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        自動化控制在小型水電站中的應用

        2016-12-31 00:00:00蔡廣林
        科技創(chuàng)新與應用 2016年19期

        摘 要:由于我國社會的發(fā)展越來越迅速,使人們對于電力的需求逐漸的增大,由此產(chǎn)生了一些小型水電站。文章對小型水電站進行了分析與探索,從計算機監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)、自動化軟件以及水文自動測報系統(tǒng)等四個方面進行了詳細的論述。

        關鍵詞:自動化控制;小型水電站;應用

        引言

        隨著社會的發(fā)展,科學技術的進步,電力系統(tǒng)逐漸的成為了人們生活中重要組成部分,而大型的電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會的需求,從而使小型水電站在社會中占有越來越大的作用。為了進一步的提高水電站的可行性,就要在水電站中推行自動化控制技術。

        1 水電站自動化控制的內(nèi)容

        自動化控制就是根據(jù)實際生產(chǎn)的需要,把電氣、機械、電子設備有效的結合起來,在小型水電站中加入自動化控制技術,可以在無人的條件下更好的進行監(jiān)控,使水電站的運行更加的安全與穩(wěn)定,提高了水電站的工作效率。在水電站進行自動化控制之后,可以減少工作人員的任務量,降低企業(yè)的員工的數(shù)量,減少了企業(yè)的投入成本。自動化系統(tǒng)是以計算機為基礎進行小型水電站的控制,對水電站整個系統(tǒng)的運行過程全面的監(jiān)控,在遇到緊急狀況時能保證水電站的運行系統(tǒng)的安全。所以,自動化控制在小型水電站中的應用起到了重要作用[1]。

        2 小型回電站自動化系統(tǒng)的綜合配置

        2.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

        2.1.1 監(jiān)控模式。計算機控制系統(tǒng)是應用計算機參與并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系,以獲得一定控制目的的構成系統(tǒng)。在小型水電站中采用了分層分布開放式結構的計算機自動控制系統(tǒng),能很好的進行無擾動切換。

        在傳統(tǒng)的水電站監(jiān)控中往往是人員監(jiān)控為主導,計算機監(jiān)控作為輔助作用進行監(jiān)控,這樣就使監(jiān)控存在著不可靠、不穩(wěn)定的問題。而隨著科學技術的發(fā)展,計算機監(jiān)控技術得到了快速穩(wěn)定的發(fā)展,使水電站監(jiān)控工作的可靠性與安全性大大的提高,傳統(tǒng)的監(jiān)控模式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代社會的需求,逐漸的退出了歷史的舞臺。在現(xiàn)今的計算機監(jiān)控系統(tǒng)中,對系統(tǒng)的要求不高,投入的成本過低,更加符合小型水電站的經(jīng)營理念。所以小型水電站應選擇計算機監(jiān)控模式進行監(jiān)控更有利于企業(yè)的發(fā)展[2]。

        2.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能配置。在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中,系統(tǒng)之間是根據(jù)環(huán)形光纖的形式來進行信息傳遞的,所以采用先進的網(wǎng)絡交換機,使用導軌卡槽安裝的方式可以更好的促進信息進行傳遞。在系統(tǒng)監(jiān)控過程中,數(shù)據(jù)通過光纖傳遞到控制室中,對電力設備進行遠距離的操控以及管理。

        遠方控制室一般離泵站控制室較遠,泵站控制系統(tǒng)通過良好的光纖與遠方控制室連接起來,使信息采集任務有效的實施,并且傳遞出調度發(fā)出的命令,使遠方控制室快速接收到泵站等系統(tǒng)的運行參數(shù)。

        控制室一般在泵站控制的上面,泵站的運行信息與數(shù)據(jù)通過管理所局域網(wǎng)進行傳遞,使管理部門根據(jù)傳遞的信息對系統(tǒng)運行進行分析,對信息數(shù)據(jù)進行處理,下發(fā)正確的控制命令,使監(jiān)測監(jiān)控命令的執(zhí)行得到了現(xiàn)地控制單元有效的監(jiān)督。

        現(xiàn)地控制是監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的一個環(huán)節(jié),它接受來至于下級系統(tǒng)傳感器傳輸?shù)男畔?、設備的運行參數(shù)與狀態(tài)信號,并加以分析、處理,傳遞給上級的系統(tǒng)中,使上級系統(tǒng)能準確的發(fā)布監(jiān)控命令,同時把上級發(fā)布的監(jiān)控命令有效的傳遞到下級系統(tǒng)中,使整個控制系統(tǒng)的運行形成良好的循環(huán)[3]。

        2.2 網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)

        在自動化系統(tǒng)中,網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)提供了其安全運行的基礎,要想使小型水電站的自動化加強,就必須要加強對網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)的建設,加強數(shù)據(jù)在自動化系統(tǒng)中的準確性與可靠性,使自動化系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)有效的傳遞與分析。

