1、水电站计算机监控的目的和意义,就是通过对电站各种设备信息
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水电站计算机监控系统在当今的电力生产领域,水电站计算机监控系统扮演着至关重要的角色。
它就像是水电站的“智慧大脑”,对整个电站的运行进行全面、精确且高效的管理和控制。
想象一下,一座庞大的水电站,有着复杂的水轮机、发电机、变压器以及众多的辅助设备。
如果没有一个强大而智能的监控系统,要确保这些设备协调运行、稳定发电,并保障安全,那几乎是不可能完成的任务。
水电站计算机监控系统的首要功能是数据采集与监测。
它能够实时收集来自各个设备和传感器的大量数据,包括水位、流量、压力、温度、电压、电流等等。
这些数据就像水电站运行状况的“晴雨表”,反映着每一个环节的工作状态。
通过对这些数据的精准采集和分析,工作人员可以在第一时间了解到电站的运行情况,及时发现潜在的问题或异常。
除了数据采集,该系统还具备强大的控制功能。
它可以根据预设的策略和条件,对水电站的设备进行自动控制。
比如,当水位达到一定高度时,系统会自动开启水轮机进行发电;当电力需求减少时,又能适时调整机组的出力,以实现最优的运行效率。
这种自动控制不仅提高了发电的稳定性和可靠性,还大大减轻了工作人员的劳动强度。
在安全保障方面,水电站计算机监控系统更是发挥着不可或缺的作用。
它能够实时监测设备的运行参数,一旦发现某个参数超出安全范围,比如温度过高、压力过大等,就会立即发出警报,并采取相应的保护措施,如紧急停机,从而避免事故的发生。
同时,系统还具备防火、防爆、防雷等多重安全防护功能,为水电站的安全生产保驾护航。
另外,该系统还具备良好的人机交互界面。
这意味着工作人员可以通过直观、简洁的界面,方便地查看各种数据和信息,进行操作和控制。
而且,系统还能够生成详细的运行报告和历史数据记录,为后续的分析和优化提供有力的支持。
随着技术的不断进步,现代的水电站计算机监控系统也在不断升级和完善。
例如,引入了智能化的算法和模型,能够更加准确地预测设备的故障和维护需求,实现预防性维护,减少停机时间和维修成本。
水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统一、引言1.1 目的本文档旨在介绍水电厂计算机监控系统的各项功能、技术架构、操作流程以及相关安全措施,为相关人员提供操作指南和技术支持。
1.2 范围本文档适用于水电厂计算机监控系统的管理人员、操作人员和技术支持人员,主要包括系统概述、硬件配置、软件功能、操作流程、安全措施等内容。
二、系统概述2.1 系统简介水电厂计算机监控系统是用于对水电厂生产设备进行监控和管理的一套计算机软硬件系统。
它能够实时监测设备状态、采集数据、报警处理,并提供各种报表和分析功能。
2.2 系统架构水电厂计算机监控系统由以下几个主要组成部分构成:●前端采集设备:包括传感器、数据采集仪器等,用于采集设备状态和环境参数。
●数据传输设备:用于将采集到的数据传输到中央处理服务器。
●中央处理服务器:用于接收、存储和处理采集到的数据,并提供各种功能和接口给用户访问。
●操作终端:包括个人电脑、移动设备等,用于用户登录系统进行操作和监控。
2.3 系统功能水电厂计算机监控系统具有以下主要功能:●实时监测设备工作状态:包括设备温度、压力、电流等参数。
●数据采集和存储:对设备采集到的数据进行处理和存储,形成历史数据。
●报警处理:根据设备状态和设定的阈值,及时报警并进行相应处理。
●远程操作和控制:通过网络远程操作和控制设备。
●数据统计和分析:对历史数据进行统计分析,各种报表和图表。
三、硬件配置3.1 传感器和数据采集仪器传感器和数据采集仪器是水电厂计算机监控系统的基础设备,用于采集各种设备参数。
常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、电流传感器等。
3.2 数据传输设备数据传输设备是将采集到的数据传输到中央处理服务器的关键设备。
常见的数据传输设备有以太网交换机、无线通信设备等。
3.3 中央处理服务器中央处理服务器是水电厂计算机监控系统的核心部分,用于接收、存储和处理采集到的数据。
服务器的配置要求包括处理器性能、内存容量、存储容量等。
浅谈水电站计算机监控系统技术发布时间:2021-08-04T00:45:45.081Z 来源:《电力设备》2021年第5期作者:贾树枝[导读] 从它问世以后即获得迅速的发展,几乎覆盖了数据自动检测、采集、处理和自动控制系统。
