小水电站自动按水位优化运行的方法

1　概　述
　　建国以来，水利系统结合治水发展水电，已建成小水电站4．5万余座，装机容量达1920万kW，每年新增装机容量近120万kW，为国民经济和社会发展作出了极其重要的作用。我国中小水电站主要面向农村，分布在中西部的边、远、穷的农村地区，存在着小、散的特点，并且技术起点不高。随着社会主义市场经济体制改革的进一步发展，中小水电在蓬勃发展的同时，逐步暴露出许多亟待解决的问题，其中与技术密切相关的主要表现为设备陈旧，自动化程度低及元器件繁多、体积庞大、操作复杂，发挥不了应有的生产效益。
　　随着计算机技术、自动化技术的快速发展，小水电站可以自动按水位优化运行，更有效地利用水能。本文介绍一种水电站自动按水位优化运行的实现方法，并设计了一个经济、实用的水位自动检测电路，给出实际电站的运行调节效果。

　　2　系统组成与调节原理

　　监控系统，自动控制水库闸门开启进行调节来水量，并根据前池水位自动调节3台机组的负荷，保证前池水位不会太高而引起溢水。系统组成如图1所示。　　
　　公用设备当地控制单元（LCU4）把采集到的水位和水库闸门位置信号送到上位计算机（IPC），IPC对机组运行状态（包括是否已开机，有功、无功、出力多少及是否越限等）进行分析判断，然后给机组当地控制单元（LCU1，LCU2，LCU3）发出控制指令，由机组当地控制单元的PLC去执行相应的调节。当前池水位太高时，首先通过增大3台机组的出力来调节，如果3台机组都已满负荷运行而前池水位还太高，由控制水库闸门位置进行减少来水量。反过来，如果前池水位太低，首先通过增大水库闸门位置，当水库闸门全开，而前池水位还偏低时，自动减少机组出力，甚至自动关闭机组。根据前池水位，通过自动调节机组的出力来最有效地利用水能。

　　3　水位自动检测电路

　　为实现水电站自动按水位优化运行，本系统设计了水位自动检测电路，如图2所示。

　　图中可调电阻（RW1）根据实际电缆长度来调节，保证远传信号为20mA的电流信号，提高抗干扰性能；采用铜片作为水位检测接点。

　　4　实际运行调节效果　　

　　系统实际运行调节效果如图3所示，在8点半到9点半时，由于前池没有水，机组自动停机；在9点半到10点半时，根据前池水位，机组完成自动开机、负荷调节。由图3可见系统调节时超调少，速度快，只需1个振荡周期就稳定运行。