智能化水电厂计算机监控系统论文

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智能化水电厂计算机监控系统论文
摘要:为了使计算机监控系统最大限度的发挥作用,促进电厂安全经济可靠运行,必须加强对计算机监控系统维护和运行人员的培训。

实践已经并将继续证明,培养一支业务技术精湛、责任心强的维护人员队伍,对于监控系统的持续稳定良好运行,具有十分重要的意义。

引言:
作为水电站运行管理的重要组成部分,水电站计算机监控系统具有涉及面广、技术复杂和科技含量高等特点。

经过了20多年的努力,我国水电厂自动化技术已经逐渐接近世界先进水平,在国际招标中已经具有一定的竞争力。

同时,应该清醒地认识到差距的存在,我们离实现真正的“无人值班”还有一定的距离。

我们要善于找出差距,消除差距,清晰地认识到计算机监控技术正在向应用范围扩大化、智能化以及综合化等方向发展的趋势,把握趋势加以研究并及时应用于实践,才能使我国的水电厂计算机监控技术取得更大的发展。

1.水电厂计算机监控系统的发展现状
总体来看,水电站监控方式大致经历了机旁监视控制、全厂集中和机旁两级监控、全厂设备集中监视和控制等阶段,就目前而言,已经发展到水电厂少人值班(或无人值班)和调度远方控制的阶段。

水电站监控方式在上述几个阶段的发展过程中,水电厂自动化系统所用的器件也随之更新。

刚开始,水电站的全部控制均由电磁式继电器组成的常规操作同路来实现,然后,这种方式由于采用的触点控
制方式,可靠性相对不高。

在这集成电路技术发展的背景下,由晶体管或集成电路构成的逻辑操作回路随之出现,由于其采用的是无触点继电器,因此其控制可靠性得到了很大的提高,尽管如此,但仍然无法实现相对复杂的逻辑控制。

20世纪60年代,由于电子计算机的出现,自动化系统在整体性能方面得到了显著提高,首先在水电厂应用电子计算机的国家是美国,但是由于早期的计算机体积庞大,且缺乏丰富的软件作为后续支撑,从而导致计算机技术并没有在水电厂中得到广泛应用。

随着计算机技术的进一步发展和日趋成熟,20世纪70年代后期,水电厂开始应用计算机来对相对复杂的操作和数据信息进行系统处理,以计算机为基础的运行支持系统也就随之出现和广泛应用。

同时,随着着工业控制、计算机软硬件技术、通讯网络等方面新技术的迅速发展,尤其是第四代计算机的出现,计算机在水电厂的应用得到了明显加速,水电厂计算机监控技术也由此日趋成熟。

目前监控系统的结构基本上以面向网络为基础,系统设备大多采用光纤环网FDDI、以太网Ethernet等通用网络设备对高性能的微机、服务器或丁作站进行连接,较多地采用PLC或智能现地控制单元应用于控制舷窗,在通过现场总线与基础层智能设备、远程智能仪表等相连,从而构成现地控制子系统,与厂级系统结合形成整个控制系统。

此外,为了更加适应标准化、网络化、开放化、高速化和易用化的计算机应用技术发展,计算机监控系统中的软件支持平台和应用软件包呈现出开放化、通用化、规范化的发展趋势。

从电力行业高可靠性的要求出发,对于
大中型水电厂而言,UNIX等操作系统在其监控系统中得到了广泛应用,对于中小型水电厂而言,因其较多采用的是PC构架的计算机,因此采用Windows操作系统被作为其监控系统的主流。

此外,在数据库方面,由于商用数据库电力生产控制的实时性要求较高,所以专有实时数据库+商用历史数据库的结合方式是目前采用较为普遍的方式。

并且,随着web、Java等新技术的发展,web、面向对象的Java等新技术也越来越多地被应用到计算机监控系统的使用之中。

我国是从80年代初,从单个功能装置的研制开始,对水电厂进行了计算机监控系统的应用,这一发展历程从80年代初的功能分布的多微机监控系统开始,历经了以设备单元分布的星型分层监控系统、基于开放系统的分布式监控系统以及基于面向对象技术的分布式监控系统等阶段,系统功能和性能指标在这一发展历程中得剑了很大提高,计算机监控系统在水电站也获得了广泛应用,技术逐步成熟,已经可以比较好的实现电站的本地和远方集中控制、优化运行、安全监视等功能,并满足了水电站“少人值班”(无人值守)的发展需要,因此,计算机监控系统的技术水平已经接近或达到国际先进水平。

2.计算机监控技术在水电厂中存在的问题
(1)日志、报表、画面还需要进一步修改完善。

对于监控系统画面的一些错误及不当之处,我们进行了几次集中汇总,并进行了几次集中的修改完善。

现在画面的错误已较少,但还有少量的错误。

系统的日志、报表已比较齐全,但有一些与生产现场的要求及习惯还不
太相符,致使这些日志、报表的使用价值还不高。

(2)系统潜在功能未开发或开发不够。

如操作与运行指导;电站综合参数统计、计算与分析;防误操作功能等。

(3)操作员A、B工作站报警一览表按设计要求应按事件发生时间的先后顺序记录,但有时并未按时间的先后顺序记录。

(4)在机组试验等情况下,要求机组开机空转但不并网。

但在这种工况下,计算机监控系统操作员主控站却不能执行停机命令。

(5)监控系统脉冲量未采集。

由于监控系统LCU的PLC未配备脉冲量采集模块,电厂二次回路也无脉冲量采集和变送设备,因此无法采集电度量等脉冲量,自然也无法进行电度量统计、计算及累加功能。

(6)计算机监控系统配置的打印机,使用中存在着许多不足之处:打印速度慢;噪音大;打印纸和色带易卡涩;打印多页时只能一页一页装纸;维护工作量大(更换色带、装载打印纸、整理打印记录等);成本比较高。

(7)计算机监控系统对网络故障、工作站脱机、监控系统进程退出、硬盘空间满等一些异常情况的报警及提示做的还不够完善。

(8)在交流输入电源(发电厂厂用电)中断时,四组LCU都曾经发生过失电问题。

经检查由于不间断电源UPS的外挂电池组接头腐蚀严重,并且部分电池电压严重下降,因此交流输入电源中断时电池组逆变不成功。

(9)机组运行时,上位机各工作站显示屏幕画面抖动比较严重,
尤其是机组运行时屏幕画面抖动十分严重。

产生这种情况的主要原因是电磁干扰。

(10)由于系统光纤网络为单网结构,并且LCU工控机、PLC 及其CPU均为单配置,因此网络故障、工控机故障、PLC故障,均会严重影响系统运行甚至造成系统瘫痪。

系统冗余能力薄弱,冗余设计有待于进一步完善。

3.结语
为了使计算机监控系统最大限度的发挥作用,促进电厂安全经济可靠运行,必须加强对计算机监控系统维护和运行人员的培训。

实践已经并将继续证明,培养一支业务技术精湛、责任心强的维护人员队伍,对于监控系统的持续稳定良好运行,具有十分重要的意义。

参考文献:
[1]高潮;宋伟新;赵海涛;丰满发电厂计算机监控系统扩展与系统改进[J];水电自动化与大坝监测;2008年02期.
[2]施冲,朱辰,方辉钦,黄健;水电厂计算机监控技术发展趋势分析[J];水电自动化与大坝监测;2002年06期.。