淺談水利水電自動化技術的發展

李巧龍

【摘 要】本文通過回顧自上世紀80年代以來我國水利水電自動化技術的發展所經歷的四個階段，總結了這三十多年來我國水利水電自動化技術的發展，并結合當下水利水電自動化技術的發展熱點和趨勢預測我國水利水電自動化的發展方向。

【關鍵詞】水利水電 自動化技術 發展方向

【中圖分類號】TV7【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0427-01

一、 我國水利水電自動化技術的發展概況

眾所周知，作為清潔能源，水電具有無污染、可再生和運行費用低等優點。水利水電的開發不僅能減少生產污染、解決能源短缺問題，同時也能提高我國綜合經濟效益。在全世界不可再生能源日益緊張的情況下，水電開發日漸受到各國關注。

水電自動化作為水電建設的一部分，最早出現在 20 世紀 20 年代的美國、瑞士等發達國家。40 年代，水電站運行采取的是中控室和機房兩級值班。50 年代后期，工業發達國家開始實現無人值班，由上級調度所或梯級調度所遙控，而我國當時水電自動化技術水平比較落后，多數電廠還保留著兩級值班的模式。但是，自改革開放以來，我國水電建設取得了突飛猛進的發展。1979 年我國成功建立了計算機監控系統，實現了水力發電站的自動經濟運行和安全監控。隨著計算機技術的迅速發展，水電自動化技術也日益強大。水力發電廠通過建立計算機監控系統對電廠的運行進行自動化管理，依靠計算機強大的綜合處理能力，實現電網對其系統內運行的水利發電廠進行遠程監測、控制、通信、調配、管理，保證了電力系統運行的安全性和經濟性。計算機監控技術由20世紀80年代初的集中控制、功能分散模式，進入80年代的分層分布模式，并發展到90年代初的開放分布式模式。

1979年“全國水電站自動化技術經驗交流會”（古田會議）在福建省古田召開，進行水利水電自動化技術的經驗交流。這次會議的召開標志了我國加入水電技術自動化的浪潮中?？偟膩碚f，我國的水利水電自動化技術的發展主要經歷了一下四個階段。

1、摸索階段

上世紀60年代我國計算機自動監控技術開始發展，70年代該項技術開始被用在水力發電系統中。為了加快我國水電自動化技術的發展，我國于1980年組建了中國水力發電工程學會水電站電氣及自動化專委會和全國水電站自動化技術情報網，組織科研、高校、情報等多個單位的專家、教授以及技術人員進行大量的數據收集和國外先進科技情報采集，第一時間掌握國際水電自動化技術發展動向，并結合我國當時的水利水電工程情況與國外進行學術交流和考察，在技術上為后續研究打下了堅實的基礎。

2、試點階段

1979年制定的水電廠自動化科學技術發展7年規劃是我國水電廠監控技術發展的試點階段的開始。這次規劃要求水電站認真抓好基礎工作、提高水電站自動化工作水平，提升我國主、輔機和自動化元件的制造質量，加強各電站間的綜合自動化試點工作，加快自動化科研和試制基地的建設，加快引進國外先進水電自動化技術等。同階段開展的四個試點工程（富春江、葛洲壩、渾江梯級和永定河梯級）科研工作也獲得了不錯的成績，給后續的水利水電自動化技術的發展積累了豐富的經驗。

3、推廣階段

自水利系統引入計算機監控裝置以后，其在水庫中開始被廣泛運用。同時試點工程的成功給了我國水電自動化發展一劑強心針，我國各項水利自動化技術和規章制度已逐漸走向成熟。1987年召開的“全國水電廠自動化技術總結和規劃落實工作會議”以及1993年召開的“全國水電廠計算機監控系統工作會議”通過總結上兩個階段的計算機監控系統的發展經驗，強調應促進我國水利系統在自動化方面采用先進的計算機技術，使計算機自動化技術在水力發電方面進入到推廣實用階段。

4、提高階段

進入到20世紀，我國水電自動化技術已日漸成熟。其中國產化的程度和“無人值班”（少人值守）的實行都是我國水電自動化技術進步的標志。1998年開始，我國開始將國產的系統和應用軟件運用到我國的大型水利發電站中，其中三峽水電站就采用國產設備運營?！盁o人值班”也就是“少人值班”，是推動精簡人員、增加效益、提高管理水平的一項重要舉措，其基礎是良好的主、輔機設備和監控技術，它代表的是水電廠自動化發展的高水平。

