浅析智能技术于水利水电自动化中的应用策略
摘要
关键词
智能技术;水利水电;自动化技术;应用
正文
引言
工业的快速发展给社会大众日常的工作和生活带来极大便利的同时也给环境带来巨大的污染,环境的不断恶化、资源的不断挖掘都深深震撼着人们的心灵,其中较为严重的是水污染和水资源的匮乏,这使人们更加深刻认识到发展水利水电工程的重要性。电气自动化技术作为一门新型技术,水利水电工程建设中发挥出重要性。
1智能技术的基本概念与发展历程
智能技术是基于计算机科学、机器学习、人工智能等领域,旨在模拟、扩展和延伸人类智能能力的一种先进技术。它使计算机或机器具有识别、理解、学习、推理、决策等智能行为,并能根据环境和任务自主行动或解决问题,通过特定的方法、理论和应用系统。同时,智能技术有着悠久的发展历史,其概念最早可以追溯到50年代。1950年,英国数学家Alan•Tulling提出“TullingTest”,为评估机器智能打下基础。1956年,在Dartmouth会议上正式提出“人工智能”(AI)一词,标志着作为独立学科的人工智能(AI)的诞生。随后,智能技术经历多个发展阶段,从以逻辑和规则为基础的专家体系,到以机器学习为基础的统计方法,再到深度学习技术的整体兴起。
2智能技术在水利水电自动化中的应用策略
2.1监控系统智能化
智能技术在水利水电自动控制方面的应用战略当中,通过对先进传感网及物联网技术的集成、水资源的实时采集以及水量的分析和水的流量、压力及温度等的高速,使监视体系可以对各种水利水电项目的各项运行数据,进行实时采集、高速加工、智能分析等功能。该系统可以利用机器的学习,以及深度的学习算法来为决策者提供确切的决策支持,从而对异常数据进行自动识别以及预测潜在的危险,并且及时发出预警信号。另外监控体系的智能化还可以做到遥控以及自动调度,通过对远程控制的系统和智能调度算法的集成,使经营者能够在远离现场的情况下,实时地监视并远程控制水利水电项目的各项,从而来保障项目的安全、稳定地进行运行。
2.2控制装置自动化
2.1.1调速器、励磁系统等自动化装置的应用
在水利水电自动化系统中,实现对水轮机转速精确调节的自动化应用,调速器作为水轮机的重要控制设备。调速器通过整合先进的感应器和执行机构,可实时监控水轮机的运转状况,并自动调整导叶开度或桨叶角度,如电网负荷变化、水位波动等外界状况,使水轮机维持在最优工况下运转。此举不仅提高水力发电站的发电效率,并且使机组的磨损和能耗得到有效降低,同时也会使设备的寿命得到延长。励磁系统是发电机的重要组成部分,它的自动化应用对保持发电机电压稳定,提高电网运行质量具有十分重要的意义,因此,励磁系统对发电机的自动化现代励磁系统通常采用微机励磁调节器,为保持发电机电压在额定范围内波动,通过对发电机端电压、电流等参数的采集,对励磁电流进行实时计算和调节。
2.1.2 自动化保护装置在故障处理中的作用
自动化保护装置作为控制装置自动化的重要组成部分,在水利水电自动化系统中,通过对电气设备的运行状态及电力系统参数的实时监控,使故障发生的时刻能够很快做出反应,自动切断故障电路或调整系统运行模式,从而有效防止故障扩大,保护设备和电网免遭进一步损害,从而使自动化保护装置在电力系统中发挥重要作用。同时,在自动化保护装置的应用中,不但提高故障处理的及时性、准确性,而且使人为干预的危险性及费用明显降低。在水利水电工程中,由于电气设备众多、运行环境复杂,一旦发生故障,往往伴随着严重的短路、过载、接地等问题,如果处理不及时,就有可能造成严重的后果。
2.2数据通信与网络技术的融合
2.2.1实时数据传输与信息共享
