水力發電 | Yokogawa Taiwan Corporation

水力發電是使用最廣泛的再生能源，在部分地區的電力供應中扮演重要角色。Yokogawa 提供全球水力電廠所需的控制與儀器產品及整體解決方案。

客戶挑戰

水力電廠包含水輪機、調速器、泵浦、油壓裝定與冷卻系統等多種設備，需定期檢查以維持運轉。近年來，檢查項目大幅增加，包括過去未列入的輔助設備運轉狀態。人工記錄資料容易產生輸入錯誤。
雖然客戶透過定期維護執行預防性保養，但設備狀態的意外變化仍可能造成故障。針對意外故障的對策對於避免非計畫停機、提升維護效率至關重要。
另一方面，關鍵設備已在線監控，但現有系統難以加入額外檢測項目。客戶希望能收集所需資料，而不需大幅修改現有操作與監控系統。

解決方案

Yokogawa 提供以下方案，協助實現高效的水力電廠運作：

運轉中適切的資料收集

可靠穩定的長期測量：
精準感測是穩定運作的基礎。Yokogawa 壓力變送器與流量計等現場儀表長期可靠性已被多個案例證實。
簡化測量方式：
Sushi Sensor 是 IIoT 感測器方案，用於設備維護。可實現長距離無線通訊，無需設計網路，即可高效收集分散設備的運轉狀態資料。
多元資料輸入與監控畫面輕鬆設計：
GM10 模組化資料收集系統支援多種通用輸入，可透過各式標準訊號收集不同設備與廠牌的資料。GM10 也支援 Modbus/TCP、Modbus/RTU 等通訊輸入，並可將各設備資料整合至監控室。借助 ISA100 無線連接，可降低布線成本，例如 FN510 現場無線多功能模組可支援 4–20 mA 模擬輸入，遠端設備測值輕鬆取得；ISA100 主站支援 Modbus 協定，便於將遠端資料整合至 GM10。GA10 資料記錄軟體可快速建立監控畫面。
防止輸入錯誤並掌握長期趨勢：
資料由 GM10 自動收集並持續記錄，再透過 GA10 顯示，有助於防止巡檢讀值或人工輸入錯誤。長期趨勢資料可供操作人員掌握設備狀態演變。

提升營運效率

降低巡檢負擔：
持續在線監控可省去設備檢查，減輕操作人員巡檢工作。
改善總部與現場溝通：
透過公用或專用通訊線路遠端監控，總部可利用監控資料給予檢查指示及技術建議。

資料進一步應用

AI 預測設備故障：
GA10 的 AI 異常檢測功能可學習正常狀態並持續監測異常。即時分析多參數並與正常狀態比對，可在故障發生前偵測徵兆，支援預測性維護，無需專業知識。

Yokogawa 結合資料收集系統、無線技術與高可靠精密感測器，解決客戶運營挑戰。與建立大型系統相比，最小化的布線與安裝作業可大幅縮短部署時間並降低成本。
水力電廠設備狀態可視化

關鍵技術

客戶挑戰

川流式水力電廠沒有像水壩般的水庫，而是直接取用河水發電。如果水取入口吸入石子或砂粒，可能造成水輪機磨損或損壞，因此必須在水流進入水輪機前移除固體物質。遇到豪雨造成混濁水流時，需關閉取水閘門以停止取水。通常會使用非接觸式雷達水位計測量河川或水壩水位來觸發動作。
然而，河水水位與含砂量相關性低，僅依水位控制閘門可能導致大量砂粒進入電廠，造成設備損壞或停機。最壞情況下，主要設備可能被泥沙覆蓋，需要長時間恢復。因此，閘門的適當控制非常重要。