水电站自动化控制与应用方案探讨

李青云杨鑫

摘要：随着工业化进程的不断加快，水电站也逐步向着自动化控制方向迈进。相比较传统控制方式而言，水电站的自动化控制技术不仅能够有效降低人力资源投入，同时也有助于水电站运行效率的提升。基于此，本文围绕着水电站自动化控制技术展开论述，对该种技术的应用优势进行分析，并深入剖析水电站自动化控制的应用方案，以供水电站管理人员参考。

关键词：水电站；自动化控制；优势；应用方案

引言

在现代化科技的支持下，自动化技术已经被应用到各行业领域当中，水电站作为支持民生的现代化基建设施也已经逐步将自动化技术应用在控制系统当中。自动化技术的应用能够有效的降低水电站管理成本，对提高资源利用率有着重要的作用和价值[1]。但在此过程中，相关水电站管理人员需要加强对自动化控制技术的研究，根据水电站的实际情况对自动化控制方案进行探讨和设计，如此才能为水电站的发展注入新鲜的活力。

一、水电站自动化控制技术

自动化技术是集网络技术、计算机技术、电子通信技术等现代化科技于一体的技术手段，在水电站的生产运行和管理过程中的应用能够有效提高生产效率。从技术应用层面来看，水电站自动化控制技术的具体内容主要包括以下几个方面：

（一）自动化监测

自动化监测是水电站自动化控制技术的重要组成部分，该项技术包括水电站的生产过程监测、设备状态监测、环境监测等内容。通过传感器、仪表等设备采集水电站各个环节的数据信息，然后通过数据采集系统将数据传输至监控中心，实现对水电站各项参数的实时监测和数据采集。

（二）自动化调度

自动化调度是水电站自动化控制技术的核心内容，该项技术主要包括水电站的生产调度、设备调度、能源调度等内容。通过先进的计算机技术和优化算法，实现对水电站生产过程的自动化调度和优化控制，提高水电站的生产效率和经济效益[2]。

（三）自动化控制

自动化控制是水电站自动化控制技术的基础内容，主要包括水电站的设备控制、生产过程控制、安全保护控制等内容。通过PLC、DCS等控制设备，实现对水电站各个设备和系统的自动化控制和智能化管理，提高水电站的运行稳定性和安全性。

（四）远程监控

远程监控是水电站自动化控制技术的发展方向，其主要包括水电站的远程监控、远程调度、远程维护等内容。在实际应用当中，系统通过网络信息技术和电子通讯手段实现对水电站生产运行的实时远程监控，并且根据反馈回的参数进行自动化调度，提高水电站的管理效率和信息化水平。

二、自动化控制在水电站中的应用优势

（一）提高生产效率，降低生产成本

传统的水电站操作需要大量的人力，而且容易受到人为因素的影响。而自动化控制系统可以通过预设的程序和算法，实现对水电站的自动化监控和调控，从而减少人为操作的时间和成本。此外，自动化控制系统还可以实现对水电站设备的远程监控和操作，并且能够实时监测设备运行状态，及时调整操作参数，确保设备运行在最佳状态，大大提高了生产效率和运行效率。与此同时，通过自动化控制系统对水电站设备的智能调控，能够有效提高水电站在资源方面的利用率，从而降低水电站生产过程中的资源成本投入。

（二）能够有效提高水电站的安全性

水电站作为重要的能源生产设施，其安全性和可靠性至关重要。将自动化控制系统应用在水电站的生产当中，能够对设备的运行情况和现场生产情况进行实时的监控，如果其中发生异常控制系统能够及时的根据参数反馈进行控制处理，并且自动化控制能够有效规避认为操控失误所带来的问题，进而提高水电站生产运行的安全性和可靠性[3]。

