水电站计算机监控系统106页PPT

二、水电厂计算机监控技术的应用
1、水电站计算机监控系统的定义 2、目的：提高水电厂的自动化水平，以保证 水电厂的发电质量、安全运行水平、劳动生产率和 经济效益 3、水电厂监控系统的发展：人工监控、电话 调度和远动化（遥测、遥信、遥调、遥控）、以计 算机为核心以现代数据通信为基础的计算机监控三 个阶段。
多，国家西电东送计划 3、电网的电能生产方式更加多样：水电、火电、
热能发电、核电（与火力发电及其相似） 4、多样化的电力用户对供电的可靠性、稳定性
和电能质量提出了更高要求
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大亚湾核电站
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一、水电厂生产过程的特点
1、水电厂发电计划取决于水情及水库调度计 划
2、水电厂的机电系统监控功能复杂，要求高
水电站计算机监控技术
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
现代水电站采用计算机监 控系统来提高自动化水平
的必要性
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绪论
电力电能生产、输送、销售的特点： 1、电网的容量大 2、电源分布更加合理：各区域横向联系愈来愈
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路由器(router)
• 路由器工作在OSI体系结构中的网络层， 这意味着它可以在多个网络上交换和路 由数据数据包。路由器通过在相对独立 的网络中交换具体协议的信息来实现这 个目标。
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ห้องสมุดไป่ตู้换机（switch）
• 交换机（switch）就是一种在通信系统 中完成信息交换功能的设备。 在计算机 网络系统中，交换概念的提出是对于共 享工作模式的改进。
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• 水电厂“无人值班”(少人值守)是国内水电厂自动化 改造的主要方向，发达国家很多水电站均实现了这一 功能，几个人就能完成一座水电站的运行操作。

规模与能力
丹江口水电厂是世界上最 大的水电站之一，总装机 容量为22,700兆瓦，年发 电量约为80亿千瓦时。
主要功能
丹江口水电厂的主要功能 是发电、防洪、灌溉和供 水。
丹江口水电厂的历史与发展
建设背景
丹江口水库是在20世纪50 年代为了解决汉江中下游 的洪水灾害而兴建的。
建设历程
丹江口水电厂于1968年开 工建设，历时20多年完成 。
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总结与展望
丹江口水电厂计算机监控系统的成功经验与启示
成功经验
实现了对水电厂的全面监控：丹江口水电厂计算机监控系统成功实现了 对水电机组、电气、水情等全面监控，提高了监控的实时性和可靠性。
提高了水电厂的运营效率：通过自动化监控和数据分析，丹江口水电厂 提高了对故障的检测和处理效率，减少了停机时间，提高了运营效率。
课件
汇报人：
目录
• 丹江口水电厂概述 • 计算机监控系统在丹江口水电厂的应用 • 丹江口水电厂计算机监控系统的构成与功能 • 丹江口水电厂计算机监控系统的实施与维护 • 总结与展望 • 参考文献
01
丹江口水电厂概述
丹江口水电厂简介
01
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地理位置
丹江口水电厂位于中国湖 北省和河南省的交界处， 是丹江口水库的一部分。
计算机监控系统的引入
为了解决上述问题，丹江口水电厂引入了计算机监控系统，旨在提高电力生产 管理的效率和准确性。
计算机监控系统在丹江口水电厂的应用效果
数据采集与处理能力提升
计算机监控系统能够实时采集和存储大量数据，并通过数 据处理技术对数据进行清洗、分析和挖掘，提高了数据处 理的速度和准确性。
管理效率提高
丹江口水电厂计算机监控系统的特点与优势

