电力技术在水利工程中的应用分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：水利工程在我国经济发展中具有重要的作用。水利工程在施工的过程中面临的环境较为复杂，需要保障水利工程在施工过程中的电力保障。为此本文首先分析了水利工程中的发电技术和供电技术，并对电力技术在水利工程中的应用情况进行了分析。
　　关键词：电力技术;水利工程;应用
　　水利工程涉及到的技术方面较广，不仅包括建设施工技术、水利控制技术，电力技术在水利工程中也具有较广的应用，涉及到水利工程施工的全过程中。本文主要从自动化控制技术、机电一体化技术、供电技术、发电技术等内容，其中对于发电技术，本文主要考虑到水利工程的施工环境和施工条件，介绍了风光互补发电技术，可以为水利工程提供较为可靠的电力供应保障。
　　1 电力技术概述
　　1.1 自动化控制技术
　　自动化控制技术是随着科技进步和工业生产需要而逐渐发展起来的先进技术，自动化控制技术未来的发展趋势是和其他相关技术相结合，将自动化控制技术应用在其他行业中。随着自动化控制技术的发展进步，智能化控制技术逐渐在多个行业中得到了应用[1]。此外，自动化控制技术和水利工程技术两者之间也存在一定的相似性，将两者进行结合可以使水利工程施工技术变得更加智能化。智能化符合未来水利工程施工技术的发展方向，自动化只是智能化概念的一部分，智能化不仅包括自动化，还包括感知、分析、思考、判断、决策者等与智能化相关的技术。
　　1.2 发电技术
　　水利工程在施工过程中需要大量的电力供应，但水利工程的施工环境一般较为偏远，如在偏远的山区或者通电困难较大的地区，则需要就地进行发电，以满足施工过程中的电力需求。近年来，随着可再生能源发电及控制利用技术的提高，尤其是风电和光伏两种技术较为成熟的发电技术，目前已经在我国的电力领域中得到了广泛的采用，具有较强代表性的为微电网技术。在水利工程施工区域中，可以利用风光互补发电技术，构建微电网系统，保证施工过程中的电力需求。
　　1.3 供电技术
　　如果水利工程施工的地区具有较好的供电环境和供电条件，可以通过设立一定的施工专用变压器，直接并入大电网为水利工程施工进行供电，但应做到不会造成上级变压器重载或过载。若不满足施工专用变压器直接接入的条件，可以通过架设一定的供电线路的方式，为水利工程施工进行供电[2]。对于变压器容量的选择方面，需要考虑到该工程具体的负荷大小情况，合理选择合适容量的变压器和线路线径。施工完成之后，需要拆除该施工临时变压器，以降低对大电网的影响。
　　2 水利工程中的电力技术
　　2.1 机电一体化技术
　　电气控制技术在机械工程领域中的应用较为广泛，近年来的机电一体化技术的在多个行业中都具有应用。水利工程在施工的过程中，需要采用较多的先进的机电一体化设备，以提高施工的效率和施工的质量。机电一体化产品可以分为控制系统和执行机构等部分，在机电执行机构中，主要包括驱动元件和机电执行机构等两部分，控制系统主要是根据传感器接收到的信号，传输到信息处理及控制系统中，经过控制系统中的算法进行控制运算，得出合适的机电生产控制策略和控制方案。
　　在机电一体化技术中，信息处理及控制系统需要依靠传感器子系统提供数据信息来源，传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在机电一体化生产中，对机电生产过程采用最优化控制算法，可以提高智能制造的生产水平。在最优化控制系统中关键在于对控制算法的选取，在最优化控制算法中，首先可以利用自动控制原理中的能控性矩阵和能观性矩阵，对机电一体化生产系统进行建模，可以得到状态空间方程。
　　2.2 机电一体化的控制方式
