摘 要：我國的地域遼闊，水資源比較豐富，江河分布密集，隨著人們對用電的需求不斷增加，在我國大多數(shù)地區(qū)都建設了大中型的水電站，中小型水電站建設施工的時間較短，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國多數(shù)小型水電站在水輪發(fā)電機組上設置了一些監(jiān)控系統(tǒng)，使用監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制不僅提高了供電的可靠性，并且在一定程度上減少了人力的使用，實現(xiàn)了"無人值班，少人值守"的目標，本文對水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制進行了研究及應用。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機組；監(jiān)控系統(tǒng)；自動化控制；應用

【引言】隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國的水電站水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)淘汰了傳統(tǒng)的水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了計算機的自動化控制，監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制通過對各種設備信息進行采集、處理以及控制，使得設備可以安全穩(wěn)定運行，在節(jié)約電能的同時，又可以實現(xiàn)無人值班的要求，已經(jīng)成為一個集控制、通信、網(wǎng)絡及電力電子一體化的綜合系統(tǒng)，在中小水電站得到了廣泛應用。

【正文】

1、水電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制發(fā)展概況

水輪發(fā)電機組是水電站的核心設備，水林發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制影響著水電站的正常運行，隨著時代的進步與科技的發(fā)展，自動化控制在逐漸地運用到水電站發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)上來，傳統(tǒng)的水輪發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)退出，取而代之的是監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制，周期性的檢測和調(diào)控都是由自動化控制系統(tǒng)去完成，這樣一來，人們的勞動量大大減少，減少了人員的數(shù)量，節(jié)約了能源，一舉兩得，出現(xiàn)了“無人值班，少人值守”的水電站[1]。

由于水電站水輪發(fā)電機組的規(guī)模，小水電機組設備簡單，作用并不是特別重要，因此一些新興的技術(shù)便首先運用到小水電機組上，成果成熟時才將其引用于實際中，造成了實現(xiàn)水輪發(fā)電機組的自動化控制遲一些，在水資源豐富的省份，水輪發(fā)電機組監(jiān)控設備的自動化控制的研究發(fā)展迅速，相信在經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展情況下，自動化的監(jiān)控會有很大的發(fā)展和大規(guī)模的普及。

2、水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)概況

小型發(fā)電站的自動化系統(tǒng)是一個分層分布式的自動化控制系統(tǒng)，自動化控制系統(tǒng)主要包括現(xiàn)地控制單元層和主控層，現(xiàn)地控制單元根據(jù)控制對象的差異又分為機組現(xiàn)地控制單元、升壓站以及公用設備現(xiàn)地控制單元下位機設備， LCU現(xiàn)地控制單元，實現(xiàn)對各個生產(chǎn)對象的監(jiān)控。如圖：

水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)由1臺主控計算機、4個機組現(xiàn)地控制單元層、1個升壓站以及1個公用設備現(xiàn)地控制單元層組成，如果小型水電站的單機容量在2-8兆瓦范圍之間時，其主控層可以使用雙主控計算機互為熱備用。根據(jù)電線的主接線。

主控計算機中控制器局域網(wǎng)絡的通信口與現(xiàn)地控制單元層中的監(jiān)控及保護單元進行連接，機組現(xiàn)地控制單元層與升壓器以及公用 設備現(xiàn)地控制單元層的可編程邏輯控制器通過RS-485接口和主控計算機進行通信，另外還可以使用控制器局域網(wǎng)絡的RS-485總線轉(zhuǎn)換器經(jīng)過轉(zhuǎn)換后再與主控計算機進行通信過程。使用發(fā)電機主保護單元對發(fā)電機進行保護工作，同時發(fā)電機的監(jiān)控單元對發(fā)電機的工 作狀況進行實時的監(jiān)控，保護單元和監(jiān)控單元與S7-200小型的可編程邏輯控制器構(gòu)成了發(fā)電機組的現(xiàn)地控制單元層。對小型水電站的用電單元進行管理時，需要對變壓器的運行參數(shù)、直流控制電壓和合閘電壓進行測量，公用設備使用一臺S7-200小型可編程邏輯控制器完成一些控制及監(jiān)測的工作，使用通信功能和主控計算機進行連接。