监控系统功能概述
监控系统电站级功能
数据采集与处理
电站级计算机能自动采集整个电站内各现地控制单元的各类实时数据， 包括模拟量、开关量、数码量、电度量和事件顺序记录（SOE）等， 进行数据有效性校核，存入数据库，用于显示器屏幕画面更新、控制 调节、记录检索、操作指导及事故分析。事故报警信号优先传递，并 登录事故发生的时间。在任何时候均可由操作员或应用程序发命令采 集任何一个现地控制单元级的过程输入信息。
现地控制
运行人员通过现地控制屏上的触摸屏或控制开关、按钮，实现机组的自动运行和分步 运行。在机组LCU屏上设有带保护罩的手动紧急停机按钮和紧急关进水口事故门按钮。 现地控制单元LCU上设置有“远方/现地”方式转换开关，只有当LCU上的方式转换开 关切至“远方”时，才能由中控室操作员站或省中调计算机监控系统控制。
硬件配置说明
通信工作站
1套
机型：采用美国HP公司XW4300型工作站
硬件配置：
CPU：Pentium4 2.8GHz
内存：512MB
硬盘：80GB×2
软驱：3.5英寸1.44MB
光驱：Co/1000M以太网接口
声卡
图形显示卡
标准键盘和鼠标
智能八串口板及附属设备
电力Modem
监控系统功能概述
(4)无功功率联合控制（自动电压控制AVC）
根据给定的全厂总无功功率设定值，按相应分配 原则分配到参加AVC的机组，并能进行闭环调节 和开环指导；
根据给定的电站220kV母线电压范围，调整全厂 或单机无功，并能进行闭环调节和开环指导。
AVC程序考虑各种安全条件和限值的限制。即： 无功功率联合控制程序保证机组无功出力及端电 压在稳定运行范围内。
(5) 紧急控制

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自动发电控制AGC
任务：满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的 方式控制整个水电厂的有功功率来达到电力系统的需要。 根据给定的电厂需发功率，同时考虑调频和备用容量的需 要，计算当前水头下电厂的最佳运行机组台数和组合。 根据供电可靠性、设备的实际安全和经济运行状况确定运 行机组的台号。 在应运行机组间实现负荷的经济分配。 校核各项限制条件，如机组振动区等。
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分层分布式
• 分层分布式按功能划分： 1、驱动层：各个阀门、泵、断路器等控制 2、功能组控制层：油、水、气系统控制 3、机组控制层：运行方式控制，如开、停机 4、电厂控制层：全厂综合运行控制
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开放式系统
全厂由统一的接口标准，由多个不同厂商提供 的硬件和软件组成。 体系机构模块化 模块接口标准化 功能处理分布化 应用软件的可移植性 不同系统间的相互操作性
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• 开关量：现场开关的位置信号，转换后为0和1的数字信号，分为中断 型和非中断型开关量。 现场开关的位置信号，经电位变换后转换为0和1的的数字信号。按性 质分开入和开出两种，开入开关量分为中断型和非中断型（扫查量） 开关量两种。
中断量：事故信号、断路器分合以及重要继电器保护的动作信号以硬 接线方式送入监控系统，计算机监控系统将以中断方式迅速响应这些 信号，并自动进入中断处理程序来进行处理并报警（此类信号的动作 将直接影响机组的动作流程），采用无源接点输入、中断方式接收的 方法引入事故信号，一旦这些信号发生变化，计算机监控系统必须立 即进行采集处理，并对断路器的位置信号、继电保护信号和安全自动 装置的动作进行顺序记录，以作事故分析的重要依据。
水电站计算机监控系统课件(中 广核)

