水电厂自动化系统的智能化改造

水电厂自动化系统的智能化改造

陈成倩啸

湖南省电力有限公司水电分公司水电检修中心

摘要：近几年，国家大力推进智能电网的建设，在发、输、变、配电等环节得到了快速发展。目前，我国水电企业大多采用了生产管理的自动化，而对智能管理体系的构建尚不够完善。水电智能化电站的施工，关系到水电厂的整体结构和运作，是一个综合性的、全球性的、长期的、系统的工程，因此，在水电厂的规划中，要把效率与前瞻性、安全性、开放性、新技术应用与新的经营理念有机地统一起来，以改善水电厂的可靠性、经济性、负载平衡性能和环保运作的能力，以保证工程的长期效益。

关键词：水电厂；自动化系统；智能化改造

1智能化水电厂的要求及基本特征

智能化水电厂，简而言之，就是在水电厂中利用现代科技和精密的测控技术进行运作，比如自动控制技术、传感技术、信息通信技术、模拟数据传感器、红外测量技术、工业监控摄像头等。智能化水力发电厂应根据基础科研和其他发电厂的具体情况，运用计算机、网络软件、现场总线等智能化信息处理技术，通过数据智能计算和多媒体技术实现资源在可控范围内的有效共享，不断提升智能化管理水平。

智能化电站以计算机闭环、电站设备在线监测分析、生产技术信息系统为骨干网格，以电站设备数字化、信息共享、数据应用智能化为特点，使电站的本质安全、效益最优、环境和谐。电厂设备的数字化，是利用现代传感器技术，对设备进行数字化处理，从而达到设备的数字化。而智能化是指建立一个标准化、统一的数据、信息网络，使各个自动化系统、系统和数据收集系统之间的相互连接，并在不同的区域内，将生产自动化系统和管理信息化系统之间进行数据的整合、存储和共享，从而实现系统的智能化。

2智能化电厂的体系构架

2.1现场设备监测层

该层采用现场总线技术、物联网技术和先进的测量技术，对实时数字信息中的水电厂设备、人员、环境状态和位置等信息进行采集，是智能控制和智能管理的基础。通过数据总线技术实现智能管理水电厂相关设备。设备监测技术包括3D可视化、RFID等，运用Internet技术的集成应用实现对设备状态信息的实时监控。

2.2间隔层

它由稳定系统、继电保护装置系统等多个系统组成。其功能是为这些数据选择一组独立的数据功能，并在未来与各种装置进行数据传输。在优化间隔层时，主要目标是使数据传输更加高效和准确。它可以链接到站控层的综合数据统计平台，将每个数据和应用程序连接起来，形成一个独立的控制模块，这样数据统计平台在接收到这些数据后，可以更有效地将数据传输到下一级设备。实际传输效果稳定，传输速率加快，提高了所有系统的稳定性。

2.3生产运营管理层

该层使用SIS、ERP、MIS等重要工具收集和集成发电厂的生产和管理数据信息，主要目标是安全生产和高效用水。通过应用数据分析处理、业务流程优化等技术，开发车间生产、制造和运营的智能管理。在原有技术环境下，关键是通过深入应用KKS企业代码和三维可视化技术的实践探索，建立机械设备三维综合管理系统软件；建立基于Wi-Fi、RFDI、手持终端、智能穿戴设备等物联网技术和监管、门禁系统、管理大功率管理系统等应用的工业生产智能安全防护系统，实现实时员工地图、日常任务地图、智能工作票，以及电气设备防触摸服务；基于SIS、MIS、EPR等各种信息系统的集成，以及移动智能终端的集成，建立员工管理和互联网的集成工作平台，消除信息内容保护，优化和完善组织，加强安全风险控制，实现快速便捷的管理；根据数据库管理技术和生产经营指标，建立基于多源数据库的自动报表软件，有利于设备维修管理和维修备件数字化管理，减轻员工工作量，提高效率，并增强管理对水电厂机器运行和管理的可控和控制性。

3水电厂自动化系统的智能化改造技术应用

3.1智能预警与诊断技术

在智能化技术飞速发展的今天，水力发电装置的运行速度也越来越快，因此，要保证电厂的稳定运行，就需要将智能化技术和相应的智能化预警与诊断技术结合起来，以保证电站的安全可靠运行、集中控制和远方控制。在智能化技术实施后，当出现紧急事件或危险时，可以采用智能化的防护手段，将造成的破坏降到最低，保证电站的安全、稳定。比如，当使用了装置报警和智能化技术，你就可以对装置的运行状况进行智能化的监测，并能够及时地识别出存在的隐患，并对隐患进行分析，以便能够及时、方便地应对。利用智能化技术，可以对电站的设备稳定、功耗、负荷、水量使用状况进行综合的分析，并能够及时地检测出设备的故障和安全问题，并在必要的时候进行维修。

3.2模糊控制智能技术

模糊控制智能技术主要应用于实际控制工作中，将模糊性与基础理论相结合，主要用于描述控制标准。在模糊控制的技术应用期间，人工计算机操作系统的工作经验可以以相对模糊的方式表达和传递，从而能够对复杂控制的总体目标和目的进行统一监督。同时，智能模糊控制技术将不会强烈依赖于被测实体模型，使其更能应用于发电厂运行阶段的任意系统和不确定系统。目前，模糊处理芯片等设备正在逐步完善，为模糊控制智能技术在水电厂职能化改造中的实际应用奠定了坚实的基础。但目前，由于模糊控制智能技术的发展时间较短，在实际应用阶段仍存在许多不足，相应的学习能力有待提高。

3.3神经网络智能技术

随着动态系统基本理论的逐步完善，现代控制理论的设计和应用已经成为水电厂数字化改造的一个关键方面。由于各种因素的影响，非线性系统的发展趋势相对较慢，基础理论和应用的易用性非常复杂。还需要使用神经网络智能技术来提高数值计算方法和标记逻辑推理的水平。神经网络智能技术不依赖于实际的实体模型，而是将信息数据传输到系统中进行数据离散系统映射。与其他智能技术相比，神经网络智能技术可以进行更强的案例研究和工作，提高水电厂自动化技术运行阶段的信息分辨率。神经网络智能技术还可以利用离散系统的映射功能，更好地分析和解决水电厂自动化机械运行期存在的各种难题，这对保证水电厂电气设备的高质量高效运行至关重要。

3.4一体化管理控制技术

一体化管控平台对数据进行集成，并对数据进行同步。将基本构建标准的数据信息和公共信息数据集成控制模块。该平台可以解决和分析新的信息和数据，并对其进行集成和存储，将整个水电厂的自动化和智能化转移到一起，有机集成和改进生产过程的实时监控数据和企业生产管理信息，完成水电工程信息的共享和合理利用，并提供全面的管理功能。此外，综合管控平台应与视频监控系统、运行智能管理系统等公共服务系统相结合，实现水电厂工作信息系统化和智能化。

结论

社会经济的快速发展使各领域生产经营建设电力需求量日渐增长，对水电站自动化、智能化改造水平提出了更高要求。相较于发达国家而言，我国水电自动化改造上尚且处于起步阶段，在智能技术应用期间一般存在较多问题。因此为平稳推动水电自动化改造进程，充分发挥出智能技术应用优势，还需要明确水电站智能化改造要点，结合水电站运营特征及要求，制定出专项可行的智能化改造技术方案。积极引进先进智能技术，分析并找寻出存在于水电自动化设施运行中的各类隐患问题，确保水电站能够始终处于安全可靠的运行状态。

参考文献：

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