在水利水电自动化系统中,水利水电工程的各项监测数据,如水位、流量、机组运行状态、故障报警信息等,得以在毫秒级时间内从现场设备传输至中央控制室或云端数据中心。借助先进的网络协议和数据处理技术,这些数据被高效整合、分析和存储,为决策者提供全面、准确、实时的信息支持。同时,数据通信和网络技术的相互融合,也推动信息共享程度的加深。部门间、层级间的信息壁垒被打破,跨部门、跨地域的协同运作,通过授权,各级管理人员、技术人员甚至外部合作伙伴都可以访问到需要的数据和信息。
2.2.2 云计算与大数据在数据分析中的应用
在水利水电自动化系统中,在大云端,强大的计算能力、存储资源使大数据加工成为可能。云计算平台利用先进的资料分析算法和模型,对来自水利水电项目的各种资料进行深层次挖掘和智能分析,从而将隐藏在数据背后的规律及潜在价值揭示出来。同时,云计算的弹性扩展能力使数据分析系统在保证数据分析及时性、准确性的同时,能够很容易地应对数据量的快速增长和计算需求的动态变化分析数据的扩展能力数据。
3智能技术在水利水电自动化中的发展趋势
3.1智能电网与水利水电自动化的结合
在智能技术在水利水电自动化中的发展趋势中,智能电网与水利水电自动化的深度融合正成为引领行业变革的重要力量。水利水电自动化系统不仅能够更精准地控制水资源的分配和利用,提高发电效率和能源利用率,还能与电网实现无缝对接,实现电力生产和消费的智能匹配。智能电网的引入,使得水利水电工程能够根据电网需求灵活调整发电计划,参与电网的调峰调频,为电网的稳定运行和可再生能源的接入提供有力支持。同时,智能电网和自动的水利水电一体化,还促进能源因特网的建成和智能发电的建设。通过搭建能源互联网的各个方面的内容:包括发电、输电、配电和用电等各个部分,从而为水利水电行业的智能化转变及可持续发展,实现对能源信息的综合感知、动态监视以及智能决策提供广域发展空间。
3.2 自动化中物联网、区块链等的运用前景
物联网技术通过对大量传感器以及智能设备的配置在水利水电自动化中的发展趋势中,将水、工建筑物以及电力设备等关键要素实现实时监控及智能管控,从而极大的提高系统的自动水平以及反应的速度,是物联网在水利水电系统中发展的一个趋势,也是目前我国目前国内比较普及的一个发展现状。并且由于区块链技术的特点,其去中心化,不可篡改,在水利水力发电系统中,为数据共享,交易结算,以及安全管理等提供一条新的解决办法。
IoT技术的应用使水利水电自动化系统在提高工程运行的安全性和可靠性的同时,对环境的变化进行实时感知和响应,从而达到水资源的精确调配和高效利用。
4结语
综上所述,在水利水电自动化方面应用的战略是智能技术,在系统自动化水平和运行效率得到提高的同时也使系统的安全可靠性得到增强。水利水电自动化系统是通过集成物联网、大数据以及云计算等先进技术来实现水资源和电力的实时监视,为产业的智能化改造及可持续发展提供强而有力的支撑的智能控制及调度系统。在将来随着智能化技术以及一体化应用的不断推演与应用,给水电一体化系统构建一个清洁低碳,高安全,有效的系统,为水电自动、以及提供强有力的动力服务。
参考文献:
[1]鹿钟元.电力系统自动化中智能技术的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(05):205.
[2]魏金武,邹建威,周宇楠.电气自动化在水利水电工程中的应用——以某水利水电水闸建设工程为例[J].工程技术研究,2022,7(21):73-75.
[3]沈丹凤.电气自动化技术在闸门及水库调度中的应用[J].中国设备工程,2023,(08):239-241.
作者简介:张禹 1997.7 男 汉 安徽省宣城市绩溪县 专科 助理工程师 研究方向:水利水电工程管理
...