《水电站计算机监控专业技术》课程标准

《水电站机组自动化运行与监控》课程标准一、课程属性课程名称：水电站机组自动化运行与监控所属专业：机电设备运行与维护专业（水电站方向）课程类别：专业课课程总学时：128（52+28+44+4）（52学时为讲练一体，28学时在水电站仿真机上训练，44学时在校内水电站综合自动化实训中心完成，4学时为课程结业综合考核）课程教学模式：学中做，做中学，教学做练一体。

二、课程设计思路根据教改试点专业机电设备运行与维护专业的课程体系，《水电站机组自动化运行与监控》课程以培养学生对水电站机组自动化系统运行、分析能力和解决运行实际问题的能力为主线，贯穿水电行业对学生的职业素养的要求，以水电站机组自动化系统的各个控制系统为载体构建项目，围绕水电站发电生产工作过程，瞄准水轮发电机组值班员、水电厂自动装置检修工两个工种职业标准，教学内容按项目进行了有机的整合、序化，形成基于水力发电工作过程的项目式学习领域课程。

整个课程按照项目，由简单到复杂，由局部到整体，先是学中做，后是做中学，分为7 个学习情境。

三、课程的地位与作用《水电站机组自动化运行与监控》是本专业的核心课程，是“双证书课程”，与・・・・・“水轮发电机组值班员”、“水电站自动装置检修工”职业标准所要求的核心知识、技能相对应，与学生毕业后从事的水电站运行值班员、维护工等岗位无缝对接。

是学生对前续课程的综合和专业落脚点之一，是走向本专业岗位学习的必经之路。

本课程的前续课程包括：《水电站》、《PLC控制技术》、《水力机组辅助设备》、《水轮机》、《发电机与电气一次设备》，为后续课程《水电站综合自动化运行与维护》 服务。

本课程除水电站机组自动化系统认知外包括：水轮发电机辅助设备油、水、气 系统的自动化运行，机组现地控制单元的自动化运行，调速系统的自动化运行，励 磁系统的自动化运行，公用设备的自动化运行，上位机监控系统的自动化运行等 6 大部分。

油系统的主要作用主要有机组的润滑、散热及液压操作。

《水电站计算机监控技术》学习领域课程标准本课程标准由《水电站计算机监控技术》课程组与清江隔河岩电厂、漳河水电站及松滋洈水电站等单位相关技术人员联合开发制定。

《水电站计算机监控技术》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”来组织课程内容为着眼点，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。

一、学习领域定位1.本学习领域课程对应的职业典型工作任务本学习领域对应于本专业第九个典型工作任务，即水电机组及电力网自动化运行与调试。

2.本学习领域在课程体系中的地位与作用《水电站计算机监控技术》是小型水电站及电力网等专业的一门主干核心课程，本课程开设符合社会对小型水电站计算机监控岗位的人才需求，是发变电设备及系统综合应用知识的主要课程之一，是推行“多证制”之“水电站电气值班员”、“高级维修电工”等能力考核的必修课程。

在学生职业能力的成长中具有重要的地位。

《水电站计算机监控技术》课程与其他课程关系表二、学习（能力）目标1．专业专项能力：使学生获得必要的水电站计算机监控知识，学会计算机监控原理和流程，理解水电站计算机监控系统的结构组成、通信过程及原理，掌握水电站计算机监控系统的参数设置方法。

2．专业综合能力：学会常见水电站计算机监控的故障分析和排除，能够对监控系统的各个自动化装置进行操作，能够对整个系统进行运行、维护、检修，达到专业所要求的技能培养目标。

3．社会能力：具有良好的职业道德；具有刻苦钻研，好学上进的精神；具有良好的团队精神和协作能力；具有一定的创新能力。

三、学习（工作）内容四、学习领域设计（一）学习领域设计1．坚持工学结合开设课程。

本课程和行业岗位结合紧密，采用工学结合开发课程，内容选择先遵循行业标准，依据行业标准和岗位要求，以项目为导向，设计内容。

,第二篇水电站计算机监控系统的基本技术任务一、水电站计算机监控系统的工作原理子任务一、电站主控层的计算机监控原理电站主控层（主要由上位机组成），介于电网层与现地控制层之间，是操作员监控运行过程的主要窗口，负责对控制过程的“控、监、传”。