        2.2.1 站內(nèi)通訊??刂剖夜ぷ髡竞椭蛋鄦T工作室是用以太網(wǎng)的形式連接起來的,在現(xiàn)地層對一體化的工控機進行配置,進行內(nèi)部智能模板的設置,對產(chǎn)生的各種信號進行收集并進行轉換,之后通過RS485總線與工作站進行連接。標準接口R485、RS232的有效利用,使值班員工作室更好的執(zhí)行直流系統(tǒng)、勵磁裝置、微機調速器的通訊任務[4]。

        2.2.2 梯級水電站通訊。做好防雷保護裝置、防浪保護裝置以及調節(jié)器裝置進行對水電站主站與分站之間的安全工作,并通過專用通道進行通訊,使各分站的有用信息傳遞到主站,使主站與分站有效的結合起來,加強了主站對分站的監(jiān)控。

        2.2.3 水電站與調度通訊。通訊工作站通過電力載波把電站信息以及工作計劃傳遞到調度,使調度能夠全面的掌控電站信息的變化,從而進行合理的規(guī)劃,使防洪度汛工作與發(fā)電計劃有效的結合起來,加強了水電站的工作效率。

        2.3 自動化軟件

        小型水電站的自動化軟件主要由操作系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、應用軟件以及工具軟件四個部分組成,全部的系統(tǒng)資源都會由這些軟件來進行管理的,從而使數(shù)據(jù)采集、人機接口、自行整理、通訊調度等任務能正常的運行。在現(xiàn)今的操作系統(tǒng)中應該具有良好的控制界面、較強的適應性、較好的通用性等特點。

        2.3.1 操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)軟件一般具有較高的實用性、可靠性以及穩(wěn)定性。目前我國常用的是WindowsNT軟件,這款軟件就與操作系統(tǒng)的特點相吻合,它能有效的對計算機內(nèi)所有資源進行管理,加強了其他軟件與系統(tǒng)的交流,操作系統(tǒng)為其他軟件提供了良好的工作環(huán)境[5]。

        2.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的軟件有數(shù)據(jù)采集與處理軟件、雙機切換軟件、基本應用軟件等,他們都有實時監(jiān)控與人機聯(lián)系的特點,可以使小型水電站的所有工作系統(tǒng)進行有效的監(jiān)控。

        2.3.3 應用軟件。應用軟件包括自動發(fā)電軟件、自動電壓控制軟件、開停機過程監(jiān)控軟件、經(jīng)濟運行軟件、電站公用設備監(jiān)控軟件、電站運行輔助和指導軟件以及管理支持軟件等。

        2.3.4 工具軟件。包括開發(fā)工具、3D圖形軟件以及PLC編程軟件等,這些軟件使程序系統(tǒng)的編輯工作有效的進行,加強各軟件之間相互聯(lián)系,同時監(jiān)控系統(tǒng)向全體用戶開放,讓用戶更加的了解計算機監(jiān)控技術,加強了系統(tǒng)的可維護性。

        2.4 水文自動測報系統(tǒng)

        在建設水電站時,要考慮到防洪以及灌溉等問題,為水電站的發(fā)電過程增加了一些難度。水電站的調度工作不僅要創(chuàng)造經(jīng)濟上的效益,同時還要掌握汛期的水清以及旱期的農(nóng)田灌溉情況,所以,水電站在發(fā)展經(jīng)濟時還要對當?shù)氐淖匀惶鞖庖约八樽龅阶銐虻牧私猓拍苁狗篮榉姥吹墓ぷ髯龅酶?。水文自動測報系統(tǒng)不僅及時準確的采集到水清,還能通過計算機快速的運算做出準確的預報。因此,在小型發(fā)電站中,水文自動測報系統(tǒng)對調峰、灌溉、防洪等各個方面都起到了重要作用。加強水文自動測報能使發(fā)電站正確處理發(fā)電過程與自然環(huán)境之間的問題。

        3 結束語

        文章主要分析了自動化控制在小型水電站中的作用,根據(jù)文中提到的四個方面,即計算機監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)、自動化軟件以及水文自動測報系統(tǒng)詳細的論述了自動化控制在小型水電站應用,對小型水電站的發(fā)展做到了一定的啟發(fā)作用。

        參考文獻

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        [2]胡冬妮,賈劍峰.小型水電站綜合自動化控制裝置的比較與應用[J].小水電,2009,1(4):77.

        [3]葛瑜.GPRS通信在小型水電站水調自動化系統(tǒng)中的應用[J].中國水能及電氣化,2011,5(11):43.

        [4]冀麗娜,王鵬飛.智能傳感器與儀表在小型水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[J].黑龍江水利科技,2008,2(1):40.

        [5]王橋智.組態(tài)軟件在小型水電站綜合自動化系統(tǒng)中的應用[J].水電廠自動化,2007,9(4):91.

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