如何控制水力发电：管理和维护水力发电厂

通过利用重力和水循环，人类长期以来一直利用地球上最高效、最自然的能源之一——水。今天，技术正在帮助更好地管理水力发电的生产过程。在此，COPA-DATA 能源行业经理 Jürgen Resch 解释智能技术如何控制水力发电。

水力发电约占世界总能源的 24%，是最有效的能源生产方式之一。一个多世纪以来，英国一直受益于这种形式的可再生能源。然而，根据世界水电和大坝地图集的一项研究，该国有可能从水力发电厂的投资中获得进一步的回报。

可再生能源义务和上网电价等政府激励措施促使英国承诺到 2020 年将其可再生能源发电量提高到 15%。但是，与其他可再生能源相比，水力发电有哪些优势？

水力发电的高潮和低谷

水力发电被广泛认为是可用的最清洁能源之一，因为它在此过程中不排放任何二氧化碳。然而，时间、材料和资源的初始投资可能非常高。

工厂建设所需的土木工程可能非常复杂。改道河流、安置地下动力装置以及仔细考虑施工对水生和环境的影响都是潜在的障碍。尽管存在这些复杂情况，但投资水力发电的回报是无与伦比的。

水力发电可能与其他可再生能源一样不稳定，但由于它在夜间可用，因此被认为比太阳能更稳定。与其他一些可再生能源相比，它还为能源公司提供了更高水平的控制权。

水力发电厂不依赖于电池存储，而是可以使用泵存储来更好地控制何时产生能量。这种蓄水方式需要在不需要发电或当时能源价格特别低的情况下将水抽回大坝。

一些欧洲国家和地区已经严重依赖水力发电，包括瑞士、德国南部、奥地利和法国地区。

相比之下，英国在水力发电方面缺乏经验。那么，我们可以从这些已经成功建造水力发电厂的国家中向英国学习什么，以及新技术如何在这一过程中提供帮助？

使用监控软件进行控制

与任何能源生产操作一样，控制和监控软件是控制工厂的重要方式。然而，由于大多数水力发电运营的规模，智能控制软件的投资更为关键。

水力发电厂的控制和监控软件可以获取一系列数据——这些系统可以用作发电站组件的本地人机界面 (HMI)，从众多组件（例如涡轮机、发电机和转换器。对于单个发电厂，该软件可用于项目配置和报告，或者可以向上扩展以管理更高级别系统中的多个发电厂。但是，这些数据如何改善运营？

以维护为例。一般来说，水力发电厂的机器每隔几年就需要修改和修理一次。但是，由于没有必要的数据来准确预测机器何时可能需要维护，因此在维修和维护方面的投资纯粹是靠猜测。

智能监控软件，如 COPA-DATA 的 zenon，可以收集必要的数据，帮助维护人员做出更明智的决策——减少在不必要的维护上浪费现金的可能性。

通过归档工厂运营数据，该软件可以识别工厂机械或设备的任何问题。对于熟悉能源和基础设施控制软件的人来说，理解数据是一种艺术形式。值得庆幸的是，现代软件可以将这些信息整理成一份易于理解的报告——如果工厂分布在多个地点，则帮助维护人员准确识别可能发生机器故障的位置。

实时响应警报

在对工厂中的问题做出反应时，收集和存档数据也很有用。由于规模庞大，许多水力发电厂都设有无人值守的控制室，这会导致在出现问题时反应缓慢。大多数现代控制系统不会等待问题升级，而是会通过短信、电子邮件或电话的方式向操作员提供警报。

使用这种方法，操作员可以做出反应并确定出了什么问题。在这些情况下，通常需要重建工厂运营的过去事件，以准确找出过程中发生错误的位置。同样，软件可以提供帮助。

例如，COPA-DATA 的 zenon 有一个专用的 Process Recorder 模块。此功能可以从存档中提取操作数据并在任何给定时间重播工厂的操作。这为操作员提供了出现问题的回放，从而能够更快地识别问题，从而减少停机时间。

这种数据归档方法还意味着事件被记录下来，可用于后续分析。这可以让工厂经理做出更明智的决策，并进一步提高工厂的效率。

水力发电可能是最高效的可再生能源之一，但这并不意味着它的发电方式无法改进。通过使用控制和监测技术，中欧的能源公司已经从水力发电的无碳电力中受益。

几个世纪以来，英国一直在使用水力发电，但随着实现可再生能源目标的压力越来越大，也许英国是时候将水力发电的使用提升到一个新的水平了。

此博客的作者是 COPA-DATA 的能源行业经理 Jürgen Resch