基于平台搭建技术的水电站机组设备运行管理

丘文杰

(广东梅雁吉祥水电股份有限公司，广东 梅州 514000)

0 引 言

水电站的可持续发展，必须保障水电站的安全、平稳运行。长期以来，设备的运行与管理是电力生产中的重要环节，而我国水电站的机组设备管理水平较低，管理理念落后[1]。因此，如何提升水电站机组设备的运行管理水平，是当前电力企业重点研究的内容。将平台搭建技术引入到设备管理当中，是实现设备管理职能化的有效手段之一。通过建立的管理平台，可实现对设备运行过程中各项信息内容的集成，对设备在实际运行过程中进行优化，实现对企业机组设备的优化与集成，进而保障电力企业生产运行的稳定[2]。本文结合平台搭建技术，开展对水电站机组设备运行管理研究，实现对水电站机组设备运行的管理效率提升，管理互动性增强。

1 现行水电站机组设备运行管理存在问题

1.1 管理模式问题

现行水电站机组设备运行管理过程中存在的主要问题是管理模式问题，大多数电力企业中水电站的资金投入都存在着严重的盲目性。其主要原因是由于水电站的投资结构组成中，大多数均为私人电力企业或个体电力企业为主，而在这些企业群体当中，相关人员对于水电站的能源利用与开发经验较为匮乏，并且大多数对水电能源发展的相关知识了解不够深入，造成水电站的资金投入出现了较多盲目跟从市场的状态和趋势[3]。部分水电站管理人员为了达到自己的个人利益，甚至会盲目规划更大规模的生产模式，忽视了对机组设备运行的管理问题，从而进一步影响水电站中机组设备的正常运行与管理。在实际水电站运行过程中，若不按照相关规定及程序完成对机组设备的管理，也会造成无法保证管理环节发挥出实际效用的问题。

1.2 管理技术问题

当前水电站机组设备运行管理中存在的技术问题主要包括两个方面：一是水电站的规模越小，则相关工作人员数量越少，相应的人员配置不到位现象更加严重，甚至会造成部分水电站没有配置专业的检修与管理人员。即使水电站当中具备专业能力强的检修与管理人员，但在管理技术上仍然十分薄弱。部分管理人员在还没有完全掌握并熟知管理相关的理论知识和实践操作时，就开始进行检修与管理工作。另一方面，部分水电站机组设备的更新速度较快，相同类型的机组设备在技术领域也存在较大的差异，因此管理人员在实际管理过程中很容易出现惯性思维，造成管理出现差错，从而在水电站机组设备运行管理上存在较多的管理技术失误。

1.3 管理资金问题

由于当前大部分水电站是由个体企业进行资金投入，完成建造。因此，在实际运行过程中经常会出现资金周转不灵活、资金短缺等问题。水电站的机组设备维修费用较高，一旦出现事故通常都会伴随着一系列问题，造成更多的维修成本[4_6]。因此，部分企业无法给出充足的资金用于对机组设备的检修与维护，这一现象会严重影响水电站相关机组设备的管理，进而造成在实际运行中出现更加严重的设备安全事故。

2 水电站机组设备运行管理方法

2.1 构建水电站机组设备运行管理平台

结合BIM技术，构建水电站机组设备运行管理平台模式，实现对各类运行信息的集成管理与交互，实现对机组设备运行过程中的安全管理[7]。通过提取水电站日常运行过程中机组设备的基层数据，对平台中的数据信息实时更新提供条件，建立信息管理平台，使水电站实际运行信息与管理平台之间建立联系，实现水电站机组设备的有效集成以及共享(见图1)。