即使經歷了三十多年的迅速發展，我國的水利水電自動化技術仍舊存在一些問題。主要有以下幾點：

1、缺乏統一規劃

缺乏統一規劃是我國各大小水庫存在的通病之一，由于水利系統的自動化技術建設時間比起國外較晚，習慣了傳統的運營模式，還未形成統一的規劃，還未建立起有效的運行機制。在當今這個計算機技術發展迅速的年代，水庫建設的工期過長，沒有統一的規劃將不利于全國水庫聯網管理。

2、監測手段和管理模式相對落后

我國各大水庫均是處于年降水量較大的地區，易存在安全隱患。但是我國的水庫對水位、雨情的監測和對可能存在安全隱患的設備（閘門、發電廠房、機組等）的管理較落后，極易引發安全事故。

3、水庫綜合自動化系統不能形成統一的網絡

我國水庫綜合自動化系統尚不能形成統一的網絡管理，原因在于水庫涉及的信息太多，如水質、水量、水情等等，目前水庫對這些信息的管理沒有一個統一的系統，很難實現信息共享，給水資源的統一配置、調度和管理造成了困難。

4、水庫自動化管理人才匾乏，管理不夠規范

在進行水庫自動化系統建立和完善時，水庫自身的專業人員往往受專業的限制，沒有辦法完成系統的運行管理。

二、 未來我國水利水電自動化技術的發展方向

水庫綜合自動化系統一個復雜的系統工程，其涉及的學科、工程眾多。隨著水庫綜合調度自動化系統的建設，水利水電自動化水平將得到不斷提高，其建設和管理要求也會日益嚴格。

這幾年我國水利水電自動化控制系統技術進步迅速、發展迅猛，整體水平已達到國際水準，并受到了國內用戶的肯定。針對三峽樞紐以上流域單機容量為100萬kW梯級電站的建設，應繼續開展巨型機組、特大型電站綜合自動化系統關鍵技術的研究工作，研究探討改進系統結構、網絡結構，優化系統配置，并通過采用新產品、新技術和最新研究成果來提高監控系統的可靠性和實時響應性能。

在國際市場方面，應進一步提高國產水電站自動化控制系統在國際市場的知名度，針對國外水電站的特點和實際需求來改進和完善系統結構、功能和性能指標，提高國產系統的競爭力，加大國產水電設備和軟件在國際市場的市場占有率。

為了實現流域梯級水電站集控中心自動化，應在建立流域數據庫和遠程集控的基礎上，開展數據共享、信息挖掘綜合利用工作，提高流域梯級調度管理的現代化水平，充分發揮水利工程的防洪減災與經濟效益，開發滿足發電、防洪及其他綜合利用要求的流域水庫調度決策支持系統，實現水力發電站的優化。

在遠距離引水工程調度自動化系統開發方面，應結合我國實際建設的需要，開展全線調度自動化系統運行管理關鍵技術的實用化研究和開發，提高我國全線統一優化運行管理和調度決策的自動化水平。

為使我國的供電結構合理化和多樣化，我國應加快大型的抽水蓄能電站建設。目前，大型抽水蓄能電站計算機監控系統基本上采用國外進口設備，價格高且不利于運行維護，缺乏售后服務。如今國產的系統已具備實現大型蓄能電站計算機監控系統的能力和水平，但卻沒有市場，因此我國應加強系統的實際運用。

三、結論

在經歷三十幾年的發展后，我國水利水電自動化技術的水平日漸提高，國產的系統與應用軟件也開始占據一定市場，但是仍存在一些問題。要想我國水電自動化技術早日趕上國際水平，我們應繼續加強技術人員的培訓以及制定更加完善的水電廠自動化方面的標準和規程規范，使我國水利水電自動化技術能以全新的面貌迎接國際水電大發展的大好機遇。

參考文獻

[1] 張修茂、騰梅，芻議水電廠計算機監控系統發展趨勢，黑龍江水利科技，2005，33（2）：43～43