其“控”，就是将“人”的操作信息送入控制系统，实现运行状态的转换，其“监”，就是对系统的数据库进行管理，进而实现信息处理和送达，其“传”，就是在电网层与现地控制层之间实现信息的传递。

在水电站主控层安装有水电站计算机监控系统的历史数据库、实时数据库、历史数据库管理系统、实时数据库管理系统、上位机软件系统和人机接口界面等。

现地控制单元层的数据首先采集进入实时数据库，一方面，上位机软件根据设定的时间，通过实时数据库管理系统定时访问实时数据库的数据，并定时刷新人机接口界面，这样便于操作运行人员了解整个电站的运行情况；另一方面，实时数据库的数据定时存储入历史数据库，历史数据库可以由历史数据库管理系统进行管理，操作运行人员可以一次通过人机接口界面、上位机软件和历史数据库管理平台对历史数据进行管理、修改和查询等操作。

此外，实时数据库可以通过上位机中的远程通讯软件与电网层进行数据交换。

主控层原理见（图2-1）。

图2-1 电站主控层的工作原理简图子任务二、现地控制单元层计算机监控原理水电站计算机监控系统的现地控制单元主要包括机组现地控制单元和开关站及公用设备现地控制单元。

其中，机组现地控制单元主要在现场对机组运行实现监视和控制。

它需要直接与水电站的生产过程接口，对发电机生产过程进行监控，运行中要实现数据采集、处理和设备运行监视，同时通过局域网与监控系统其他设备进行通信，以及完成自诊断等。

同时，它要协调功能层设备如调速器、励磁装置、同期装置、备自投装置等与现地控制单元的的联动以完成调速、调压、调频以及事故处理等快速控制的任务。

在上位机系统出现故障或退出运行时，现地LCU应能够正常运行和实现对水轮发电机组发电的基本控制。

第六章 自动发电控制和自动电压控制第一节 自动发电控制一、水电厂自动发电控制的任务自动发电控制（Automatic Generation Control，简称AGC）的任务是：在满足安全发电的各项限制条件下，以迅速的、经济的方式控制整个电厂的有功功率以满足系统的需要。

AGC是随着以计算机为基础的水电厂自动化系统的发展和应用从生产实际中提出来的。

电力系统的正常运行，功率平衡是必要条件，但在实际运行中，由于用户的投人和退出，或电站、线路故障等一类扰动，系统的平衡遇到破坏，使得频率、电压运行指标偏离额定值，形成指标偏差。

这种偏差必须迅速的消除，否则会危及系统的正常运行，造成极大的损失。

消去指标偏差的重要措施就是调整系统的有功功率和无功功率。

严格地说，有功功率的调整与无功功率的调整是紧密相关的，但相应对系统影响的灵敏度分析表明：有功功率的不平衡主要影响系统的频率，基本上不影响系统母线电压：无功功率的不平衡主要影响系统母线电压，基本上不影响系统频率。

因此，通常把有功功率控制与无功功率控制分成两个相对独立的问题来对待，这在分析系统小波动情况下是合适的。

我们研究的问题是基于稳态下指标偏差的调节，因此采用上述独立的假定。

这样，把对有功功率的调节以维持系统的频率、和对无功功率的调节以维持系统母线电压作为两个单独的问题进行讨论。

美国电气和电子工程师协会(IEEE)给出只考虑频率因素对AGC的定义：“自动发电控制即为系统频率、输电线负荷或它们之间关系的变化对某一规定地区内发电机有功出力所进行的调节，以维持计划的系统频率和或跟其它地区商定的交换功率在一定的限值内”。

简述之即为有功功率和频率的调整。

根据上面对AGC的理解，它包括两个方面的含意：一是形成地区控制误差；二是地区控制误差的分配过程。

根据我们国家水电厂运行的实际情况，地区控制误差一般是由网局给电站的计划负荷或根据系统调频要求而给电厂的随机负荷。

因此。

对一个电站为规定地区来说，其地区控制误差一般为指令性的，不是由电站自动形成的。