水电站综合自动化系统设计(一)

水电站自动化监控系统的设计与实现随着社会的不断发展，人类对各种能源的需求越来越大。

而水电作为一种最为清洁、最为环保的能源，在当今的社会中有着越来越广泛的应用。

为了更好地利用水电资源，提高水电站的产能以及对其进行更加精细的管理，水电站自动化监控系统应运而生。

本文将从设计与实现两个方面对水电站自动化监控系统进行阐述。

一、水电站自动化监控系统的设计1. 系统需求分析在设计水电站自动化监控系统之前，首要的任务就是对系统进行需求分析。

这个过程中需要明确系统的功能、性能以及可靠性等方面的要求。

只有正确地确定这些要素，系统才能够符合实际的操作需求。

2. 系统架构设计在进行系统架构设计时需要考虑以下几点：首先，需要考虑到整个系统的运行效率。

在此前提下，应当尽量简单化整个系统的结构，使得系统的维护与管理更加容易。

其次，在设计系统时，应当尽量避免使用成熟的技术，以便于后期的升级与改进。

3. 系统模块设计在设计水电站自动化监控系统时，需要根据具体的需求将其划分为不同的模块。

具体模块功能可包括：数据采集模块、实时监控模块、预警模块、报警模块等等。

在设计系统模块时需要保持合理的分离，使得各个模块之间的影响可以最小化。

4. 系统接口设计在设计水电站自动化监控系统时，需要考虑整个系统的接口设计。

这个过程中需要考虑到使用者的实际情况，以及所连接的各个系统之间的数据交换关系。

而在进行接口设计时，需要综合考虑各方面因素，如接口协议、数据协议、数据格式、数据解析等等。

二、水电站自动化监控系统的实现1. 系统硬件的选型在实现水电站自动化监控系统时，需要选用合适的硬件设备。

这其中需要考虑到硬件设备的性能与稳定性。

一般来说，选用高性能的硬件设备可以保证监控系统更为稳定，更加可靠。

2. 软件方案的选取在实现水电站自动化监控系统时，需要选取合适的软件方案。

这其中需要考虑到软件的稳定性与可靠性。

一般来说，选用成熟的软件方案可以大幅提高监控系统的可靠性。

基于Citect的水电站综合自动化计算机监控系统设计作者：***来源：《机电信息》2020年第05期摘要：根據云南某电站改造要求，水电站计算机监控系统采用分层分布开放式结构，重点介绍了基于Citect的水电站综合自动化计算机控制系统的设计开发内容，该系统可在提高设备自动化运行水平的基础上，实现减员增效，使电站发挥更大的经济效益，确保电站的安全运行。

关键词：计算机监控系统;Citect;水电站1 概述云南某电站内安装了两台500 kW的水轮发电机组及一台550 kW的水轮发电机组，发电机额定电压为6.3 kV。

电站总装机容量为1 550 kW，相对容量较小，故电站发电机电压侧接线仍选择单母线方式，发电机电压母线上接3台发电机进线、1台主变出线及1台近区变出线。

该电站投产距今已近30年，没有现代化的综合自动化计算机监控系统，不能实现水轮发电机组的一键开停机控制，中控室监控信息残缺不全，不能实时反映现场情况。

本次实施的技术改造工程，利用现代化水电站技术和设备，实现电站综合自动化目标，使电站安全可靠运行，实现水电站“无人值班”（少人值守）的目标，在提高设备自动化运行水平的基础上，实现减员增效，提升运行管理条件和水平，使电站发挥更大经济效益，确保电站的安全运行。

2 工艺及设计要求水电站主要工艺设备有：压力钢管、进水阀、水轮机、发电机、调速器、励磁系统、机组冷却水系统、主变压器、10 kV断路器等。

由压力钢管而来的水经过进水阀，再经过调速器控制的水轮机导水机构进入到水轮机中。

水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子在励磁系统提供的磁场中转动，将机械能转换成电能输出。

