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水电站计算机监控系统概述随着计算机技术的发展国内外在水电站自动控制上普遍采用计算机监控技术，或利用计算机控制系统与电站常规控制系统相结合对水电站设备进行控制，或利用计算机监控系统直接对水电站设备进行监控。
水电站计算机监控系统是指整个水电站设备的控制、测量、监视和保护均由计算机系统来完成。
它替代了常规控制设备，监视测量表计，完成机组的开停机控制，断路器等开关设备的控制，完成电站的优化运行，自动发电控制，自动电压控制，电站机组、变压器、线路等各种运行设备的参数在线监视，越限参数报警、记录、历史参数查询，事故追忆，报表的打印，完成监控系统设备的自检，实现对整个电站所有的设备进行控制、测量、监视和保护。
水电站的中控室负责管理和控制整个电站的正常运行，为了保证运行的可靠性和经济性，必须收集全场各个设备的实时运行资料，以便及时做出响应。
计算机监控系统正是基于以上理念，充分利用计算机控制技术、通讯技术、PLC和网络技术将各个机组LCU、励磁调节器、调速器等连接起来，集中监控电站各台机组的运行，以实现整个电站的经济运行。
随之计算机和网络技术的发展，计算机监控系统的技术同样也在迅速发展，新的控制系统结构、新的控制装置、新的软件等不断涌现，未来的发展趋势是网络化、智能化、人性化、软件组态化、控制无人化方向发展。
网络化：计算机监控系统的快速发展也是立足于计算机和网络技术的发展，在监控系统中有上位机、现地控制单元等各种各样的计算机及计算机控制装置，若它们不形成网络，则不能实现数据共享，不能充分发挥出计算机控制系统的优越性，只能起到代替常规自动控制设备的作用。
因此，计算机监控系统势必向网络化发展。
它是数据实时共享的需要，是装置共享的需要，是调度自动化和系统扩展的需要。
智能化：计算机和网络技术的高速发展，使人工智能技术得到了迅速发展，人工智能技术在机器人，汽车等领域得到了广泛的应用。
智能化也是计算机监控系统的一大发展方向。
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。
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。
水电站计算机监控系统的概述摘要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。
本文先对国内外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目的意义。
关键词计算机监控系统；发展；类型结构；应用原则1 水电站计算机监控系统的发展1.1 国外的发展状况水电站计算机监控技术在欧美等一些工业发达国家得到较快且先进的发展，人们普遍将计算机监控技术、水电站自动控制水平及自动控制功能、性能等技术运用到在水电站监控系统上，使得减少了水电站的运行成本。
水电站计算机监控系统的特点有集成度高、占地面积小、外部电缆数量少，水电站造价底。
国外水电站自动控制系统主要有两种模式：一种是通用开放型模式，基于可编程控制器（PLC）功能分布的“集成型”；另一种是功能集中专用模式的“专用型”。
在发达国家现已广泛采用技术成熟的“集成型”小水电站自动控制系统，但由于价格较高，仍较难在发展中国家推广。
近几年来，为开拓发展中国家市场，很多国外公司开始致力研究开发适用于发展中国家小型水电站技术水平的“专用型”自动控制系统。
在技术方面来看，“专用型”的开发是专门针对经济水平较低的地区，虽处于初始阶段，技术尚不够成熟，但市场潜力较大，发展势头好。
1.2 国内的发展状况目前，国内水电站自动控制系统在水电站中的应用处在推广阶段，以常规设备为主，水电站计算机监控系统被较多的采用在新建的大型水电站中，常规自动控制设备则居多采用在中小型或许多老水电站中，对于一些技术稍领先的中小型水电站，或在常规自动控制系统的基础上加上计算机监测系统，或加上计算机功能控制单元，或将计算机功能控制单元改换成常规自动控制系统。
由此可见，计算机监控技术在水电站自动控制系统中的运用是发展的必然趋势。
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。
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。
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A VC，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A VC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。