(河池市宜州区桂龙水电有限公司 546300)摘要:计算机监控系统是水电站自动化系统中的重要组成部分,是集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统,全面监视、监测、控制厂站发电及辅助设备,并随时将发电厂的运行情况,根据需要以遥信的方式送往调度中心,并同时接收调度中心的调度管理信息。
借助计算机的快速综合处理能力,实现对全厂各种设备进行遥测、遥控和遥调,并进行统一的管理,监视电站运行设备状态,实现系统安全经济运行,充分发挥其自动监控的功能。
另外,水电站计算机监控系统在稳定电站生产过程,合理和经济的安排生产,改善生产环境,减轻体力劳动等多方面,都有着十分显著的经济和社会效益。
在现代化的计算机监控系统中,为满足“无人值班、少人值守”的设计原则,对整个监控系统的功能、特点及设备配置方面均有较高的技术要求,以保证系统的安全、稳定、可靠和实用。
关键词:计算机监控系统、自动化、功能、经济运行、设备配置、安全、可靠1水电站计算机监控系统的重要作用和系统含义在早期的水电站运行中,人们要知道电站设备的运行参数及运行状态,要依靠人一级级汇报,这些汇报需要用电信手段或工具,这样就延误了处理的时机,有可能造成不可弥补的损失。
有了计算机监控系统,就可以及时掌握设备运行参数及状态,可以了解整个电站发电过程以至整个行业或更大范围所发生的一切并能快速作出反应等。
自1946 年世界上第一台电子计算机诞生至今已过半个世纪,计算机监控系统却也有40年历史。
1956 年美国首先研究了用于军事上测试项目的计算机监控系统。
由于这种系统的性能优良、使用方便,从它问世以后即获得迅速的发展,几乎覆盖了数据自动检测、采集、处理和自动控制系统。
国外某水电站计算机监控系统分析与应用
水电站是指利用水资源进行发电的发电厂,是一种清洁的能源发电方式。
随着科技的
发展,水电站的运行管理也越来越依赖于计算机监控系统。
本文将针对国外某水电站的计
算机监控系统进行分析与应用,探讨其特点和应用价值。
一、计算机监控系统的意义和作用
计算机监控系统是指利用计算机技术对水电站进行实时监测、数据采集、分析和控制
的系统。
它的意义和作用主要体现在以下几个方面:
1. 实时监测:通过计算机监控系统,可以对水电站的各项运行参数进行实时监测,
包括水位、流量、压力、温度等参数,以及设备的运行状态和运行效率,及时掌握水电站
的运行情况。
2. 数据采集:计算机监控系统可以实现对大量数据的采集和存储,包括历史数据和
实时数据,为后续的数据分析提供便利。
3. 数据分析:通过计算机监控系统,可以对水电站的运行数据进行分析和比对,找
出问题所在并进行预警,及时进行调整和处理,确保水电站的安全和稳定运行。
4. 控制系统:计算机监控系统还可以实现对水电站设备的远程控制和操作,对可控硅、开关阀门、启停设备等进行操作控制,提高了运行的自动化程度,减少了人为操作带
来的风险。
四、总结
计算机监控系统在水电站的应用具有重要的意义和价值,通过对国外某水电站的计算
机监控系统进行分析和应用,可以得出结论,这种系统能够提高水电站的运行效率,保障
安全稳定运行,降低人工成本,保障环境保护,是一种非常有前景和发展潜力的技术手段。
在我国水电站管理中,应该充分借鉴和推广这种技术,提高水电站的运行水平和管理水
平。
电站计算机监控系统的目的意义实现水利水电工程可持续发展离不开现代控制管理手段,实现自动化、信息化是水利水电工程现代化的基础和重要标志,通过自动化系统设施建设,提高信息采集、传输的时效性,为实现水利水电工程水资源优化配置提供手段,为防汛抗旱决策提供依据,为水利水电工程更好地服务经济社会发展创造条件。
(1)自动化控制信息化管理是实现水利水电工程水资源优化配置的需要水利水电工程的主要目的是尽可能最大限度提高水资源的综合利用效益,即结合天气、工程、农业生产状况等变化因素制定配水和蓄水计划。
(2)自动化控制信息化管理是实现水利水电工程水资源优化调度的需要优化调度是实施水利水电工程水资源优化配置的保障措施,优化调度的前提是要及时掌握水利水电工程水资源、设备运行、用水户的水资源的需求。
水利水电水资源调配必须及时,不能滞后于客观实际的变化,才能达到优化调度的目的。
(3)自动化控制信息化管理是实现水利水电工程防汛抗旱的需要防汛抗旱是建设水利水电的重要内容,水利水电工程防汛保安及灌区抗旱执行节约用水要求建立一套水电站水位实时监视控制系统才能满足用水管理控制技术的要求。
(4)自动化控制信息化管理是实现水利水电工程无人值班少人值守的需要为了适应时代发展的要求,提高电气设备安全和自动化水平,改变水利水电管理用人多、效率低的落后局面,水利水电的值班方式逐步从多人值班向少人、无人值班方式过渡。