生机： 第一代电力系统计算机监控系统诞生
水电厂计算机监控系统
1 事故、教训与生机
▪ 1977年7月13日第二次美国纽约大停电及其教训
水电厂计算机监控系统
1 事故、教训与生机
教训：
（1）计算机监控系统的发展不适应电网扩大的需要； （2）必须提高计算机监控系统的可靠性； （3）基础自动化的改造不容忽视。
水电厂计算机监控系统
二、采用计算机监控系统必要性
1 事故、教训与生机 ❖ 1965年11月9日第一次美国纽约大停电及其教训
水电厂计算机监控系统
1 事故、教训与生机
教训：
（1）电力系统自动化信息不能满足联网系统 的复杂性要求；
（2）急需加快计算机监控系统的建设步伐； （3）多区域电力系统的协调调度问题亟待解决。
水电厂计算机监控系统
4 水电厂计算机监控系统的总体发展
高级
多人值班 无人值班
单厂监控 梯级运行 机组监控 经济运行
电能生产 综合监控
低级
局部控制 全厂控制
顺序控制 闭环调节
水电厂计算机监控系统
5 国外水电厂计算机监控系统发展概况
❖ 法国水电开发及计算机监控的发展概况
水电厂数量：4780座 装机容量：22900 MW 需值班人员场所：14个，3个在电厂，其余在控制中心 值班方式：无经常值班人员，联合调度，在家值班
3 水电厂采用计算机监控系统的优点
（1）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律 （2）计算机监控系统具有记忆和判断的能力 （3）计算机监控系统具有分时操作的能力 （4）能够对电力生产过程进行连续实时监视 （5）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、
物料平衡等，实现经济运行 （6）减少运行人员,提高劳动生产率 （7）实现远程监控

适用对象：新建大、中型水电厂
老电厂的技术改造 典型应用：新安江水电厂 大广坝水电厂 万安水电厂
二、基本类型
新安江水电厂
浙江省钱塘江上游新安江上，距杭州市170km,混凝土宽缝 重力坝，最大坝高105m，水库总库容220亿m3。总装9台，总容 量66.25万kW，1960年首台投产，1977年全部投产。
任务：工况的转换、有功、无功 调整、数据采集处理、运 行参数 检测报警、与上一 层信息交换等 特征：监控子系统，按设备分布 要求：稳定可靠 可独立工作
三、基本结构
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分层分布式计算机监控系统
水电厂控制层次的划分 （4）电厂控制层
在独立水电厂中，这一层 是控制系统中的最高层，用于 控制整个水电厂的运行。
三、基本结构
3
分层分布式计算机监控系统
基本特征 • • • • 具有多个分布的资源 具有统一的操作系统 分布的资源独立而又相互作用 系统内部不存在层次控制关系
三、基本结构
3
分层分布式计算机监控系统
水电厂控制层次的划分 （1）驱动层
任务：机组油、水、风、电 系统数据据采集及设备 驱动 特征： 最底层， 与生产设备直接连接 要求： 高安全性 高可靠性
四、 LCU基本功能
（三）控制调节功能
5、自动电压控制（AVC） 自动电压控制（AVC）：
自动电压控制（AVC）是指在满足水电厂和机组各种安 全约束条件的前提下，根据不同的运行方式和运行工况，对 全厂的机组作出实时的控制决策，以自动维持母线电压或全 厂无功功率为当时的设定值，并合理的分配厂内各机组的无 功功率，尽量减少水电厂的功率消耗。
四、 LCU基本功能
（一）数据采集功能
2、数字输入状态量

监测水电站设备和环境的温度 变化。
压力传感器
监测水力发电厂中的水压变化。
振动传感器
监测水电站设备的振动程度， 以便预测故障。
监控软件的特点
了解水电站监控软件的功能和特点，如实时显示、报警功能、数据分析等。
数据采集的原理
探索水电站计算机监控系统中数据采集的基本原理和方法。
监控系统的组成部分
设备控制模块
负责对水与其他部分和系统的数据交换和通信。
监测模块
收集和分析与水电站运行相关的数据和指标。
数据存储模块
用于存储和管理水电站运行数据。
网络拓扑结构
了解水电站计算机监控系统的网络拓扑结构和关键组件的布局。
传感器的种类和功能
温度传感器
水电站计算机监控系统课 件(中广核)
本课件将介绍水电站的计算机监控系统，包括其作用、组成部分、传感器种 类与功能、远程控制、数据分析等。让我们一起探索这一令人兴奋的技术领 域吧！
水电站概述
了解水电站的基本概念、原理和运作方式。
计算机监控系统的作用
探索计算机监控系统在水电站运营中的重要作用，包括安全性、效率和可靠 性的提升。

