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摘要：文章对水电厂电力系统中的自动化系统构成以及对水电厂电力系统运行的作用与意义进行分析，介绍自动化技术在目前水电厂电力系统中的应用情况，并对未来水电厂电力系统中自动化技术的发展进行展望。
关键词：发电厂；电力系统；自动化技术；运用
1引言
近年来随着我国经济的快速发展和人们生活水平的提高，我国社会的用电负荷不断增加。而在我国能源结构调整的过程中，水能以及利用水能进行发电的水电形式在我国能源结构中的地位越来越重要，不仅为缓解我国能源紧缺，而且为保护环境发挥着重要作用。而且在水电厂中现代化的智能电子技术等不断应用的同时，其自动控制系统逐渐普及且越来越成熟，促使水电厂向无人值守和无人值班的运行模式转变。但是在目前水电厂逐步应用自动化控制技术在不断提高自动控制水平的同时，也暴露出系统改造以及安全运行中的诸多问题，也成为新时期阻碍水电厂自动化控制水平提升的主要因素。
2电力系统自动化
目前水电厂中的电气自动化系统主要有以下三个部分构成；一是间隔层。在此层中，设备是按照分层间隔的方式进行设置，并且在开关曾进行保护与测控装置的设置，这样的设置就可以大大减少设备之间的连接，并确保设备的独立性。因此节省了二次接线的数量而降低了电厂的投资成本和后期的维护和检修成本。二是网络通讯层。其主要是由通讯装置。网络交换装置以及中继器装置组成，其主要作用就是保证各个设备之间的信息传递。三是站控层。此层的结构是按照分步开发的方式进行布置的，其主要作用就是实现对所有系统设备的监控。
在水电厂中进行电气自动化技术的应用其主要意义可以从以下两个方面进行分析：一是从市场经济方面来说，在水电厂中应用电气自动化技术可以充分发挥水电厂电力系统中各个电气设备的作用，加强各个设备之间的沟通和信息交流，而且还能促进电厂运行更加规范，并且在激烈的市场竞争中逐渐形成比较完善的发展模式。此外，此技术的应用还能实现对电厂电力系统运行全过程的监督和控制，通过对生产资源和成本资料的监督和控制来实现各种资源的有效利用，实现对各种资源的节约以及降低生产成本，从而推动电厂经济的发展。二是从生产效率方面来说，在水电厂中应用电气自动化技术不仅可以提高电厂电力系统中各个电气设备的运行效率，而且能够提高员工的工作和操作与控制效率，不仅节省劳动强度和成本，而且也缩短了员工的操作时间，因而大大提高员工的工作效率，从而实现电厂电力系统运行整体效率的提升。电厂中的决策者也可以根据电气自动化技术来掌握电厂的实时运行情况，从而可以根据负荷变化等来做出对电厂经济发展有益的正确的决策。
3发电厂电力系统及其自动化技术的应用
我国自改革开放40年来，各项科学技术取得了飞速的发展，尤其是进入本世纪以来，自动化控制技术也取得了较大的进步，并在各个领域中开始被广泛应用且发挥着重要作用。此技术就是通过特殊的控制装置和系统在没有人员值班或巡视的情况下按照一定的程序和规律对控制对象实现调节和控制，并确保系统的正常运行。此技术在水电厂中的应用，改变了水电厂传统的人工调节和控制的方式，大大降低了人工劳动强度，提高了人员的工作效率和系统的运行和控制效率，并且为提高水电厂的经济效益和促进水电站的自动化水平有着重要作用。目前自动化控制技术在水电厂中的应用主要体现在以下几个方面。
3.1专家系统的应用
专家系统是一种可以对复杂问题进行推理和求解的人工智能计算机程序，其在水电厂中的应用，可以根据水电专家的知识和经验对系统运行参数进行优化、对系统运行中对故障隐患进行判断，这样就可以提高水电系统的运行效率和水电厂的经济效益，而且可以降低水电厂系统运行中对故障概率，减少对机组进行检修与维护所消耗的资源和费用。
