]張春玉.水利發(fā)電的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)用[J].水利水電建設(shè)，2012（5）：72～73.

TV737

A

1004-7344（2016）31-0165-02

2016-10-12

劉 鶯，女，助理工程師，大專(zhuān)，主要從事水利發(fā)電方面管理工作。