关于水电厂自动化监控系统的几点思考

【摘要】水电厂自动化监控系统对水电厂的监控起着举足轻重的作用。本文首先给出了水电厂监控系统的概述，然后对水电厂监控系统设计以及计算机监控系统配置要求两个方面进行了探讨。

【关键词】水电厂监控系统；设计；配置；上位机

引言

水电厂监控系统在大型以及中型电厂中的应用已经极其广泛，然而对有些小水电站来说，基于各个层面的因素，目前大多数采用的还是常规控制，这就使得电厂的运行管理水平低，同时使得电厂的运行可靠性差。因此对水电厂监控系统的系统研究是极其必要的。水电站计算机监控系统的基本功能是监视和控制水电站水工设备、水轮发电机组和变电设备的安全经济运行，因此在开发这些功能时必须兼顾全面和具体的原则。

一、水电厂监控系统概述

水电厂监控系统的主要功能是对整个电厂的遥测量以及遥信量进行采集,对于不同的实时值来讲，通过实时曲线以及表格等多种方式实现显示。对于电气系统来说，当事故，故障或者越限等情况发生时,通过不同的形式实现报警以及提示。假如保护信号发生改变，通过上位机给出故障原因。机组电气系统模拟量以及开关量的数据主要是通过监控系统的数据报表来进行记录。对于每次上传的遥测量以及遥信量，监控系统能够将其通过文件的形式实现保存。对于电厂内部一切断路器的遥控分以及合闸操作，则是通过主接线画面来实现。水电厂监控系统通常都是配备高性能以及高可靠性的控制器，结合高速以太网络组成分布式控制系统，具有配置灵活、操作简单、维护方便的特点，适用于新建水电站的监控、已建水电站的监控技术改造及水电站调度自动化系统

二、水电厂监控系统设计

2.1监控系统设计原则

1、系统具有与电力调度、水情测报、信息管理自动化等系统通信的功能，留有通信接口。

2、监控系统应高度可靠，各项技术性指标均应达到DL/T578-95《水电厂计算机监控系统基本技术条件》的规定。

3、对于监控系统以及上级调度中心计算机系统，通过两者之间的通讯，遥信，遥测，遥控以及遥调等诸多功能能够实现。

4、厂站的控制系统由工控机及网络设备、打印设备、通讯设备组成，完成对电厂的运行监控。

2.2数据的采集，以及处理

对于数据的采集以及处理，主要有对实时数据的采集，对数据进行必须的预处理，最终将其通过一定的格式保存进实时数据库。通常根据信号的性质划分，可以分成模拟量，开关量以及脉冲数字量等多种，这些信号的采集以及处理方法也各自都有自己的特点。

1）采集以及处理模拟量的方法。电气模拟量以及非电气模拟量均属于模拟量的范畴，同时温度量也属于模拟量的范畴，这三者采集范围以及处理方式，包括各量的变化规律均有不同。

2）采集以及处理开关量的方法。中断型开关量以及非中断型开关量这两种均属于开关量。中断型开关量信号主要包括事故信号以及断路器分合，同时包括重要的继电保护中的动作信号。除掉中断开关量信号之外的开关量信号则均是非中断型开关量。诸多故障信号以及断路器，还包括隔离开关的位置信号等等均属于非中断型开关量的范畴。对于这些信号来讲，计算机系统采用定期扫查的采集方式。

3）采集以及处理脉冲量和数字量的方法。无源接点抑或是有源电脉冲作为脉冲量的输入，并且采用即时采集的方式。有功和无功电度量均属于脉冲量的范畴。脉冲量的采集处理包括很多步骤，主要涵盖接点防抖动处理，其次是合理判断数据的有效性，进而进行变换标度，然后再进行检错以及纠错处理，最终通过格式化处理之后保存进入实时数据库。水位等输入量则是属于数字量的范畴。数字量的采集处理包括很多步骤，主要涵盖光电隔离，然后数字滤波，接着变换码制，其次是判断数据的有效性以及合理性，再进行变换标度以及检错纠错的相关处理，最终通过格式化处理之后保存进入实时数据库。