运行管理体制的改革,必将促进水利水电厂站的技术进步,提高安全经济运行管理水平,对设备提出了更高的要求。
同时水利水电工程效益的发挥,需要整个系统工程的协调正常运行。
因此,一项重要的任务是需要就地监视和控制水电站的运行状况,并将信息及时地传送到电站控制中心或电力调度(或水利防汛指挥)中心,这就要求利用信息技术、计算机网络技术建设采集水电站的数据、信息,完成实时监视控制,以承担水利水电工程运行状况的监控任务。
电力技术监督上岗员:监控自动化技术监督考试题库二1、单选《水力发电厂计算机监控系统设计规范》规定:监控系统应在可能遭受雷电侵入的部分设置防雷保护元件。
防雷保护元件按三级防雷网络设置,()应将浪涌过电压限制在设备能安全承受的范围内。
A.第一级;B.第二级;C.最后一级。
答案:C2、单选 GBT11805-2008《水轮发电机组自动化元件(装置)及其系统基本技术条件》规定:电动阀电动装置转动方向与手轮转动方向应一致,()为关。
A.顺时针;B.逆时针;C.中间位置。
答案:A3、单选主站对子站的控制操作,对应于模出量指的是()。
A.遥信;B.遥测;C.遥控;D.遥调。
答案:D4、单选下列表示计算机监控系统可靠性指标平均检修时间的是()。
A.MTBF;B.MTTR;C.MDT;D.MORAL。
答案:B5、单选 PLC是采用()的方式进行工作的。
A.顺序扫描、不断循环;B.定时扫描、分时执行;C.顺序扫描、分时执行。
答案:A6、单选交换机工作在ISO参考模型中的()。
A.物理层B.数据链路层C.网络层D.传输层答案:B7、问答题 DL/T5080-1997《水利水电工程通信设计技术规程》规定通信接地应包括哪些内容?答案:通信接地应包括如下内容:(1)通信设备的保护接地及工作接地;(2)通信电源的接地;(3)其它设施的接地;(4)电缆及布线接地;(5)屏蔽接地;(6)防雷接地。
8、问答题 DL/T578-2008《水电厂计算机监控系统基本技术条件》规定计算机监控系统与各调度级的调度自动化系统间通信的任务是什么?答案:满足调度自动化系统(包括梯级调度)对电厂的遥测、遥信、遥调及遥控功能要求,监控系统应可随时接受各级调度的命令信息,并向它们发送电厂实时工况、运行参数及有关信息。
9、单选《水力发电厂计算机监控系统设计规范》规定:电压等级为()kV及以上的开关站的现地控制单元的CPU,应双重化冗余配置。
A.110;B.220;C.500。
水电站计算机监控系统概论水电站计算机监控系统概论水电站计算机监控系统是利用数字电子计算机对水电站的电能生产过程进行的一种控制.采用计算机控制的目的,是为了提高水电站的自动化水平,提高水电站的供电质量,提高水电站的安全运行水平,提高水电站的劳动生产率和经济效益。
在水电站计算机监控系统中,人们用电子计算机代替传统自动控制中的控制器和控制方法,使控制过程更合理、更灵活、更及时.因此,计算机控制比传统的自动控制和自动化技术有更多的优越性和更大的经济效益。
但是,计算机控制的实现仍然与传统的自动控制和自动化技术有着密切的联系,可以说,计算机控制系统是传统的自动控制技术与计算机技术相结合的产物.水电厂计算机监控系统是一门涉及多种学科和新技术的综合性科学技术,近年来有了较大的进展。
尤其是随着数字电子计算机(以下简称计算机)性能不断提高,价格不断降低,使得计算机在工业生产过程控制、以致水电厂自动化中的应用愈来愈更为广泛。
它的应用对水电厂生产带来了巨大的效益,标志着自动化技术发生的重大变革。
第一节计算机监控系统发展概况和应用意义第一台数字电子计算机于1946年正式投入运行.开始,计算机只用于军事领域。
第二次世界大战后不久,人们就着手将计算机应用于非军事领域.从应用的情况来看,计算机应用于生产控制过程,大体上经历了试验阶段、实用和普及阶段以及分级控制阶段。
1952年首先在化工生产中实现自动测量和数据处理.1954年开始用计算机进行开环控制,操作人员可以根据计算机的分析结果进行参数的调节控制。
1958年工业上第一台闭环计算机在化工生产中投入运行。
由于当时计算机的价格昂贵,可靠性也差一些,因此,计算机控制的发展还是比较缓慢的。
70中代以后,由于小型计算机及微型计算机的功能大大扩展,价格也比较便宜,同时可靠性有了进一步的提高,使计算控控制技术在化工、机械、纺织、航天、交通、冶金、电站等各行各业中,得到了广泛的应用。
水电厂计算机监控系统的发展经历了人工监控,电话调度和远动化(遥测、遥信、遥调、遥控)监控以及以计算机为核心,以现代数据通信为基础的计算机监控系统等三个阶段。