调度软件
计算机监控系统的发展历史
1、1952年首先在工业生产自动化中实现 自动测量和数据处理。
2、1954年开始使用计算机进行闭环控制。
3、1958年开始水电站计算机闭环定值控 制。
4、1966年开始试验计算机对生产过程的 最优控制。
5、1974年美国大古力电站（600万千瓦） 实现计算机闭环控制。
水电站计算机监控 系统
主要组成部分
1，水电站的类型； 2，水电站综合自动化系统的组成； 3，上位机系统的组网类型； 4，下位机系统组成（LCU）； 5，计算机监控软件介绍； 6，触摸屏监控软件介绍；
一、水电站的 类型
一、水电站的类型
1、坝式水电站 2、河床式水电站 3、引水式水电站 4、储能水电站 5、潮汐电站 6、虹吸式水电站
第107张上位机监控系统软件上位机监控系统软件第108张上位机监控系统软件上位机监控系统软件主接线图示例图遥测图示例图遥信图示例图油系统图示例图气系统图示例图水系统图示例图开机流程图示例图停机流程图示例图第109张主接线图示例图主接线图示例图主接线图示例图主接线图示例图第110张遥测图示例图遥测图示例图遥测图示例图遥测图示例图第111张遥信图示例图遥信图示例图遥信图示例图遥信图示例图第112张油系统图示例图油系统图示例图油系统图示例图油系统图示例图第113张气系统图示例图气系统图示例图气系统图示例图气系统图示例图第114张水系统图示例图水系统图示例图水系统图示例图水系统图示例图第115张开机流程图示例图开机流程图示例图开机流程图示例图开机流程图示例图第116张停机流程图示例图停机流程图示例图停机流程图示例图停机流程图示例图第117张第118张触摸屏的作用触摸屏的作用每一套lcu可脱离上位机单独运行因此为了在现地操作的方便在机组lcu屏设置触摸屏将本机的各种电量参数非电量参数开入开出控制等功能通过画面显示出来

SJ-22D微机转速测控装置
小装置产品
产品特点
•全面通过一系列电磁兼容性测试，各项指标优于国标规定要求，装置具有极强 的抗干扰性能 •机械、电气两种测速原理的完美结合，输出策略可组态，使装置应用灵活方便 专门设计了独特的电气转速传感器，彻底解决了残压信号超低频、超低幅时难以 准确可靠测量的难题 •采用先进的便于安装的机械转速传感器，克服了传统使用的光电传感器或编码 器安装困难及由此带来的可靠性差等问题 •友善的人机接口使转速整定和显示极为方便 •最大值记忆与过程录波及过程分析软件可便于现场过速试验结果分析与存档 •准确可靠的模拟量输出信号可直接接入其它系统 •隔离的RS232/RS485通讯接口，采用Modbus规约，支持与其它计算机通信
NC2000系统软件能有效满足水利水电领域的生产过程监控和管理 的需求，目前已经在100余家大中型项目中获得广泛应用。
NC2000系统软件结构图
人机交互程序(JAVA)
画面 报表 简报 曲线查询
数据交互(UDP) 历史控数据制存交储互，(同TC步P，) 备份，
加载工程配置，建立数据交支换持缓以冲集区群，方式对其他节点 负责主机和实现时地数控据制处单理元，、提通供讯实机时和数提据供服历务史。数据节的点服间务数。据交互，节点的状 外部设备等各个通讯进程的后管台理背景程序（C/C++) 态监视，双机热备管理，
主时钟A和主时钟B可以是GPS或北斗或 GPS/北斗（双模），信号传输线缆可以是 电缆或光缆，扩展时钟可以是插卡式（用于 信号类型多、数量少的场合）或机架式（用 于信号数量要求较多的场合）。
目前国内电站均按无人值班 原则设计，因此对于监控系统 要求具有较高的安全可靠性及 实时性，对于监控系统的设备 的选择也要求选用性能高、运 行速度快并且采用冗余的小型 机、服务器或工作站计算机， 同时可部分监控节点可选配磁 盘阵列、无盘工作站等设备。