水輪發(fā)電機機組監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制是軟硬件組成的，都采用了模塊化結(jié)構(gòu)，利用不同的模塊的功能，使得整體達到較好的效果，使用PCL的水輪發(fā)電機機組自動化監(jiān)控系統(tǒng)是比較常見的，即程序邏輯控制器，是一種在現(xiàn)代工業(yè)系數(shù)能可靠進行數(shù)字運算操作處理的電子化系統(tǒng)，能執(zhí)行多種邏輯運算，輸入輸出數(shù)字量，運用此系統(tǒng)，能夠很明確地顯示出實時監(jiān)控檢測情況，一目了然。

PCL系統(tǒng)操作簡單易行，適應能力強[2]，軟件對氣候的適應性強，能夠在惡劣的環(huán)境下進行工作，適合多變的氣候，系統(tǒng)的穩(wěn)定性強，能夠平穩(wěn)運行很長時間，軟件控制功能完善，運算功能等功能完善，在各個方面適合水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制應用。

3、水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制的應用

水電站監(jiān)控技術(shù)的自動化控制的應用，監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制是能夠?qū)λ娬镜纳a(chǎn)電能過程進行實時監(jiān)控和控制，它使得計算機的使用代替了人員的工作，人們不用再去時時刻刻都在觀測[3]，通過計算機的監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制，可以實時的檢測各種設備的節(jié)約水能的情況，檢測溫度等等，從而進行自動化的調(diào)控，這種操作大大地降低了人們的工作強度，提高了工作效率，使得數(shù)據(jù)更加精準，監(jiān)測更加到位，調(diào)控問題提更加及時，使得水電站水輪發(fā)電機組監(jiān)控設備實現(xiàn)了自動化發(fā)展[4]。也減少水電站的運行費用及發(fā)電成本，達到減員增效的目的。

水輪發(fā)電機組監(jiān)控設備的自動化控制應用于中小水電站上，監(jiān)控系統(tǒng)的自動化能夠使得新的自動化監(jiān)控系統(tǒng)得到運用，使我國額水電站自動化監(jiān)控得到發(fā)展，也節(jié)約了人力，工作人員可以將更多地時間用來檢驗其他設備的工作情況和異常情況上來，自動化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展對我國水電站科技的應用有很大的影響，在國外自動化監(jiān)控率高達90%，國內(nèi)的發(fā)展則相對落后，[5]監(jiān)控系統(tǒng)基本功能：具備信息采集和監(jiān)視、機組順序控制及非正常條件的閉鎖、綜合量計算、報警、溫度監(jiān)視、事件記錄、有功、無功功率調(diào)節(jié)、一覽表、報表、歷史曲線查詢、與保護、自動及監(jiān)控系統(tǒng)的通信功能。

【結(jié)束語】本文主要對水輪發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制進行了研究，整理了水輪機組監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)組成，并分析了它的應用，監(jiān)控系統(tǒng)的自動化控制通過現(xiàn)地控制單元和主控計算機進行監(jiān)控的自動化控制，主要使用PCL軟件系統(tǒng)，操作方便簡單，節(jié)省了人力以及能源，雖然在實際中存在許多發(fā)展中 的問題，但在未來的科技發(fā)展中，自動化的監(jiān)控系統(tǒng)在控制方面一定會越來越普及，并且會在現(xiàn)有的基礎(chǔ)山進行改善、發(fā)展，這需要不斷地實踐與創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]馬伽洛倫.水電站低壓水輪發(fā)電機組中計算機監(jiān)控系統(tǒng)的應用探究 [J].科技傳播，2016（2）：117-118.

[2]黃志先.水輪發(fā)電機組自動化監(jiān)控設備模擬系統(tǒng)的研究.廣西大學，2009

[3]方輝欽.現(xiàn)代水電廠計算機監(jiān)控技術(shù)與試驗.中國電力出版社，2003.

[4]徐立中.水電站水利樞紐計算機監(jiān)控軟件系統(tǒng)分析.水利水電出版社，2002.

[5]鄭文.水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng).中國水利水電出版社，2003.

作者簡介：

成佳微（1987-），女，陜西咸陽，本科，助理工程師，運行責任工程師，主要負責水電站機組運行維護的技術(shù)質(zhì)量管理工作。