PLC在水电厂计算机监控系统中的实际应用摘要随着计算机技术在各行各业中越来越普遍,计算机监控系统也逐渐广泛运用在了水电厂的自动监控系统中。
计算机可编程控制器具有多种功能,比如通信、数据采集、计时控制、数据运算以及逻辑控制等,因此,在水电厂计算机监控系统的控制系统中起着非常重要的作用。
本文通过一个实例来介绍基于PLC 的计算机监控系统对水电厂控制的应用。
关键词PLC;计算机监控系统;应用1 计算机监控系统概述1.1计算机监控系统对水电厂的意义计算机监控系统已经成为了水电厂的重要组成部分,尤其在水电厂综合自动化系统中成为了一个关键的环节,其主要是为了完成发电机、水轮机、励磁系统、调速器等设备的管理与监控,然后利用计算机的远程操控实现水轮发电机的自动化运转(开启、停止、调相运行等)。
1.2结构及功能1.2.1基本结构对于水电厂的计算机监控系统而言,其主要采用的是全分布开放结构模式,其主要任务是负责完成全厂集中监控任务的电站控制系统和现地控制单元两个部分的管控。
其中前者被称为主控级,后者简称为LCU,现地控制单元以PLC 为基础构成。
这两个部分的组成成分之间存在着层次结构的不同,但都是由软硬件体系、软件控制组成,并且通过了统一的网络程序及运行控制,而主控级则可以实时监控现地控制单元的具体工作情况。
计算机监控系统的往往采用的是双光纤、全分散开放式总线网络作为其内部通信结构,所有主控级设备和各个控制单元都设有独立的数据库,这样就方便互相访问。
1.2.2计算机监控系统的主要功能从目前来看,水电厂的计算机监控系统主要有以下几个功能:进行有效数据的采集、对全厂的安全进行监视、进行科学化的参数运算、控制与调节机械设备、鸣响报警、通信、软件开发以及监控系统的自诊等。
2 计算机监控系统的现地控制单元对于计算机监控系统的现地控制单元而言,主要从以下几个方面探讨:1)结构水电厂的现地控制单元主要由交流电量采集装置、触摸屏、温度巡查装置、转速测量装置、PLC、微机自动准同期装置等组成。
水电站自动化监控系统随着工业技术的发展和社会的进步,自动化技术在各个行业得到了广泛应用,其中水电站也不例外。
水电站自动化监控系统的实施,大大提高了水电站的运行效率和安全性,本文将对水电站自动化监控系统的应用进行探讨。
I. 介绍水电站自动化监控系统水电站自动化监控系统是指通过计算机及相关设备,对水电站的运行状态、发电量、水位、温度等关键参数进行实时监测、数据采集和处理,并能自动控制水电站的运行模式。
通过实时监控水电站的运行情况,及时判断异常情况,确保水电站的安全稳定地运行。
II. 水电站自动化监控系统的优势1. 实时监测:水电站自动化监控系统可以在任何时间,实时监测水电站的运行状态,及时发现问题并采取相应措施,避免发生事故。
2. 数据采集与处理:系统可以全面采集和处理水电站的运行数据,形成数据报表,帮助管理者了解水电站的运行状况,做出科学决策。
3. 自动控制:系统可以自动控制水电站的运行模式,根据需求调整发电机的负载、水位的调节、闸门的控制等,最大限度地提高发电效率。
4. 远程监控:通过网络连接,水电站自动化监控系统可以实现远程监控,管理者可以随时随地监控水电站的运行情况,及时处理异常情况。
III. 水电站自动化监控系统的应用1. 水位监测与控制:通过传感器实时监测水位变化,并根据设定值进行自动控制,确保水位在安全范围内波动,以防止洪水或缺水现象的发生。
2. 温度监测与控制:利用温度传感器对水电站的温度进行监测和控制,以确保水电站各个设备的工作温度在正常范围内,避免设备过热引发事故。
3. 发电机负载调节:通过自动化监控系统,对发电机的负载进行实时监测和调节,保持发电机运行在最佳工况,提高发电效率。
4. 水电站设备故障诊断与处理:系统具备故障诊断功能,能够及时检测出设备故障,并发出警报,管理者能够及时处理,避免更大的事故发生。
5. 数据报表与分析:自动化监控系统可以采集大量运行数据,并生成相应的报表和分析图表,帮助管理者了解水电站的运行情况,及时制定改进方案。
水电站计算机监控系统的概述摘要:计算机监控技术是一门极具综合性的技术科学,是计算机技术、通信技术、数据库技术、硬件技术、自动化技术等多种技术的有机融合。
关键词:计算机监控系统;软件;集成化;数据库;0引言:进行计算机监控的目的就是通过对电站各种设备信息进行采集、处理,实现调节、保护、监视以及控制,从而保证水电站中的设备充分利用水能,并能够安全稳定运行,按照电力系统的要求进行优化,在保证电能的质量的同时又减少运行与维护成本,改善运行条件,以实现“无人值班,少人值守”。
