王勇德
国家电投集团江西电力有限公司上犹江电厂
摘 要：自动控制技术已经在很多领域得到了应用，水电站电气工程建设应该将自动控制技术引入进来，根据水电站建设的实际需要建立起自动监测平台，保证水电站电气系统的稳定运行。本文对自动化技术在水电站电气工程中的应用进行分析，并对自动控制技术的发展方向进行了展望，可供相关人员参考。
关键词：自动控制；水电站；电气工程项目
在进行水电站电气工程施工建设时，采用自动化技术可以对水利发电装置进行技术改进，提高水电站自动化控制水平，也可以在无人值守的情况下保证水利发电系统正常运行，提高水电站整体发电效率，防止由于人为操作失误引发停电事故，更好地保证发电质量，进一步提高水电站整体经济效益。因此，自动化技术在水电站电气工程建设中具有重要作用，需要从不同的方面进行分析与探讨。
1自动化控制技术
当前，自动化控制技术已经在很多领域得到了应用，与计算机技术、信息技术进行结合，自动控制水平和信息控制水平在不断提高，具有很高的工业应用价值。水利水电行业对自动化控制水平要求较高，很多继电保护、二次仪表等都采用了自动控制技术，具备对电气系统的监控功能，可以显著降低工作人员劳动强度，提高电气系统控制效率。随着电气控制元件制造标准的统一，很多自动控制元件的通讯协议都具有通用性，可以满足大型控制的要求，对创建统一的自动控制平台提供了技术条件，解决了不同自控元件厂商协议和结构不一致的问题。单片机、PLC控制技术为实现水电站自动控制提供更为硬件基础，自动控制系统开发效率得到进一步提升，也可以降低自动控制系统成本，对促进自动控制技术的应用起到了促进作用。
2自动化技术在水电站电气工程中的应用
2.1用于对油、水、气等方面的控制
自动控制技术应用于水电站电气工程建设，需要不同部门员工都应用自动化技术进行控制与管理，提高水电站运行的可靠性、稳定性，保证发电设备的正常运行，对监测到的故障进行及时报警。水电站中的油、水、气是发电系统运行的物质条件，自动化控制技术需要应用传感器对油泵运行状态进行实时监测，发现油品不合格或油泵运行状态异常，可以通知维护人员进行检修，提高油泵运行性能，保证油泵持续稳定运行，延长油泵的使用寿命，有利于降低设备维护成本。对水电站进水流量、出水流量进行监测，根据水利发电条件决定机组投入数量，避免造成发电资源浪费。一些机构需要采用气动控制，由自动控制系统发出控制信号驱动气动电磁阀，根据控制指令来完成控制动作。油、水、气的控制需要注重细节，避免出现控制错误。
2.2 PLC控制技术应用于涡轮螺旋桨
很多水电站采用的轴流转桨水轮机有着很好的控制协调性，可以根据控制要求来提高水轮机运行效率。水轮机的水头、水位会由于流量而发生改变，需要根据发电参数通过PLC控制对水轮运行状态进行实时调整，PLC控制器会根据监测到的水轮机内部过行信号发出控制信号，这样可以通过逻辑运算来对速度进行调整，也可以通过通讯接口获取到运行信号。如果下游水位发生改变，可以通过手动/自动控制方式将叶片组织进行控制，将水轮机叶片进行最优组合，通过调整叶片组合曲线，使水轮机涡轮螺旋桨速度进行控制。
2.3 PLC控制技术应用于水库电站调速
水库水电站在正常运行过程中，水头会产生较大的波动，会使得汽轮机液压装置运行不稳，如果存在水头减少现象，汽轮机液压调节器无法保证水利发电机组以额定转速运行，会对水电站发电量和质量造成不利影响。可根据水头变动情况，对水库式发电站调速器采用PLC控制，对原有调速器进行改进与完善，可以对水头高度进行合理调整，控制发电机组的启停，保证好水利发电质量。
2.4 PLC控制技术应用于水电站橡胶坝