图1 水电站机组设备运行管理平台示意

在构建如图1所示的水电站机组设备运行管理平台过程中，应当充分保障机组设备在规划、设计、采购、施工以及运营各个阶段的运行信息是相互传递的。因此，在构建管理平台时要充分考虑到监理方、运营方、采购方相互之间的信息交流和传递情况。对于水电站运行过程中的设备信息，可通过建立水电站结构及其各个部分运行过程中产生的数据信息采集。在平台当中，结合Revit软件中的“族”工具，实施放样融合命令，完成对水电站机组设备整体结构的建立。再将水电站细化，划分为多个阶段，如过渡层、垫层等，对每个部分分别以建立“族”操作的步骤完成绘制[8_10]。根据不同绘制族，按照机组设备的实际数值赋予其相关的参数信息，实现设备运行的信息化展示。例如，在水电站进行电力生产的过程中，需要机组设备中水轮机、发电机等水利机械设备和发电设备，通过调查获取上述设备的具体编号、等级、型号和规格等属性特征信息，为后续调查管理提供充足的信息条件。最后，完成对机组设备的分绘制簇建立后，生成新的项目文件，将各绘制族载入、定位、整合到统一的水电站机组设备运行管理平台当中。

2.2 加强水电站机组设备管理技术性

构建管理平台不仅是管理模式的革新，也是管理技术的提升。管理平台的构建需要BIM技术及计算机技术支持，便于全方面管理机组设备。另外，在机组设备管理中，设备故障监测及维修管理，是机组设备日常管理的重点，因此应不断革新机组设备故障监测技术。可以应用小波分析或机器学习技术，实时监测水电站机电设备故障，便于及时处理设备故障，保障水电站机组的稳定运行。

2.3 合理分配水电站机组设备管理资金

水电站机组设备管理资金短缺是常见现象，也是机组设备管理的一个难点问题。通过上述管理模式和管理技术的提升，能够有效避免管理资金的浪费，防止重复花销。通过运行平台的科学管理，经过机组设备故障的高效监测，可以合理分配设备管理的资金。虽然在机电设备管理资金开源方面难以实现，但通过合理分配资金却可以实现节流，避免在日常设备管理中出现资金短缺。经过长时间的科学高效管理，也可积累部分管理资金。

3 对比实验

3.1 实验条件

以某小型水电站作为实验环境，该水电站机组设备包括2个水轮机、3个溢洪电闸、2个变电设备、2个配电设备以及1个发电设备。实验分别利用本文提出的管理方法与传统管理方法，对水电站在运行过程中相关的机组设备进行管理。实验中令该水电站机组设备运行40 h，设定1 h为1个管理周期。使用的图像传感器型号为HJGF—2221，将图像传感器安装在各个机电设备右侧或者下方，将图像传感器读取数据周期参数设定为10 min，读取数据频率参数设置为5.6 Hz。实验中记录水电站机组设备停运时间，将其作为实验结果，对两种管理方法进行对比分析。

3.2 实验结果与分析

为了验证此次设计水电机组设备运行管理方法的可靠性和可行性，对记录到的水电机组停运时间进行对比分析，实验结果如下所示(见表1)。

表1 两种管理方法应用下水电机组停运时间 min

从表1可以看出，此次设计管理方法在应用过程中，水电站机组设备停运时间远远低于传统方法，可以有效降低水电站机组设备停运时间，保证水电机组正常运行；证明了此次设计方法相比于传统方法更适用于水电站机组设备运行管理。通过搭建管理平台，对水电站机组设备运行进行管理，在实际应用中可将设备的安全运行管理信息集成化处理，并提高管理过程的交互性。通过本文管理方法的应用可以有效提升水电站的管理效率，并在最大程度上保证人力、财力和物力的高效利用。利用本文提出的水电站机组设备运行管理方法，还能够在一定程度上增加企业对机组设备的采购效率，提升水电站对未来发展的整体规划力度和水平，保证将更多的资源应用到更合理的位置。

4 结 语

当前水电站运行管理情况不容乐观，尤其是在其机组设备管理方面。针对这一问题，本文通过改变管理模式、提升管理技术、节流管理资金支出三方面改革水电机组设备运行管理。在这三方面中构建运行管理平台是中心，通过实验证明构建运行平台的实际应用效益。将该方法应用于实际，可以有效解决当前水电站机组设备运行管理中的模式问题、技术问题和资金问题，实现水电站的可持续发展。

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