1水电站计算机监控系统的发展概况早在上个世纪六十年代,计算机技术已开始渐渐应用于水电站,起先用于工况的监测,到了后来,开始进入到控制领域。
计算机技术的应用改变了电站中控室的面貌。
计算机显示器替代了以往巨大的显示屏;运行人员过去操作的把手、按扭开关等变成了计算机键盘和鼠标。
周期性的监测和控制调节工作都由计算机系统去完成。
这样一来,运行值守人员的劳动强度大大减轻,也不再需要大量的人力支持,并由此出现了“无人值班,少人值守”的水电站。
2计算机监控系统的作用水电站计算机监控技术的应用,大大改变了水电站的值守方式,使水电站从此实现了自动化,减轻了运行人员的劳动强度,减少了水电站的运行人员数量,运行人员对设备的操作工作量大大减少,使水电站实现了“无人值班,少人值守”。
水电站运行人员减少的同时,也减少水电站的运行费用及发电成本,达到减员增效的目的。
水电站计算机监控系统的实现,使得水电站值守人员的职能发生了转变,把运行人员从对水电站设备的操作向对水电站设备的管理进行转化,这样一来电站值守行人员有更多的时间和精力花在水电站设备的维护保养上,保证水电站设备的可用性、安全性以及完好性,延长水电站设备的检修周期及使用寿命,水电站设备的一些调节、重复操作、运行状态及参数的记录则由计算机监控系统自动完成而不需人为干预。
水电站实现计算机监控后,电站的工作人员可将节省下来的时间用来提高自己的技能,以提高对电站的运行管理水平。
水电厂实现计算机监控的目的1.提高安全运行水平安全运行是水电厂最重要的任务。
为保证水电厂的安全运行,必须对水电厂的运行工况和设备进行经常的严密监测。
水电厂需要经常监测的信息量与水电厂容量和机组台数有关,大型水电厂的信息量可以多达数千甚至数万。
如葛洲坝水电厂约有 2027 个模拟量、3132个开关量和134个脉冲量。
因人的反应能力有限,靠人工监视不能及时发视问题,结果可能导致事故的发生。
计算机能迅速采集和处理大量信息,弥补了人的能力局限性,因而能迅速发现异常以便及时采取措施,防止事故的发生,大大提高了水电厂安全运行的水平。
2.提高经济效益水电厂实现自动发电控制以后,可以使水电厂经常处于优化工况下运行,达到多发电、少耗水的目的。
梯级水电厂实现全梯级优化运行后,可以进一步节约宝贵的水电资源,提高经济效益。
我国一些水电厂运行实践表明,平均效益约为1%。
具体效益的大小随水电厂的类型而异,具有调节性能强的水库和负荷曲线变化大的水电厂的经济效益尤为显著。
梯级水电厂实现经济运行后的效益更大,可达百分之几。
3.减少运行值班人员水电厂采用计算机监控以后,监测和操作大多由计算机系统进行,运行值班人员只是在旁进行监视以及进行少量的键盘和鼠标操作,工作量大大减少,劳动强度大大减弱。
因此,可以大大减少运行值班人员,有的水电厂甚至可以实现无人值班。
主厂房一般可不设人值班,中控室只留一、两人值班。
大型水电厂完全没有人值班在现阶段还是不合适的。
控制后,每次值班只需1人。
我国沙田水电厂,总容量54MW,原来职工总数为300人,实现计算机控制后,减为40人,其中运行人员不到20人。
运行值班人员减少后,相应的生活建筑和社会文化设施也可减少,从而大大节约投入。
浅析水电站计算机监控系统摘要:水电站计算机监控是指通过对电站各种设备信息进行采集、处理,实现自动监测、控制、调节和保护。
作为水电站运行管理的主要组成部分,计算机监控系统在水电站的运用提高了水电站的自动化程度和经济效益。
本文先对国内水电站计算机监控系统的发展进行了简要分析,介绍了水电站计算机监控系统的类型、结构及应用原则,重点讨论了水电站计算机监控系统的意义。
关键词:计算机监控系统发展类型结构应用原则在我国小型水电站自动控制系统基本采用大中型水电站的“集成型”模式;水电站二次设备的组成部分有:以可编程控制器(PLC)为核心的现地控制单元、调速器、励磁装置、同期装置、保护等设备都是按功能划分的微机型产品,加上油、气、水、厂用电等辅助设备的自动控制,因缺乏标准化规条,要实现多种设备的接口、通讯,与大型水电站相比,在系统复杂程度上相当,增加了水电站运行和维护的复杂性和用户的投资。
为克服“集成型”模式存在的结构复杂、运行维护不便利、投资大等问题,“专用型”自动控制系统的研究与开发现已开始在国内进行了。
1 水电站计算机监控系统的类型、结构与应用1.1水电站计算机监控系统的类型水电站计算机监控系统一般按照计算机的作用、系统结构、配置、控制的层次、功能与操作方式进行分类。
其中CCSC方式的两种控制系统可独立运行,结构较复杂,价格较高,优点是两套系统互为备用,可以切换,可靠性高。
