魏佳琪
兰州市大砂沟电力提灌工程管理处 甘肃兰州 730030
摘要：我国水资源含量不足以及水资源在全国范围内分布不均匀的问题越来越严峻，大多数地区开始利用泵站实现对水资源的合理调度，以便满足各地区的用水问题，维护社会的和谐与稳定。泵站在运行期间需要泵站机组的有效调配，近几年泵站的自动化控制建设越加完善，其在运行过程中的能耗问题也逐渐受到各界的重视，有必要加强低压节能技术的应用，减少资源浪费的问题，以便实现更大的经济效益与社会效益。基于此，本文就泵站自动化控制中的低压节能技术进行了分析。
关键词：泵站；自动化控制；低压节能技术；
引言
泵站是能提供有一定压力和流量的液压动力和气压动力的装置，目前自动化控制技术也已经成为泵站机组中机械设备常用的控制技术，但是泵站运行期间产生的能源消耗问题也越来越严峻，随着可持续发展、绿色发展理念的不断深入，泵站在自动化控制中也需要重视起低压节能技术的应用，以便实现该行业的可持续发展。
一、搭建泵站自动化控制平台
（一）基于泵站的结构特点匹配电自动化技术
泵站是水利建筑物建设期间关键的关节，其主要由电机、水泵和相关辅助设备组成，其中电机可以是同步电机或者是异步电机，主要作用就是提供抽水运行动力，辅助设备负责保障电机和水泵的安全运行。相比于常见的水利发电，泵站必须要依靠电机才能够运行，电机运行期间需要大量的电能来克服重力势能，并增加水流的动能，因此当用水面积越大、抽水高度越低的时候就会消耗较高的电能，电能消耗越高则表示泵站的经济效益月底。除此以外，泵站的使用季节性较强，比如用于灌溉或排涝的泵站在夏季使用次数较高。除此以外，泵站在运行期间还会受到当地的环境、水质等方面的影响，电机无论有无负载，无论负载大小，转换成重力势能和动能所消耗的电能恒定不变，造成了泵站电能的浪费，不利于其经济效益的提升，甚至会会导致电机出现损耗。因此需要基于泵站的结构特点匹配电自动化技术，该技术手段主要是利用信号的传递来实现泵站供电系统变电、发电自动化切换，其运行管理的全过程都可以借助计算机管理系统完成，从而给泵站的低压节能奠定了良好的基础。
（二）划分泵站自动化控制单元
泵站自动化控制平台由不同模块共同组成，各个模块相互独立并发挥出不同的作用，但是其在实际动作发出的时候也会具有一定的顺序性，最终会组成泵站自动化闭路循环单元。在自动化控制技术应用的基础上，还需要划分泵站自动化控制单元，多个控制设备共同控制泵站不仅可以降低泵站的故障概率，还能够有效转移风险。
在泵站自动化控制单元的划分过程中主要是以泵站的工作原理为依据，将其划分为分层分布式结构，分为三个级别，即管理级、控制级和现场级，然后通过各个级别形成的封闭回路实现泵站数据的传输和调度等。其中管理级自动化控制单元由泵站管理信息系统、网络服务器、操作员控制单元、工程师控制单元组成；控制级自动化控制单元由PLC组成；现场级自动化控制单元由变压器控制单元、站变管理单元、励磁管理单元、主机管理单元以及馈线管理单元组成。具体如下图1所示。
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二、泵站自动化远程控制流程设计
现场级自动化控制单元主要负责的是现场数据的采集，包括现场水情数据、电机中电流、电压等信息、水泵压力与温度等以及相关辅助设备实际的运行工况等方面，然后将这些数据在第一时间传递给控制级自动化控制单元。在控制级自动化控制单的作用下，其可以将这些数据信息转化为可视化数据信息，管理级泵站操作人员能够根据这些数据信息的正常或者异常情况判断故障或者能耗过大的运行操作指令等，保证泵站在自动化控制上也可以实现节能。同时还能够及时发现泵站运行中的故障问题，确保泵站的安全、可靠运行。
在泵站自动化控制平台的支持下，泵站的各项数据信息会经过数据采集与处理得到完整的保存，并以此来监视泵站的运行情况，确保泵站各方面的运行效果可以满足实际需求，可以说泵站自动化制平台，结合泵站自动化远程控制流程，实现了泵站自动化控制，为泵站的低压节能奠定了基础。
三、泵站低压节能硬件技术分析
泵站的低压节能技术的实现除了依赖于软件的最优化运算外，还依赖于低压节能硬件的实际操作和运行。主要包括低压线路转换终端层、综合节能装置和低压线路综合控制主站层三个部分，在此基础上各个部分可以相互协作，保证泵站的节能效果。
（一）低压线路转换终端层分析
低压线路转换终端层可以对自动化控制系统采集的数据进行周期性的取样，经过对比、筛选后选出最优的数据信息上传到综合节能装置中，并借助综合节能装置进行反馈指令的传达和控制命令的执行。而且低压线路转换终端层使得相关自动化控制系统的互联网通讯模块得以优化，区域内水资源调节调度工作也更加的稳定。
（二）综合节能装置分析
综合节能装置是实现低压节能算法的基础。其主要的作用就是接收线路转换终端层的各种信号以及反馈系统软件的各种指标和结果等方面，因此也被称作低压节能技术中的中间层。综合节能装置分为智能控制单元、无功率反馈单元、通讯单元三部分，其中智能控制单元主要作用是采集终端层的各种信号参数，通过低压节能运算标准实现各个参数的标准化，其中关的参数可以进行下一步的处理，无关的则是反馈到无功率单元中；无功率反馈单元用于接收智能控制单元中筛选出的低压节能无关参数，可以直接终止与无关参数相关的运算或操作，从而起到节能的效果；通讯单元接收终端层反馈的相关参数，通过最优运算以及通讯单元来实现实际运行操作指令的下达。
（三）低压线路路综合控制主站层分析
低压控制主站层是低压线路综合控制的核心装置，其主要作用就是接收各类参数和指标，然后对比筛选参数并进行运算，然后将收到的信号划分为优化数据和无关数据，再将其反馈到低压线路控制终端层和综合节能装置的无功率反馈单元，最终就能够实现自动化控制的数据低压节能处理。平台数据主要是通过主站层进行处理和分析，主站层会对这些数据实施运算处理，并且通过数据监测来及时发现耗能高、过程多、相关性差的运算和操作，并且通过发出终止命令来保证节能效果。
结语
综上所述，泵站的运行水平直接关系到区域用水质量，但是泵站运行期间产生的能源消耗问题也严重影响了泵站的经济效益，因此应该重视起自动化控制中的低压节能技术的应用，从而可以提高泵站工作效率并减少能耗，在本次研究中，通过搭建泵站自动化平台，设计泵站自动化远程控制流程以及泵站低压节能硬件技术来有效提高了其经济效益与社会效益，对当前的水利行业的发展有着十分重要的作用。
参考文献：
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