最后电能经过主变压器升压后，通过断路器输送给电网。

水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率，为保证这个频率的稳定且与电网一致，就必须控制转子的转速。

为了控制转速，调速器采用闭环控制的方式对水轮机转速进行控制，即采样发出的交流电的频率信号，并将其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中，控制水轮机的输出功率。

泵站自动化系统设计摘要：水电站一般地处偏远地区，生活条件艰苦，为了达到增效扩容的目的，并改善水电站职工的劳动条件，水电站采用“微机自动化系统”将是一个重要的途经，也是降低水电站运行成本的重要举措。

本文将在如何对水电站自动化系统进行设计作一探讨。

关键词：增效扩容；水电站自动化系统；系统设计1 系统设计概述水电站自动化系统是通过控制机组（水轮机、发电机）、主阀、油系统、水系统、气系统、调速器系统、励磁系统、高压设备、大坝闸门等相关设备运行，实现稳定发电为目的。

整体可体现为六遥即遥控、遥调、遥测、遥信、遥脉和遥视。

水电站自动化系统通过遥信（开关量输入或DI）、遥测获得被控设备运行状态，根据既定策略进行遥控（如断路器的分合操作，前池闸门、进水阀门/闸门、各种电磁阀等的打开和关闭、机组开机、机组停机等）和遥调（如并网后的有功、无功调节等）。

通过遥视（即视频监控系统）完成重要设备的直观监视。

2 系统设计依据各种国家标准（GB、GBT）、行业标准、地方标准。

技术协议、供货清单等详细配置清单。

用户、设计院厂家提供的资料图纸。

技术部门现场勘测报告、照片等技术资料。

设计各阶段与用户、设计院沟通的邮件、函件、设联会会议纪要等都是很重要的设计依据。

3 自动化系统主要设备水电站自动化系统通过摆放于现场的各种屏柜、信号采集设备及硬件和软件通讯网络等，来控制与机组相关的设备有序运行，通过合理的监控，最终实现最小成本实现最大发电量的目标。

常见的高速单环行以太网网络形式可参看图1。

自动化系统由如下设备构成。

3.1后台监控设备如操作员工作站、工程师工作站、各种服务器、打印机、中控台、不间断电源等，运行人员通过工作站等对电站内的设备进行监控。

3.2网络通讯设备常用的网络通讯设备有：通讯管理装置、串口服务器、交换机、光纤设备（光纤交换机/光纤收发器设备等）、模拟量信号传输设备、通讯线缆等，该部分设备完成所有智能设备的通讯采集并上送到后台监控系统。