而取消常规设备的全计算机控制方式实际上是CBSC的延伸,要求进一步提高计算机系统的冗余度和可靠性,投资较大,应用前景佳。
1.2水电站计算机监控系统的结构模式1.2.1集中式监控系统集中式监控系统是对整个水电站的运行进行集中监视与控制。
目前,该模式已不在大、中型水电站中采用。
但对于在机组容量小、机组数量少、送变电设备较少、主接线简单的小型水电站,该结构模式应作为参考模式,可节省投资。
1.2.2分层分布式监控系统分布式监控系统的主要特征是控制对象分散,以控制对象为单元设置多套相应装置,形成控制单元,完成控制对象的数据采集和处理等。
水电站计算机监控系统的发展概况第一部分基础理论水电站计算机监控技术是一门综合性很强的科学,它是水电站硬件技术、计算机技术、通信技术、数据库技术、网络技术和自动化监控技术等多种技术的有机融合。
要深入了解水电站计算机监控技术,必须先了解水电站监控系统的各种基础装置、计算机应用基础、数据通信基础以及计算机监控系统的模式和配置等内容。
在后面的学习中,我们将逐步理解水电站计算机监控技术的深刻内涵。
第1章概论安全经济运行是水电站最根本的任务之一。
随着国民经济的持续发展,电力需求迅猛增长,兴建的水电站越来越多,其容量也越来越大,如正在建设的三峡水电站,总装机容量高达18200MW。
为了实现安全发供电,需要经常监测的量成千上万,需要实现的控制功能也越来越复杂。
特别是抽水蓄能电厂的出现,机组的工况不仅有发电、调相,而且还有抽水、各种工况之间的相互转换,使控制功能进一步复杂。
为了实现水电站的优化运行以期达到整个系统的的经济运行,需要进行的计算更为复杂。
以上这些复杂的工作使原来在水电站上广泛使用的布尔逻辑型自动装置越来越难以胜任,因此采用更为先进的技术成了迫不及待的任务。
与此同时,计算机科学发展异常迅猛,技术日新月异,其性能日趋完善,而价格日益下降,这为计算机监控取代常规的布尔逻辑型自动装置提供了良好的物质基础。
早在20世纪70年代,计算机已开始应用于水电站,起先用于各项离线计算和工况的监测,后来,逐渐进入到控制领域。
它经历了一段从低级到高级,从顺序控制到闭环调节控制,从局部控制到全厂控制,从电能生产领域扩展到水情测报、水工建筑物的监控、航运管理控制等各个方面,从监控到实现经济运行,从个别电厂监控到整个梯级和流域监控的发展过程。
出现了一批用微机构成的调速器、励磁调节器、同期装置和继电保护装置等。
多媒体技术应用使电厂中控室的设计发生了巨大的变化。
巨大的模拟显示屏正在逐渐被计算机显示器所代替;常规操作盘基本上已被计算机监控系统的值班员控制台所取代;运行人员的操作已从过去的扭把手、按开关转为计算机键盘和鼠标操作。
《水电站计算机监控技术与应用》教学大纲《水电站计算机监控技术与应用》教学大纲课程名称:水电站计算机监控技术与应用;Computer Supervisory Control Technology and Application for Hydropower Stations学时数: 60学分:3.5课程类别:限定选修课先修课程:《计算机文化基础》、《发电厂电气部分》、《PLC 原理及应用》一、课程的性质与任务《水电站计算机监控技术与应用》是发电厂及电力系统专业的一门主要专业课,是一门理论性和实践性都很强的专业课,学生通过本课程的学习掌握水电站计算机监控系统的基本概念、结构、工作原理、功能、考虑和解决问题的基本方法以及基本的操作技能。
为学生毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定基础。
二、课程的教学基本要求1. 掌握水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点;2. 掌握适用于水电站监控系统的各种计算机类型及其特点;3. 掌握水电站计算机监控系统的基本结构形式及其特点;4. 掌握分层分布式水电站计算机监控系统中的电站主控层和现地控制单元的结构及原理;5.掌握实时数据库和历史数据库的概念和作用及两者之间的区别;6. 掌握构成水电站计算机监控系统数据通信系统构成及原理;7. 掌握水电站计算机监控综合自动化系统的含义与组成;8. 掌握水电站计算机监控系统基本的操作、调试与调度运行技能。
三、教学基本内容和教学要求第1章概论1. 基本内容1) 水电站计算机监控系统的发展过程和国内外现状;2) 水电站计算机监控的目的和意义;3) 小型水电站计算机监控系统的特点;4) 水电站综合自动化。