4）有关开关量的输出。开关量的输出则包括每一类的操作以及控制指令。计算机在实现输出这些信号之前，必须通过校验，结果判断没有错误之后，才可以送进执行机构。因为必须要保证信号的电气独立性，同时要保证信号的准确性，因此对于开关量输出信号来讲，光电隔离接点的防抖动处理这一步骤也是必要的。

三、电脑的监控系统配置要求

3.1监控系统配置

监控系统主控级设备包括两台主备服务器，工程师站，操作员站作为控制中枢，两台服务器互为主从热备用；通信信息站，供系统的通信；打印机以及相应的设备。网络层是主控级和现地层数据传输通道，配置高速工业以太网，采用光纤介质。LCU的主要功能完成采集数据，以及对数据进行预处理。LCU主要分为三类，分别是机组LCU，开关站，最后是公用设备LCU，从而实现监控各个对象。LCU的现地控制单元采用由美国GE公司生产的GE-90-30PLC。控制操作以及监视方面的功能同时也可通说LCU实现，控制和监视在工控一体化上实现。假如LCU和主机系统发生脱离的现象，必要的监视和控制方面的功能仍可通过LCU正常实现，主要有机组的开以及停的操作，同时还有断路器分以及合的操作；有功和无功的负荷增减也能够正常实现。

3.2监控系统软件

监控系统上位机主要是用UNIX编程，它与NC2000配合使用，构成基于开放环境下的计算机监控设备。

对整个电厂的遥测量以及遥信量进行采集是监控系统最重要的功能, 通过实时曲线以及表格等多种方式实现显示。对于电气系统来说，当事故，故障或者越限等情况发生时,通过不同的形式实现报警以及提示。假如保护信号发生改变，通过上位机给出故障原因。机组电气系统模拟量以及开关量的数据主要是通过监控系统的数据报表来进行记录。对于每次上传的遥测量以及遥信量，监控系统能够将其通过文件的形式实现保存。

监控系统清晰并且人性化，这些使得主接线画面可以提供简介且人性化的交互方式，让操作人员得心应手的对生产设备的运转状态进行监视。对于上位机监控系统来讲，它的主接线画面不仅包括静态画面，还包括动态画面。系统中的各个紧要设备的相关配置情况一般都是通过静态画面反映出来。设备以及系统的即时的运行情况则是通过动态画面反映出来。有一点需要注意的是，对于主接线图来讲, 各个不同的状态则是通过画面中的不同颜色显示出来的。

3.3设计和应用数据库的过程

（1）如何设计数据库。对于监控系统来讲，主要要求是要把获得的数据作为依据，实现存储数据以及整理数据，最终以灵活的方式显示出来。软件提供多种显示出数据的方式，图形以及表格是其中常见的形式，并且查询以及修改数据库这些操作都是可以通过自带的数据库处理功能来实现的。

（2）如何有效显示继电保护信息。对于继电保护信息来讲，当跳闸动作发生的时候，究竟是哪个继电保护动作造成断路器的跳闸会通过主界面显示出来，因此工作人员可以迅速的实现故障排除，同时让本监控系统具备相当的智能水平。

（3）有效实现越限报警功能。假如遥测量超过定义的上限值，抑或是下限值，相应的报警信息会从系统中产生，给出系统声音是常用的一种报警信息。这些报警信息可以给工作人员起到警示的作用。

四、结束语

通过上文对水电厂监控系统的基本概述，以及对水电厂监控系统设计以及对水电厂监控的计算机配置的探析之后，对水电厂监控系统有了一个更加深入的了解。

参考文献

[1]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].中国电力出版社,2004

[2]电力工业部,电力规划设计院.电力系统设计手册[M].中国电力出版社

[3]西北电力设计院.电力工程设计手册[M].中国电力出版社