水电站自动化控制流程随着科技的进步和社会的发展，水电站自动化控制系统得到了广泛的应用和发展。

自动化控制系统能够提高水电站的发电效率、减少人力投入、优化能源利用等。

本文将以水电站自动化控制流程为主题，分析其具体的运行过程。

一、引言随着水电站发电的规模和复杂程度的增加，传统的人工操作方式已经无法满足现代化的要求。

自动化控制系统应运而生，其核心目标是实现设备的智能化和自动化。

水电站自动化控制流程是保证水电站正常运行的重要环节，对于提高发电效率和运行安全性具有重要意义。

二、水电站自动化控制流程的基本原理1. 感知阶段自动化控制系统首先需要感知水电站各个节点的运行状态和环境参数。

通过传感器等设备，监测水位、水压、温度、湿度等信息，并将其转化为电信号。

2. 传输阶段在感知阶段获取到的数据需要被传输到中央控制室进行处理。

传输方式一般采用有线或无线通信方式，确保数据的及时和准确传输。

3. 控制阶段中央控制室接收到传输过来的数据后，进行数据的处理和分析。

根据预设的控制策略和运行参数，对水电站的设备进行控制操作。

同时，也会监测设备的运行状态，及时发现并解决潜在问题。

4. 反馈阶段自动化控制系统会实时地获取控制操作后的设备反馈信息，如设备运行状态、电力输出等。

通过与预期结果进行比对，反馈信息可以用于系统的优化和调整，以达到更好的效果。

三、水电站自动化控制流程的优势与挑战1. 优势（1）提高发电效率：自动化控制系统能够对水电站各个设备进行智能化的调度和控制，实现最佳运行状态，提高发电效率。

（2）减少人力投入：自动化控制系统能够代替人工进行繁琐的操作，减少了人力投入，降低了运行成本，且可以避免人为错误。

（3）优化能源利用：通过实时监测和调整，自动化控制系统可以更好地掌握水电站的供需情况，实现能源的合理利用和节约。

2. 挑战（1）系统安全性：自动化控制系统中，涉及到大量的数据传输和处理，系统的安全性和抗干扰能力是必须要考虑的方面。

某水电站综合自动化系统设计摘要：对某水电站综合自动化监控系统的几个主要问题，包括系统硬件结构与配置，机组lcu配置主要功能、现地控制单元、开关站及公用控制单元等进行介绍。

可供中小型水电站综合自动化系统设计参考。

关键词：水电站自动化系统设计中图分类号：tv742 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-545-02一、工程概述某水电站装机3x1000kw，两台s11-2500主变（38.5/6.3kv），一台s11-800近区变（10.5/6.3kv），两台厂变， 35kv出线一回至某变电站。

水电站自动控制改造采用计算机综合自动化系统，按无人值班少人值守方式改造。

整个系统采用全开放的分层分布式系统结构，具备通讯调度的功能，同时预留远方调度、大坝测控系统、等通信接口。

可实现遥测、遥信、遥控、遥调功能。

二、系统结构及配置1、系统结构方案按照水电站计算机监控系统的改造原则和功能设置，为保证计算机监控系统具有安全可靠，经济实用、技术先进功能齐全和便于扩充等技术性能，实现电站无人值班（少人值守）运行的目标，水电站计算机监控系统采用分布式系统总线式网络结构，各单元采用标准模块，既便于功能和硬件的更新和扩展，又方便日常运行的维护。

2、厂站层结构及配置水电站计算机监控系统控制中心设备包括二台主机兼操作员工作站，二机互为冗余热备用，作为电站的控制中枢；一台通讯工作站；一台a4黑白激光打印机；一套网络设备；一套语音报警设备。

（1）主机兼操作员工作站电站控制级配置二台主机兼操作员工作站。

二台主机兼操作员工作站负责全厂的安全监视、控制操作、自动发电控制、自动电压调整、对各lcu及外部系统实时数据的采集和历史数据的处理（包括运行报表、设备档案、运行参数等）、人机对话（包括对运行设备的监视、事故和故障报警，对运行设备的人工干预及各种参数的修改和设置等）、时钟同步和通信管理功能。

（2）通讯工作站用于调度通讯和水情预报，具体配置同操作员工作站。

H9000综合自动化系统在水电站升级改造中的应用【摘要】本文首先介绍中国水利水电科学研究院自动化所h9000 v3.0系统的主要技术特点、配置方式，然后从实践的角度出发阐述了该系统在老水电厂进行升级改造工程上的应用和一些细节上的问题，主要目的是为了能对类似改造项目提供一定的经验和参考。

【关键词】h9000 v3.0；水电厂改造；监控系统0.引言受改造电厂是70年代中期建成投产的老水电厂，在旧系统的工作方式下，效率低下，反应滞后，运行维护人员编制臃肿，该厂于2004年起逐步对全厂4台机组的监控系统进行改造，选用了中国水利水电科学研究院自动化所的h9000 v3.0系统。

此前该系统已被应用于东北白山梯级等近百个大中小型水利水电自动化工程、三峡梯级调度中心及左岸电站计算机监控系统工程，其技术成熟性已经实践充分检验，本文主要介绍h9000 v3.0系统的主要技术特点以及在老电厂升级改造方面的应用。