2. 基本要求1) 了解水电站计算机监控系统的发展概况;2) 掌握水电站计算机监控方式的演变过程及各种监控方式的特点;3) 理解在水电站采用计算机监控技术的目的和意义;4) 理解小型水电站计算机监控系统的特点;5) 了解水电站综合自动化的内涵。
1、水电站计算机监控的目的和意义,就是通过对电站各种设备信息1、水电站计算机监控的目的和意义,就是通过对电站各种设备信息进行采集、处理,实现自动监视、控制、调节、保护,从而保证水电站设备充分利用水能安全稳定运行,并按电力系统要求进行优化运行,保证电能的质量,同时减少运行与维护成本,改善运行条件,实现无人值班或少人值守。
具体来说主要有以下几个方面:(1)减员增效,改革水电站值班方式;(2)优化运行,提高水电站发电效益;(3)安全稳定,保障水电站电能质量;(4)竞价上网,争取水电站上网机会;(5)简化设计,改变水电站设计模式。
2、随着计算机技术的不断发展,水电站监控的方式也随之改变,计算机系统在水电站监控系统中的作用及其与常规设备的关系也发生了变化,其演变过程大致如下:(1)以常规控制装置为主、计算机为辅的监控方式;(2)计算机与常规控制装置双重监控方式;(3)以计算机为基础的监控方式;(4)取消常规设备的全计算机控制方式。
3、从国外水电站计算机监控系统发展的实践情况来看,水电站计算机监控系统大体上可分为两种模式。
一种是专用型计算机监控系统,它是以原来传统上从事发电厂设备及其控制的公司,从常规控制的方法为出发点逐渐将计算机技术应用到水电站的控制之中。
该系统特点:其主导思想是按照电站监控原有的要求和习惯,推出的一种“朴实”的监控系统,能满足习惯性的控制要求,且总备品备件的品种和数量都少,但这些备品备件必须由原供货厂家提供。
另一种称为集成型或通用型计算机监控系统,是原来从事计算机技术研究的公司,在将计算机推广到水电站控制的应用中,仍明显地保留了计算机控制的思维方法,并用这种方法来改造或适应水电站控制的要求。
该系统特点:由于直接采用通用的控制计算机和接口,国内较容易选购备品和进行维护。
由于控制计算机的研究和监控系统其余部分的研究可以分开进行,技术更新快,哪一部分有新技术都可部分改进,适宜于计算机技术飞速发展而价格迅速下降的今天。
1、水电站计算机监控的目的和意义,就是通过对电站各种设备信息进行采集、处理,实现自动监视、控制、调节、保护,从而保证水电站设备充分利用水能安全稳定运行,并按电力系统要求进行优化运行,保证电能的质量,同时减少运行与维护成本,改善运行条件,实现无人值班或少人值守。
具体来说主要有以下几个方面:(1)减员增效,改革水电站值班方式;(2)优化运行,提高水电站发电效益;(3)安全稳定,保障水电站电能质量;(4)竞价上网,争取水电站上网机会;(5)简化设计,改变水电站设计模式。
2、随着计算机技术的不断发展,水电站监控的方式也随之改变,计算机系统在水电站监控系统中的作用及其与常规设备的关系也发生了变化,其演变过程大致如下:(1)以常规控制装置为主、计算机为辅的监控方式;(2)计算机与常规控制装置双重监控方式;(3)以计算机为基础的监控方式;(4)取消常规设备的全计算机控制方式。
3、从国外水电站计算机监控系统发展的实践情况来看,水电站计算机监控系统大体上可分为两种模式。
一种是专用型计算机监控系统,它是以原来传统上从事发电厂设备及其控制的公司,从常规控制的方法为出发点逐渐将计算机技术应用到水电站的控制之中。
该系统特点:其主导思想是按照电站监控原有的要求和习惯,推出的一种“朴实”的监控系统,能满足习惯性的控制要求,且总备品备件的品种和数量都少,但这些备品备件必须由原供货厂家提供。
另一种称为集成型或通用型计算机监控系统,是原来从事计算机技术研究的公司,在将计算机推广到水电站控制的应用中,仍明显地保留了计算机控制的思维方法,并用这种方法来改造或适应水电站控制的要求。
该系统特点:由于直接采用通用的控制计算机和接口,国内较容易选购备品和进行维护。
由于控制计算机的研究和监控系统其余部分的研究可以分开进行,技术更新快,哪一部分有新技术都可部分改进,适宜于计算机技术飞速发展而价格迅速下降的今天。
4、水电站分层分布式监控系统具有以下特点:
优点:(1)提高系统的可靠性。
凡是不涉及全系统性质的监控功能可安排在较低层实现,提高了响应性能,减轻了控制中心的负担,减少大量的信息传输,提高了系统的可靠性;即使系统的某个部分因发生故障而停止工作,系统的其他部分仍能正常工作,分层之间还可以互为备用,从而也提高了整个系统的可靠性。
(2)提高了系统的灵活性和经济性。
可以灵活地适应被控制生产过程的变更和扩大,可实施分阶段投资,提高了系统的灵活性和经济性。
需要传送的信息量减少,敷设的电缆也大大减少,有利于减少监控系统设备的投资。