（三）有助于水电站节能环保性能的提升

通过对水电站设备的精准控制和优化调节，能够提高资源的利用率，降低水电站生产过程中的能源浪费。并且自动化控制系统也能够对水电站的排放进行实时监控，如果发现某项指标不正常能够及时给出反馈报警，及时进行处理，这也保障了水电站运行过程中对环境的友好性。

三、水电站自动化控制的应用方案

（一）在水位控制中的应用

水位是水电站运行过程中需要重点监控和控制的参数之一。通过在水库、水闸等位置安装水位传感器，这些传感器可以将水位信息准确地反馈给控制系统，为后续的控制操作提供准确的数据支持。控制系统在对数据进行分析处理后直接将命令传达给执行机构，通过执行机构的开启和关闭，可以实现对水位的精准控制。同时，现代水电站的自动化控制系统还可以实现对执行机构的远程控制，大大提高了水位控制的便利性和灵活性[4]。

（二）在水轮机调速控制中的应用

水轮机是水电站发电的关键设备，其转速的稳定性和调节性对发电效率和设备寿命有着重要影响。通过在水轮机上安装转速传感器，并将传感器采集到的转速数据传输至控制系统，利用先进的调速装置和控制算法，可以实现水轮机的精确调速，提高发电效率，延长设备寿命。在自动化系统调速控制中，传感器可以实时监测水轮机的转速、负荷和温度等参数，将监测到的数据传输给控制系统。控制系统可以根据传感器反馈的数据进行实时调整，确保水轮机在不同工况下都能保持稳定的运行状态。除此之外，在自动化控制系统应用当中还需要设置先进的控制算法，例如，采用模糊控制、PID控制或者模型预测控制等算法来优化水轮机的调速过程。这些控制算法可以根据水轮机的运行状态和外部环境变化进行实时调整，保证水轮机的转速在设定范围内稳定运行。控制算法的应用使得水轮机调速控制更加智能化和自适应，提高了水电站的运行效率和稳定性。

（三）在安全监控和报警系统中的应用

水电站自动化控制在安全监控和报警系统中的应用方式之一是通过传感器实时监测关键设备的运行状态。传感器可以实时监测水电站的水位、水压、温度等关键参数，一旦发现异常情况，立即向控制中心发送信号，触发报警系统，及时采取应急措施，避免事故的发生。此外，通过传感器监测设备的运行状态，可以实现对设备的远程监控和管理，提高了水电站的运行效率和安全性。与此同时，在水电站自动化控制系统的应用当中包括智能监控系统的建设。智能监控系统可以通过数据采集和分析，实现对水电站设备运行状态的预测和预警[5]。通过建立合理的数据模型和算法，可以提前发现设备可能出现的故障，及时进行维护和修复，避免因设备故障导致的事故发生。智能监控系统还可以实现对水电站整体运行情况的实时监测和分析，为水电站的安全生产提供及时、准确的数据支持。

四、结束语

综上所述，自动化控制已经成为水电站高效运转的关键，同时也是现代化社会建设的必然需求。在此种情况下，为了更好的提高自动化控制技术在水电站当中的应用价值，相关企业和技术人员需要加强对自动化技术的研究，创新技术手段，全面剖析当前水电站自动化技术应用过程中所存在的瓶颈，通过科学的手段提高水电站的自动化和智能化水平，这不仅有助于水电站经济效益的提升，对整个社会的发展也有着积极的意义。

参考文献：

[1]周灵桂.PLC在小型水电站自动化控制中的应用设计分析[J].小水电,2023,(05):59-62+70.

[2]文元雄.自动化控制在水电站中的运用与实践[J].工程抗震与加固改造,2023,45(04):190.

[3]郭悠扬.水电站电气工程自动化技术及运用分析[J].科学技术创新,2022,(34):14-17.

[4]魏步云.水电站电气自动化控制系统改造安装与调试研究[J].中国设备工程,2020,(24):148-149.

[5]黄吉.水电站自动化技术及其应用探究[J].低碳世界,2019,9(12):115-116.