基于智能技术的水电厂电气自动化控制方法

王明发

（沈阳蓝通工程分公司 辽宁省沈阳市 117101）

在工业大力发展以后，现有的水电厂电气自动化控制方法难以达到预期的稳定性要求，无法供应一片地区的电力稳定运行，因此将智能技术应用于水电厂电气自动化控制技术中。智能技术是一种十分具备系统性的技术，其内包含自动化控制、信息收集与处理、计算机语言等多个专业领域的知识，能够应用在各个领域，具备十分广泛的应用前景[1]。在电气自动化控制领域，智能技术大多侧重于对人工智能机器设备的应用，以无人化操作为前提，实现对水电厂电气自动化的精准控制。通过对原有自动化设备的智能改造，使之逐渐成为今后电气工程建设与发展的主要方向。传统的水电厂电气自动化控制方法大多由于自动化响应能力的提升，而忽略了智能稳定效果，从而导致了大多数的自动化设备都难以稳定高效地维持供电，因此本文基于智能技术研究水电厂电气自动化控制方法。

1 基于智能技术的水电厂电气自动化控制技术研究

1.1 电气自动化驱动智能处理

智能技术相对于传统的电气自动化控制器在电气稳定性方面具备极大的理论优势，在实际应用过程中也能够弥补传统自动化设备存在的一些缺陷。如果水电站的控制智能系统需要控制的对象较多，现有的自动化控制设备就很难对其施行有效的控制，对水电站的整条电气生产体系也会产生不利影响[2]。因此将智能技术应用在水电厂电气自动化控制体系中，能够实现对电气自动化工程的稳定控制。其具体的应用流程如图1所示。

在如图1所示设计主控元件与电路管道的过程中，还可以建设一个能够精准跟随主控系统实现预期目标的控制系统，作为提升水电站电气自动化控制稳定性的反馈机制，即为伺服系统[3]。直接通过智能技术与主机交流的驱动服务器最主要的特点就是能够精确快速地与驱动器变频系统交流，构成交流励磁伺服电机系统。这是变频技术的一个延伸，将能够受到电极控制的交流电转换为变频模拟直流电，再通过变频系统转换为晶体管的载波逆变PWM（Pulse Width Modulation）调节频率。由上文所述的伺服系统承载变频技术，将交流电外部的驱动器电流环与位置环进行对比分析，以此设计出新的更准确的控制算法，从而实现更加精准的水电厂电气自动化控制。在此过程中，可以得到电气自动化驱动的运行速度曲线。在施行智能技术在水电站电气自动化控制的过程中，通过仪表运行速度的下降幅度与电气自动化控制稳定性的响应时间可以计算得到鲁棒性变化的波动角度，从而通过智能技术调整水电站中的电气工程运行频率，进而提高自动化控制的整体稳定性和运行效率[4]。

与此同时，这种基于智能技术的自我调节需要能够结合水电站电气自动化系统的实际需求和当前的运行状态，并缩短反应时间，以便自动化设备能够及时做出正确的反应，这个反应的过程就是本文研究的重点[5]。如果能够将反应时间和运行效率控制在一定的范围内，就可以直接确定水电厂电气自动化设备智能操控的确切实现。

图1：基于智能技术的水电厂电气自动化控制技术流程

图2：电气自动化比例示意图

1.2 基于智能数字处理技术的自动化控制方法

基于上文中电气自动化驱动智能处理过程，将智能数字处理技术完全与水电厂电气自动化控制方法相结合，对该自动化设备进行全面控制。此种新型控制方法能够得到较为直接且理想的控制效果，但是想要完成稳定性的优化，就需要进一步进行控制能力提升的改进。该智能数字处理系统将自动化设备作为一个不做限制传动机制，通过曲线进行维护和处理，作为智能数字处理技术的动力源，使之应用于水电厂的电气自动化稳定处理中，并构建如图2所示的电气自动化比例示意图。

如图2所示，将这样的电气自动化比例示意图作为智能数字处理系统中的动力和变速装置，能够精准地确定自动化控制设备运行的状态。并随时提供智能系统接下来所需要进行的工作步骤和速度位置信息，也可以尝试将图3中的电压信号源转换为能够变速的矩阵。智能数字处理系统的转速受到信号输入设备的影响，以响应时间作为执行依据，当智能数字处理系统具备时间短、稳定性高、初始电压低等特性时，完全能够将收集到的信号转换成为电极输出的角速度，以增强水电厂电气自动化控制装置的稳定性。因此智能数字处理系统具备极强的驱动特性，只有当位置和速度的信息无法调节其稳定性时，才能够以高速闭环系统作为转换处理机制。由此可知，智能数字处理系统的电气反馈和机械反馈都能够显示其稳定平衡能力，设计者可以以此作为电气自动化控制方法是否完成优化的证明。

2 实验设计

表1：实验结果

2.1 实验准备工作

本实验对上文中的水电厂电气自动化控制技术进行模拟仿真，并通过与传统自动化控制技术的对比，判断文中自动化控制技术是否达到预期的稳定性效果。使用触屏端口作为控制界面，其中将siemens TP170A 自有的Protool 作为后台软件，通过其中的一些功能实现水电厂电气的参数模拟与选定。主机登陆之后，首先设定水电厂电气的基本供电参数与计量符号，将触屏端口与PLC 通讯频道串口连接。而通过外界通道设定的显示参数需要全部传送到PLC存储器中，并在PLC 管道无法控制电气的自动化运行时作为备用通道读取数据。然后根据触屏端口的默认密码重新编写模式代码，将其中智能性较强的几项有选择性地发送到电脑主机的驱动器中。最后将触屏端口的PLC 端与协议端建立通讯，将触屏的8 孔接口连接在D 型区域。为保证实验结果的准确性，构建15 个模型进行多次实验，最后通过反复测定取平均值，以降低实验结果的偶然性。

2.2 实验结果分析

详细记录上文中实验的各项数据，并通过Matlab 软件进行数据整理与分析，得到如表1所示的实验结果。

如表1所示，在使用常规方法进行水电厂电气自动化控制的过程中，波形的峰值和峰谷波动幅度较大，明显高于本文方法。且零点误差值约为2.96ms，比本文方法的零点误差2.65ms 高0.31ms。由此可见：使用基于智能技术的水电厂电气自动化控制方法在稳定性方面优于传统方法。

3 结束语

水电厂中电气自动化控制设备的稳定运行关系到整个水电厂的正常供电，因此想要安全稳定地供应一片地区的电力，就需要最大限度地保证自动化控制设备的稳定，本文利用智能技术对此进行了优化处理。实验证明了文中设计的自动化控制方法具备更加稳定的数据，更适合应用在水电厂中，为电力供应提供帮助。