1.h9000 v3.0系统的技术特色1.1新型的系统结构h9000 v3.0在系统结构上采用了lcu可编程控制器直接挂上以太网的方式，工业控制微机（简称ipc）仅作为现地的辅助控制人机联系设备，系统正常运行时，ipc可以退出运行，避免了其由于机械硬盘等造成的可靠性瓶颈，使lcu的可靠性大幅度提高，基本上可以满足水电厂无人值班运行的要求。

1.2 web浏览h9000 v3.0具有web浏览功能，系统的使用及维护十分方便。

为了确保系统的安全性，可设硬件或软件防火墙。

同样，web浏览功能充分考虑了与h9000系统原有图形界面的兼容性，woix软件可完全识别原h9000系统数据库的图形文件，并且外观效果与oix完全一致，实现了百分之百兼容。

1.3系统集成工具软件h9000 v3.0系统在原开发工具软件的基础上，进一步充实完善，不仅提供ipm交互图形开发系统、dbgen数据库开发系统、pdc综合计算工具软件、controllock控制闭锁工具软件、api接口、detool 数据工程软件，进一步提高了系统开发集成效率和质量，也为设计部门和最终用户提供了有效的系统设计开发手段。

水电站综合自动化监控系统介绍一、概述我国小水电资源非常丰富，居世界第一，全国近1／2地域、1／3县和1／4人口主要靠中小水电供电。

但多数小水电站沿袭几十年来的一贯模式，采用常规设备与技术，自动化程度低下，元器件繁多，体积庞大，操作复杂，维护困难，发挥不了应有的生产效益，也实现不了中小电网或地方电网的调度自动化。

发达国家小水电站技术和设备先进可靠，自动化程度高，实现无人值班。

发展中国家由于经济等原因，小水电站很少采用自动控制技术，即使有也大多从美国或欧洲国家进口。

近几年，国内不少厂家开发了小水电站的自动控制系统，并在经济发达的东部沿海地区得到了大力推广应用，但是，自动化这一先进的技术却无法在经济欠发达的西部地区得到推广，主要原因还是自动控制系统价格偏高。

分析价格，在目前采用的集成型自动控制系统模式下，降价空间已非常小，必须从设计的理念上进行创新，开发拥有自主知识产权且适合我国特点的小水电站新型监控设备，使性能和价格都可以满足经济欠发达的西部地区的小水电站要求，并为小水电代燃料生态保护工程和农村水电现代化提供技术支持。

二十世纪九十年代，随着计算机和信息产业技术的进步以及电力事业的蓬勃发展，对水电站自动化提出了越来越高的要求。

“无人值班（少人值守）”的工作自1994年开展已有十年，并取得了很大的成绩，30多个大中型水电厂已通过原国电公司组织的无人值班验收，电厂技术和管理水平大大提高，减人增效成果显著。

但对于国内已建和正在建设的大批中小型水电站由于资金原因以及缺乏可供选用的性能价格比合适的自动化设备，其自动化水平的提高和“无人值班（少人值守）”的实现还有很多工作要做。

水电站自动控制功能包括机组的数据采集和顺序控制、励磁、调速、自动准同期等，以及各设备的保护，再加上风、水、气、油、厂用电等辅设系统，中小水电站提高自动化水平，实现无人值班有重大的意义。

水电站微机综合发电控制系统就是在这样的背景下研制开发的，它是集计算机监控、数据采集与处理、顺序控制、励磁、调速、自动准同期、测速、功率调节、水机及电气保护等多项功能为一体的综合发电控制装置。

前言本系统是一种小水电站完全无人值班综合自动化控制系统，采用分层、分布式，数字化、网络化架构，整个系统分现场实控网（也称现地控制单元或现场总线）、现场网络、基于互联网远程网络监控中心，采用自主研发的硬件模块和软件平台，完成水电站测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护、输配电、直流电源系统、水位(水库、前池、尾水的水位）等现场监控操作、远程网络监控操作.远程监控中心或监控机，通过互联网、现场网络实时采集、监控各水电站的各现场实控网（如发电机实控网、输配电实控网、水位监控实控网、直流电源实控网）中的参数,并进行数据处理和保存，由监控中心进行动态监管，及时掌握各被监控水电站的各发电机组、输配电设备情况，杜绝安全隐患，实施智能化调度运行.一、技术特点和主要功能(一)技术特点：1.开放性的网络：监控中心将以太网、互联网当通道,可直接访问、操作现场实控网的内存和引脚；2.系统可互访,实时性强;3.系统结构有高度分散性，现场环境的强适用性；4.系统具有极高的性价比；5.系统通信安全性高；6.全数字化通信。