3.2模糊控制的应用
此技术是由模糊数学语言描述的控制规律来对系统工作进行操纵的控制方式。此技术主要是依靠人工操作经验规律进行控制，而且所以来的规律并不是精确的。但是此种控制方式可以将模糊控制和数字电视复用系统控制的优点进行结合，并实现对系统品质的改良。但是随着水电厂运行经验的丰富和专家系统知识的丰富，使得此技术在水电厂自动化控制中已经不再适用。
3.3神经网络控制的应用
此种技术是对专家系统和模糊系统的改良，并且集中了多门专业知识理论。此技术可以利用其非线性系统的表达能力和自适应学习能力对非线性系统的控制问题进行解决，使得此系统具有良好的控制性能，在目前的水电厂中具有广泛的应用。
3.4对发电机组运行的控制
在水电中电气自动化技术实现了对水电发电系统设备的智能管理与控制，大大减少了发电系统设备运行和操作中的人工劳动强度。而且由于智能化控制方式的实现，也提高了对其进行管理和控制的准确性，实现对工作命令的自行处理，提高了运营效率。而且电气自动化系统还能根据发电情况来对机组进行选择，确保机组在最小的能耗运行状态下发挥其最大的发电效益。此外，还能在机组运行中设备发生故障时实现自动切换来进行备用机组的开启，确保发电机组的正常运行。
3.5对发电机组等关键设备的运行进行监测
在水电厂中电气自动化系统的应用还主要表现在自动监测系统的应用，通过传感器技术等实现对设备和系统运行参数的收集，并传输给计算机进行数据分析和处理，分析其运行和参数变化规律来预测设备运行中的异常状况和故障隐患。并且在参数超出规定数值时发出警报来通知工作人员进行检修与维护，从而提高关键设备运行的可靠性，减少由于故障检修和维护所耽误的系统运行时间以及损失的经济效益。
4电力系统自动化的发展方向
4.1自动化控制系统的优化
正如前文所述，在目前水电厂的自动化控制过程中，已经逐渐有目前比较先进的状态预测、模糊控制、自适应以及人工神经网络等控制技术的应用。但是由于这些技术的技术含量较高、专业性较强，而且技术的应用也不够成熟、相关技术人员也较为缺乏，所以目前在电厂中的应用情况和应用水平各不相同，未来需要加大以上技术的研究和应用，并通过统一的标准和规范来提高整体的应用水平。此外还需要对自动化控制系统中的模拟量控制的品质指标和调节范围进行调高。而且自动化控制系统会更加的简化、通用性也会逐渐增强，并逐渐提高其运行的安全性和经济性。
4.2过程控制仪表
随着水电厂中的自动化水平的提高，目前越来越多的智能化仪表应用与电厂的热工控制系统中，而且逐渐将原有的过程控制仪表进行取代。目前所用的智能化仪表的主要特点就是基于FB的支持，并主要以各种智能变送器以及智能执行器的应用为主。此外随着人们环保意识的增强，在水电厂自动化控制系统中也增加了较多的对水电厂运行中污染物排放进行检测的仪表，而这些仪表通常具有较为复杂的功能和结构，增加了其操作以及检修维护的难度，所以未来也应该加强对这些类型仪表的使用以及检修和维护管理。
5结语
从经济层面上讲，在水电厂中应用自动化技术可以实现对电厂电力系统运行全过程的监督和控制，降低水电厂运行的成本、提高其运行经济效益。而且在生产层面讲也可以实现生产效率的提升以及人工劳动强度的降低。在水电厂自动控制中比较常用的就是专家系统、模糊控制以及神经网络控制等，而且可以实现对发电机组的控制以及关键设备的监测等，未来自动化控制技术以及系统也会不断优化，在智能控制仪表更加智能化的同时还要加强对各种智能化设备的检修与维护管理。
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