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      水電廠技術(shù)論文

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        水電廠技術(shù)是提高水電廠運(yùn)行效率的有效手段,下面是小編精心推薦的水電廠技術(shù)論文,希望你能有所感觸!

        水電廠技術(shù)論文篇一

        水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)探討

        摘要:作為水電站運(yùn)行管理的主要組成部分,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水電站的運(yùn)用提高了水電站的自動(dòng)化程度和經(jīng)濟(jì)效益。本文先對(duì)國(guó)內(nèi)外水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,介紹了水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的意義、技術(shù)特點(diǎn)及水電廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題與分析 。

        關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)監(jiān)控;監(jiān)控系統(tǒng)意義;監(jiān)控技術(shù)特點(diǎn);措施

        中圖分類號(hào):C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

        一、水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        1、提高水電站設(shè)備、電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、穩(wěn)定性

        計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能快速、精準(zhǔn)地反映水電站各設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和參數(shù),通過(guò)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和參數(shù)來(lái)判斷是否正常運(yùn)行,當(dāng)設(shè)備處于非正常運(yùn)行情況下時(shí),控制系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出告警信號(hào)以引起操作人員的注意或處理;當(dāng)水電站設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí),自動(dòng)控制系統(tǒng)能及時(shí)停機(jī),從而避免了故障的進(jìn)一步擴(kuò)大,以造成水電站設(shè)備的損壞,同時(shí)保證了水電站設(shè)備運(yùn)行的可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)備處于正常可靠運(yùn)行的情況下時(shí),計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)的電壓幅值和頻率大小,根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度的基本要求,實(shí)現(xiàn)發(fā)、供、用電的平衡調(diào)節(jié),進(jìn)而使水電站發(fā)出的電能的質(zhì)量和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到保障。

        2、加快水電站控制、調(diào)節(jié)過(guò)程

        計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)被運(yùn)用于水電站,可加快水電站、機(jī)組的調(diào)節(jié)過(guò)程。水電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯順序控制和調(diào)節(jié)規(guī)律、計(jì)算機(jī)硬件和軟件構(gòu)成,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯控制順序和調(diào)節(jié)規(guī)律,快速完成各個(gè)環(huán)節(jié)的檢查復(fù)核,大大加快了控制調(diào)節(jié)的過(guò)程,實(shí)現(xiàn)水電站、機(jī)組的控制調(diào)節(jié)。

        3、實(shí)現(xiàn)水電站優(yōu)化運(yùn)行,力求最大的發(fā)電效益

        由于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在水電站的運(yùn)用,使得水電站運(yùn)行的自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn),大大減少了人工對(duì)設(shè)備操作的工作量,減輕了操作人員的負(fù)荷,使水電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人或少人值班,進(jìn)而降低了水電站的運(yùn)行及發(fā)電成本。另一方面,促使水電站的優(yōu)化運(yùn)行功能較易實(shí)現(xiàn),讓水電站能根據(jù)優(yōu)化運(yùn)行方案給機(jī)組分配有用功和無(wú)用功,以保證機(jī)組高效的運(yùn)行。根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料表明,通過(guò)水電站的優(yōu)化運(yùn)行,可最大限度地利用水能,從某種意義上也就給水電站帶來(lái)了直接的經(jīng)濟(jì)效益。

        4、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作,采用選型的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)

        在常規(guī)控制中,電氣設(shè)計(jì)復(fù)雜度高,需向廠家提供原理圖、布置圖、各種繼電器的選型后才能成功訂貨,在采用了自動(dòng)控制設(shè)備集成后,設(shè)計(jì)者只需提供一次主接線、保護(hù)配置及自動(dòng)化要求即可,使設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試工作得以簡(jiǎn)化。

        二、水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)特點(diǎn)研究

        1、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)共享。

        水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是由上位機(jī)現(xiàn)地控制單元等計(jì)算機(jī)裝置組成,這些計(jì)算機(jī)均能獨(dú)立運(yùn)行,完成各自的控制功能,但要讓這些計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)工作,充分挖掘出計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的潛能,就必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,更好地對(duì)整個(gè)電站各個(gè)設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)電站的優(yōu)化運(yùn)行裝置共享水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)后,可以共享計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備裝置,以減少控制系統(tǒng)的設(shè)備投資,和維護(hù)工作量調(diào)度自動(dòng)化要對(duì)水電廠進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度,除水電廠內(nèi)部計(jì)算機(jī)及裝置組成網(wǎng)絡(luò)外,水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信,調(diào)度計(jì)算機(jī)將調(diào)度命令送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將電站各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)傳輸?shù)秸{(diào)度計(jì)算機(jī),并按調(diào)度的命令進(jìn)行調(diào)峰調(diào)荷運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)化是實(shí)現(xiàn)水電廠調(diào)度自動(dòng)化的必要前提。

        2、智能化水電廠

        計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)智能化,主要體現(xiàn)在對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的人工智能診斷,對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行操作指導(dǎo),對(duì)事故故障處理進(jìn)行的指導(dǎo)目前,人工智能診斷主要包括:①專家系統(tǒng)診斷法,專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量的專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng),它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),根據(jù)某領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行推理和判斷,模擬專家的決策過(guò)程,以解決需要專家處理的復(fù)雜問(wèn)題;②神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷的基本思想是以故障特征信號(hào)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入,診斷結(jié)果作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出;③模糊診斷法,利用集合論中的隸屬度函數(shù)和模糊關(guān)系矩陣的概念來(lái)解決故障與征兆間的不確定關(guān)系構(gòu)造隸屬函數(shù)是實(shí)現(xiàn)模糊故障診斷的前提人工智能診斷技術(shù)已經(jīng)被引入到水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中,劉曉波等等針對(duì)水電機(jī)組故障原因與征兆間的關(guān)系,建立了水電機(jī)組故障診斷模糊專家系統(tǒng),結(jié)果表明該系統(tǒng)推理效率高,可信度好梁業(yè)國(guó)等將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對(duì)發(fā)電設(shè)備故障診斷,證明此法是有效可行的。