随着人们对用电需求的不断变大，很多水利资源丰富的地区都建设了小型的水电站，橡胶坝具有很好的蓄水、节水和发电功能，可作为水电站拦水构筑物，但该种坝在使用过程中还在很多问题。比如，坝顶产生溢流会导致共振现象，坝袋与坝体间基础会受到强烈地摩擦，容易使坝袋产生破损。受到环境温度影响产生热胀冷缩，存在着自排、泄漏等也会使坝袋内外产生压差，从而超出规定的压差值，或者由于坝袋高度较低，使溢流变大，这样就会减小落差值。所以，采用PLC控制技术对橡胶坝升降进行状态监测与控制就变得愈加重要，一些水电站结合具体生产状态研发出PLC小型自动控制系统，可以满足水电站电气工程的需要，也可以根据实际应用修改控制指令和上位机界面。
3自动化控制效果分析
3.1提高水电站运行效率
自动控制技术的应用会降低工作人员的劳动强度，也可以起到节省人力成本的作用，方便对水电站内多种设备的监控，可以避免人员操作失误引发的运行故障，保证水电站发电设备的正常运行，提高水电站运行效率和自动化管理水平，使水电站内设备向着高效化、标准化方向发展。
3.2提高水电站发电质量
应用自动化控制系统可以对水电站发电设备运行状态进行监测，可以为电力设备的维护与调整提供数据支持 ，保证水电站发电设备的稳定运转，保证输出电能的电压、频率达到标准要求，使电气系统中的有功、无功功率得到合理分配，可以起到提高发电质量的效果。自动化技术可以对监测到的设备故障进行记录，如果出现异常便可以向工作人员发出报警信号，可以提示及时处理出现故障的发电设备。
3.3提高水电站运行效益
水电站电气工程建设中引入自动化控制技术，可以结合信息技术对电力设备运行情况进行记录，也可以实现无人值守，一些人员无法进入的部位可以采取自动控制方式，电力设备的自主运行可以降低运行成本，提高水电站整体运行效益。
4技术展望
4.1统一管理平台
水电站动自动化控制要求不同，使得自动管理系统和监控平台有着很大的差异，不同水电站实现数据共享和联动联控还存在着困难，无法满足统一管理平台的要求。同时，监控平台维护费用也比较高，很多通讯接口无法实现兼容，存在着资源浪费问题。随着自动控制技术的不断发展，不同自动控制厂家的技术壁垒必然会被突破，自动控制平台会向着统一化方向发展。
4.2网络通用化
当前，自动控制器件的通讯并没有统一，比如，有的厂家采用RS485串口、CAN接口、以太网口，同样的硬件接口还要求收、发方都具备同样的通讯协议，这样才能完成数据的传输。通用化网络是自动化技术的发展方向，可以使不同的自动化资源实现优化配置，不同监控平台间可以实现信息共享，可以达到水电站电气系统联动联控的要求。同时，网络通用化还可以提高数据传输效率，为实现高效控制提供技术支持。
4.3节能环保
环保节能是我国大力推行的政策，是解决当前能源浪费的重要举措，水电站电气工程建设也应该注重环保节能，自动控制技术也会向着环保节能方向不断发展，可以降低水电站运营成本，降低碳排放量，为企业创造更多的效益。
5结语
综上所述，将自动控制技术引入到水电站电气工程建设中来，可以进一步降低工作人员劳动强度、减少后续的资金投入、提高自动化管理水平，也可以防止运行过程中发生故障，提高水电站整体运行效率，供电质量也可以到进一步提升，需要根据水电站实际情况，建立起自动化监测控制系统，保证水电站的稳定运行。
参考文献：
[1]周九道.自动化技术在水电站管控方面的应用[J].红水河,2020,39(06):117-119.
[2]张宝成.关于两会沱水电站电气自动化应用问题的研究[J].通信电源技术,2020,37(05):273-274.
[3]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.
[4]周检保,胡松军.水电站电气自动化应用不足点分析及解决措施[J].中国设备工程,2019(16):191-192.
[5]晏迎秋.自动化技术在水电站电气工程中的应用及展望[J].陕西水利,2019(07):139-140.