(3)提高系统的工作效率。
各级计算机容量和配置可以与要实现的功能紧密地配合,使最低层的计
算机更为实用,系统的工作效率更加提高。
缺点:整个系统的控制比较复杂,常常需要实行迭代式控制;系统的软件相对复杂,需要很好地协调。
分层分布式监控系统结构简图:
5、现场总线是应用于现场仪表与控制系统和控制室自动化系统之间的一种全分散、全数字化、双向、互联、多站的信息通信链路,实现相互操作以及数据共享。
现场总线的主要目的是用于控制、报警和事件报告等工作。
现场总线一般包括物理层、数据链路层、应用层。
考虑到现场装置的控制功能和具体应用增加用户层。
开放性、分散性与数字通信是现场总线系统的最显著的特征。
6、水电站分层分布式监控系统一般分成:电站主控层,现地控制单元层,网络通信层。
电站主控层主要功能:(1)数据采集功能;(2)数据处理功能;(3)监测功能;(4)控制与调节功能;(5)人机接口功能;(6)事故追忆功能;(7)事件记录功能(8)统计计算功能(9)打印功能(10)数据通信功能(11)时钟同步功能(12)自诊断功能和故障处理(13)优化运行等。
网络通信层:完成电站主控层和现地控制单元层之间的链接,它是电站主控层和现地控制单元层进行数据交换的通道。
现地控制单元层主要功能:(1)数据采集功能;(2)数据处理功能;(3)控制和调节功能;(4)保护功能;(5)通信功能;(6)时钟同步功能;(7)自诊断及自恢复功能;(8)人机接口功能。
7、电站主控层安装有水电站计算机监控系统的实时数据库、历史数据库、历史数据库管理平台、实时数据库管理平台、上位机(工作站中的工控机)软件系统和人机接口界面等。
电站主控层工作原理:现地控制单元层的数据首先采集进实时数据库,一方面,上位机软件根据设定的时间,通过实时数据库管理平台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平台进行管理,操作运行人员可以依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,实时数据库的数据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。
8、电站主控层与现地控制单元层设备组成:电站主控层一般由操作工作站、通讯工作站和培训工作站等多个工作站、网络设备、语音报警设备、模拟返回屏、卫星同步时钟(GPS)以及防雷保护设备等组成;一般由现地工控机、PLC、现场总线、微机调速器、温度巡检、微机保护装置、微机同期装置、智能电参数测量仪以及其他智能设备组成。
9、水电站实行厂内经济运行就是在给定系统负荷条件下,水电站在某一水头下运行,对水电站各机组的动力特性曲线、最优工作机组台数和组合、机组的合理启停以及在各运行机组间有功负荷的最优分配方案进行分析和研究,得到水电站厂内最优运行方式,用以指导水电站的实际运行,并执行自动发电控制AGC和自动电压控制AVC,以获得水电站运行的最大效益。
水电站厂内经济运行系统一般由经济负荷分配程序,机组开停机决策及运行机组最佳组合程序,以及主接线连接状态分析程序,出现故障时切换机组自动选择程序,自动发电控制程序AGC、自动电压控制程序AVC等组成。
10、水电站计算机监控系统的调试主要包括:(1)保护装置自检。
调试状态下,保护装置可运行自检程序进行自检,当检查出硬件故障,则给出硬件故障信号,提示继电保护人员或运行人员处理;(2)输入信号检查。
调试状态下对输入保护装置的模拟信号、开关量信号进行检查,用于核对数据和状态;(3)出口信号检查。
对保护装置的出口信号进行检查,以保证出口动作回路完好;(4)时钟整定。
保护装置首次使用时应对时钟进行设置,使保护装置在保护动作时能记录下正确时间;(5)模拟试验,调试状态下进行各种保护动作的模拟试验,以验证保护动作的可靠性;(6)保护整定值检查和设置。
调试状态下通过显示器和薄膜键盘可以检查保护整定值,并可对保护整定值进行设置修改。
水电站计算机监控系统的维护主要包括:(1)投运初期的维护;(2)检修维护;(3)日常维护;(4)装置异常及紧急处理(5)保护动作后的处理
11、励磁调节器是发电机中极其重要的一部分。
性能优的励磁控制器可以保证同步发电机运行的可靠性与稳定性。
在正常运行时,励磁调节器供给发电机励磁电流,并根据发电机负载的变化作相应调整,以维持发电机机端电压或电网中某一点电压在给定水平上。
当发电机突然甩负荷时,它实行强行减磁以限制机端电压,使其不会过度升高。
此外,当几台发电机并列运行时,通过励磁控制器的作用可使无功功率在机组间得到稳定和合理的分配。