        3、軟件組態(tài)化

        軟件組態(tài)化也是水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向之一,是一種模塊化的軟件,它具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)畫(huà)顯示上下限設(shè)置狀態(tài)設(shè)置各種實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖和歷史趨勢(shì)圖各種輸入輸出接口等功能組態(tài)軟件實(shí)際上是利用組態(tài)語(yǔ)言,通過(guò)控制算法構(gòu)成的軟件程序,而不需要用一條條語(yǔ)句或者指令來(lái)編寫(xiě)程序從本質(zhì)上講組態(tài)軟件是一種可重用的軟件,是將原有可重用的程序整合成新的程序事實(shí)上,組態(tài)軟件就是為適應(yīng)這種需要而開(kāi)發(fā)的對(duì)于不同的應(yīng)用對(duì)象,只需要改變數(shù)據(jù)實(shí)體即可從目前發(fā)展的情況看,組態(tài)軟件在水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中的使用是必然的,它的便捷性實(shí)用性已得到水電廠監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用人員的青睞

        4、控制無(wú)人化

        現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,無(wú)論是大型水電廠還是小型水電廠,許多電站都在實(shí)行無(wú)人值守,或稱為一人操作電站,即只需一個(gè)值班員就可以進(jìn)行電站的開(kāi)停機(jī)控制運(yùn)行操作控制無(wú)人化的最大優(yōu)點(diǎn)就是極大地減少了電站的運(yùn)行人員,減少了電站的運(yùn)行費(fèi)用等

        5、面向?qū)ο蠹夹g(shù)

        面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念是將客觀事物即對(duì)象,根據(jù)其共性進(jìn)行抽象,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)時(shí)只關(guān)注其本質(zhì)的特征,操作人員面對(duì)的是他們熟悉的設(shè)備對(duì)象(發(fā)電機(jī)變壓器開(kāi)關(guān)刀閘等符號(hào)),打開(kāi)這些對(duì)象可以看到有關(guān)的參數(shù),如與發(fā)電機(jī)有關(guān)的參數(shù)有機(jī)組轉(zhuǎn)速機(jī)端電壓有功功率無(wú)功功率等

        6、WebJava等新技術(shù)的應(yīng)用

        Web以及面向?qū)ο蟮腏ava等新技術(shù)將越來(lái)越多地引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)全面采用面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)技術(shù),人機(jī)界面采用跨平臺(tái)的Java實(shí)現(xiàn),它不僅給用戶提供了更方便地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的豐富多彩功能及生動(dòng)的界面,而且由于Web,Java等技術(shù)的采用,前臺(tái)操作員站的應(yīng)用支撐軟件大大減少,可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的瘦客戶機(jī)。

        三、水電廠自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題與分析

        1、自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的電源問(wèn)題分析

        通常在水電廠自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制層應(yīng)配備有兩種電源,即直流電源和交流電源。對(duì)于水電廠自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的外圍自動(dòng)化裝置以及LCU應(yīng)該采用交直流電源交互使用的方式,以便某個(gè)單電源出現(xiàn)故障時(shí)可以采取互相切換、互為備用的應(yīng)急供電方式。而為交直流電源裝置選擇電壓時(shí)要保證可以在一般情況下進(jìn)行交流電源供電、直流電源備用的方式,從而減輕直流電源供電系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。大量水電廠自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,UPS在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行,使用壽命較之正常情況要短促的多,并且以目前的技術(shù)UPS的維護(hù)是比較困難的。因此,這種運(yùn)行方式不宜采用,通常情況下可以采用在直流電源供電的基礎(chǔ)之上配備一臺(tái)逆變裝置即可。水電廠的自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主站級(jí)設(shè)備的電源運(yùn)行環(huán)境一定要達(dá)到國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),通常建議采取交流電源加逆變裝置的供電方式。這種方式安全、高效,符合我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)條件。

        2、自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與勵(lì)磁、調(diào)速系統(tǒng)接口的問(wèn)題與分析

        通常自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與自動(dòng)化設(shè)備采用DIO(開(kāi)關(guān)量)接口與通信兩種方式進(jìn)行。以DIO方式為例,由于其交換信號(hào)是對(duì)應(yīng)的,能直觀的反應(yīng)接線問(wèn)題,因此系統(tǒng)的調(diào)試與故障檢測(cè),但是它的缺點(diǎn)是接線較多,部分控制功能如有功與無(wú)功調(diào)節(jié)都必須在LCU中進(jìn)行PID程序的調(diào)節(jié),假如出現(xiàn)PID的數(shù)據(jù)參數(shù)不正確就很容易造成調(diào)節(jié)性能的不穩(wěn)定。

        結(jié)語(yǔ)

        隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)同樣也在迅速發(fā)展,新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制裝置軟件等不斷涌現(xiàn)使得水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)主要朝著網(wǎng)絡(luò)化智能化人性化軟件組態(tài)化控制無(wú)人化方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)大大的增加了水電廠的運(yùn)營(yíng)效率,帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,我們要加大水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的研發(fā),爭(zhēng)取得到更大的發(fā)展空間,促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]謝云敏.水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.

        [3]王定一.水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)視與控制.中國(guó)電力出版社,2000.

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