淺析水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

淺析水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控是指通過對電站各種設(shè)備信息進(jìn)行采集、處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)。作為水電站運(yùn)行管理的主要組成部分，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在水電站的運(yùn)用提高了水電站的自動(dòng)化程度和經(jīng)濟(jì)效益。本文先對國內(nèi)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了簡要分析，介紹了水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的類型、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用原則，重點(diǎn)討論了水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的意義。 無紙記錄儀 | 示波表 | 電源供應(yīng)器 | 熱像儀 | 測距儀 | 相序表 | 彈簧鉗 | 萬用表 | 水份儀 | 諧波分析儀 | 電阻計(jì) | 光度計(jì) | 手鉗 | 采樣儀 | 六角扳手 | 螺絲批 | 折射計(jì) | 粒子計(jì)數(shù)器 | 變送器 | 臭氧檢測儀 | 噪音計(jì)
　　
　　在我國小型水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)基本采用大中型水電站的“集成型”模式；水電站二次設(shè)備的組成部分有：以可編程控制器（PLC）為核心的現(xiàn)地控制單元、調(diào)速器、勵(lì)磁裝置、同期裝置、保護(hù)等設(shè)備都是按功能劃分的微機(jī)型產(chǎn)品，加上油、氣、水、廠用電等輔助設(shè)備的自動(dòng)控制，因缺乏標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)條，要實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備的接口、通訊，與大型水電站相比，在系統(tǒng)復(fù)雜程度上相當(dāng)，增加了水電站運(yùn)行和維護(hù)的復(fù)雜性和用戶的投資。為克服“集成型”模式存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)不便利、投資大等問題，“專用型”自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)現(xiàn)已開始在國內(nèi)進(jìn)行了。
　　2水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的類型、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用
　　2.1水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的類型
　　水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般按照計(jì)算機(jī)的作用、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、配置、控制的層次、功能與操作方式進(jìn)行分類。其中CCSC方式的兩種控制系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，優(yōu)點(diǎn)是兩套系統(tǒng)互為備用，可以切換，可靠性高。而取消常規(guī)設(shè)備的全計(jì)算機(jī)控制方式實(shí)際上是CBSC的延伸，要求進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的冗余度和可靠性，投資較大,應(yīng)用前景佳。
　　2.2水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式
　　2.2.1集中式監(jiān)控系統(tǒng)
　　集中式監(jiān)控系統(tǒng)是對整個(gè)水電站的運(yùn)行進(jìn)行集中監(jiān)視與控制。目前，該模式已不在大、中型水電站中采用。但對于在機(jī)組容量小、機(jī)組數(shù)量少、送變電設(shè)備較少、主接線簡單的小型水電站，該結(jié)構(gòu)模式應(yīng)作為參考模式，可節(jié)省投資。
　　2.2.2分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)
　　分布式監(jiān)控系統(tǒng)的主要特征是控制對象分散，以控制對象為單元設(shè)置多套相應(yīng)裝置，形成控制單元，完成控制對象的數(shù)據(jù)采集和處理等。不同系統(tǒng)之間的相互操作性。最大優(yōu)勢是系統(tǒng)擴(kuò)展、升級更新方便，具有開放性，可保護(hù)用戶的利益。這種模式已廣泛應(yīng)用于在國內(nèi)外水電廠。
　　2.2.3功能分散式監(jiān)控系統(tǒng)
　　功能分散式監(jiān)控系統(tǒng)的主要特征是功能分散，能讓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能、負(fù)載、危險(xiǎn)、地域分散等功能。能按不同的系統(tǒng)功能設(shè)立多套相應(yīng)的設(shè)備，這些設(shè)備能獨(dú)立完成各自的功能。
　　2.3水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用原則
　　2.3.1小型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用原則
　　小型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用原則是：以安全、可靠性為主、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性相結(jié)合，力爭提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度、可擴(kuò)展性、可適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)水電站的優(yōu)化運(yùn)行，減少操作人員，降低運(yùn)行費(fèi)用，使水電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制操作，實(shí)現(xiàn)無人或少人值班。
　　2.3.2大、中型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用原則
　　就大、中型水電站而言，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)通常分：梯級調(diào)度中心層、站級監(jiān)控層和現(xiàn)地控制層。應(yīng)采用雙網(wǎng)冗余技術(shù)，以提高系統(tǒng)的可靠性；分散設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，以確保設(shè)備的安全運(yùn)行；降低誤操作風(fēng)險(xiǎn)；系統(tǒng)供電可靠。
　　3水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的意義
　　水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　1）提高水電站設(shè)備、電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、穩(wěn)定性
　　計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能快速、精準(zhǔn)地反映水電站各設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和參數(shù)，通過設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和參數(shù)來判斷是否正常運(yùn)行，當(dāng)設(shè)備處于非正常運(yùn)行情況下時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出告警信號以引起操作人員的注意或處理；當(dāng)水電站設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)能及時(shí)停機(jī)，從而避免了故障的進(jìn)一步擴(kuò)大，以造成水電站設(shè)備的損壞，同時(shí)保證了水電站設(shè)備運(yùn)行的可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)備處于正�？煽窟\(yùn)行的情況下時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)的電壓幅值和頻率大小，根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度的基本要求，實(shí)現(xiàn)發(fā)、供、用電的平衡調(diào)節(jié)，進(jìn)而使水電站發(fā)出的電能的質(zhì)量和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到保障。
　　2）加快水電站控制、調(diào)節(jié)過程
　　計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)被運(yùn)用于水電站，可加快水電站、機(jī)組的調(diào)節(jié)過程。水電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯順序控制和調(diào)節(jié)規(guī)律、計(jì)算機(jī)硬件和軟件構(gòu)成，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯控制順序和調(diào)節(jié)規(guī)律，快速完成各個(gè)環(huán)節(jié)的檢查復(fù)核，大大加快了控制調(diào)節(jié)的過程，實(shí)現(xiàn)水電站、機(jī)組的控制調(diào)節(jié)。
　　3）實(shí)現(xiàn)水電站優(yōu)化運(yùn)行，力求最大的發(fā)電效益
　　由于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在水電站的運(yùn)用，使得水電站運(yùn)行的自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)，大大減少了人工對設(shè)備操作的工作量，減輕了操作人員的負(fù)荷，使水電站實(shí)現(xiàn)無人或少人值班，進(jìn)而降低了水電站的運(yùn)行及發(fā)電成本。根據(jù)國內(nèi)外資料表明，通過水電站的優(yōu)化運(yùn)行，可最大限度地利用水能，從某種意義上也就給水電站帶來了直接的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　4結(jié)論
　　根據(jù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的最新發(fā)展信息，現(xiàn)已推出了滿足水電站各種控制要求的監(jiān)控系統(tǒng)，利用軟硬件相結(jié)合的技術(shù)是最新發(fā)展的水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)，提高了水電站的監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)效益。