　　机电一体化中所采用的机电生产控制算法的控制模式主要有开环控制系统和闭环控制系统等，对于采用开环方式的控制系统，输出量的信息难以反映到输入中，即输入量不能根据输出量的情况进行调节，故该种控制系统的控制系统较差。在机电一体化中，若采用开环控制方式，则按照机电产品的功能分解为机电控制子系统和机电执行机构子系统等，并且机电执行机构子系统完全根据控制系统的控制指令来进行机电生产的实际控制，在对机电控制性能要求不高的情况下可以采用开环控制方式[3]。若对产品的控制性能要求较高，则可以采用闭环控制系统。采用那种控制方式，需要根据水利工程的施工特点和施工需求，选择合适的机电一体化设备，保证施工能够顺利进行。
　　2.3 风光互补发电技术
　　水利工程所处的环境较为偏远，采用风电和光伏发电技术具有较好的条件，可为水利工程施工提高可靠的电力保障。风电一般在晚上出力较大，夜间风电大发，白天出力较小，与光伏出力相反，两者之间存在互补性。光伏发电的特性与太阳光照强度具有明显的关系。在有条件的水利工程施工地区，采用风光互补发电技术，可以以较为经济的方式提供清洁的电力供应。在风光互补发电控制系统中，需要配置一定的蓄电池，保证当风电或光伏度出力较小时，能够通过蓄电池的放电保证正常的电力供应，风光储联合控制系统是目前应用技术较为成熟的发电技术，也已经有较多的实际工程应用。
　　3 电力技术在水利工程中的应用
　　3.1 机电控制系统的应用
　　在水利工程施工的过程中，涉及到较多的机电一体化设备，以提高水利工程的施工效率。在机电一体化设备的控制系统中，采用了大量的控制算法和控制程序。机电控制系统应该具有较好的控制性能，能够满足水利工程的施工需要，控制响应应能够做到及时、迅速并准确执行相关的控制指令。
　　3.2 风光互补供电技术
　　若水利工程建设地区的风力发电资源较为丰富，则可以在该地区建设具有一定装机规模的风电发电机组。考虑到风电发电一般在晚上，为了保证白天水利工程的施工效率和电力需求，同时保证整个发电控制系统的功率稳定，可以配套建设一定的光伏发电控制系统，以达到平滑全天候的发电功率曲线，保证发电控制系统的安全稳定运行。对于风电和光伏的装机容量的确定，可以通过预测出该水利工程施工中的负荷需求大小，并考虑风电和光伏发电出力系数，进行综合考虑确定，保证功率能够达到平滑，满足施工的电力需求。
　　3.3 电力自动化化施工技术
　　随着科技的进步，水利工程施工技术的自动化水平也同步得到了一定的提高，智能化技术和水利工程施工技术相结合，相互促进，从而进一步提高水利工程施工的技术水平和自动化程度，实现智能化逐渐成为水利工程施工技术所追求的目标。现代化的水利工程施工技术对人的思维的模拟程度较高，可以将人的行为或者思维转化为数据信息进行处理，并通过计算机控制程序进行合理有效的控制。随着自动化控制技术和水利工程施工技术的不断发展，在前沿技术井喷的时代背景下，水利工程施工技术正迎来大变革、大发展的机遇期。随着科学技术的不断发展，未来自动化控制技术在水利工程施工技术中的渗透率也将不断提高，同时两种技术间相互促进，共同提高各自领域中的技术水平，使自动化和水利工程施工技术不断向前发展。
　　4 结论
　　可靠的电力供应在工程建设领域中较为关键，能够影响工程项目的施工能否顺利进行。在水利工程中，应该多采用现代化的电力自动化控制技术、机电一体化技术和供电系统技术，以保证水利工程的施工自動化水平和施工质量，提高水利工程的整体效益。
　　参考文献：
　　[1]徐文博.关于风光互补发电系统在水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2015（16）：194.
　　[2]朱松辉.水利水电工程施工技术若干问题的思考[J].住宅与房地产，2016（15）：101103.
　　[3]曹博，陈起俊，孙帅.风光发电技术在建筑应用中的实例分析[J].山东建筑大学学报，2011，26（1）：3335.
　　作者简介：胡彦明（1977），男，汉族，河北石家庄人，本科，工程师，目前从事水电电网工程工作。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15133210.htm