(二)主要功能：1.对发电机组，可实现远程或现场开、停机,按设定的有功、无功运行；可远程或现场调节有功、无功。

2.可远程或现场监控、采集发电机运行参数、输配电设备状态及其电参数和非电参数、直流电源系统参数，具有应急报警功能;后台计算机可根据用户需要将采集参数进行分析和存储，对存储数据可历史查询。

3.可远程或现场设定发电机运行参数及其保护整定值,可设定主变、线路保护整定值；4.可远程或现场监控、采集水库（或前池)水位、尾水水位,根据水位智能调节发电机负荷，最大程度的有效利用水力资源,提高发电效益，并分析各小电站的各机组发电效率。

5.有远程拍照、录音功能，具有图像、音频存储、回放等功能.二、整个系统功能说明本系统采用分层、分布式，数字化、网络化架构，整个系统分现场实控网、现场网络、基于互联网远程网络监控中心，可完成水电站测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护、输配电、直流电源系统、水位（水库、前池、尾水的水位)等现场监控操作、远程网络监控操作.其系统框图如下：技术路线图如下：单座电站无人值班电站技术路线示意图多座电站无人值班技术路线示意图系统流程（以开停机指令来说明系统流程):远程开停机是指通过远程监控机（中心）对发电机组进行开机和停机指令的操作。

水电站的自动化控制系统设计与实现引言在现代社会中，能源的需求与日俱增，对于清洁、可再生能源的发展也越来越重视。

水电站作为一种常见的清洁能源发电方式，在能源行业中具有重要的地位。

为了提高水电站的效率、安全性和可靠性，自动化控制系统被广泛应用于水电站的设计与实现中。

本文将探讨水电站的自动化控制系统的设计与实现方法，以及其对于水电站运作的重要性。

1. 水电站的基本原理水电站是利用水能转化为电能的发电设施。

其基本原理是利用水流的动能驱动水轮机，再经过发电机的转化将机械能转化为电能。

为了保证水电站的正常运行，需要有一个可靠、高效的控制系统来实现对水轮机和发电机的控制。

2. 自动化控制系统的概述自动化控制系统是指利用计算机技术、仪器仪表和传感器等设备，对生产过程进行全面、自动控制的系统。

在水电站中，自动化控制系统扮演着重要的角色，通过实时监测和控制水轮机的转速、水流量、水位等参数，实现对水电站的运行进行全面而精细的控制。

3. 自动化控制系统的设计在水电站的自动化控制系统设计中，需要考虑多个方面的因素，包括安全性、可靠性、灵活性和经济性等。

首先，安全性是自动化控制系统设计的重要考虑因素之一。

水电站作为一种特殊的设施，其工作环境相对复杂，存在一定的安全风险。

因此，在设计自动化控制系统时，应该考虑到水电站运行过程中可能发生的各种安全事件，并采取相应的措施来保证设备、人员和环境的安全。

其次，可靠性也是自动化控制系统设计中的一个关键点。

水电站作为能源发电设施，需要保证其在各种环境条件下都能稳定运行。

因此，在自动化控制系统的设计中，应该采用可靠的传感器和仪表设备，以及稳定的控制算法，保证水电站的可靠性和稳定性。

同时，灵活性也是自动化控制系统设计中需要考虑的因素之一。

随着技术的不断发展，水电站的设计和运行方式也在不断变化。

因此，自动化控制系统的设计应该具有一定的灵活性和可扩展性，以适应新的技术发展和需求变化。

最后，经济性也是自动化控制系统设计的一个重要目标。