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
1.1 水电站计算机监控系统的发展概况
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。运行人员的工作性质也发生了质的变化，从过去的日常监盘和频繁操作转变为巡视，经常的监测和控制调节工作都由计算机系统去完成。运行人员的劳动强度大大减轻，人数也大大减少，甚至出现了无人值班或“无人值班”（少人值守）的水电站。总之，采用计算机监控已成了水电站自动化的主流。
1.1.1 国内外发展现状
从20世纪70年代起，计算机监控在国外一些水电站上取得了实质性的进展，出现了用计算机控制的水电站。最初，由于计算机价格比较昂贵，全厂只用一台计算机实现对主要工况的监视和操作，通常采用开环调节控制。后来，随着计算机性能改善和价格下降，出现了采用多台计算机实现闭环调节控制的水电站。高性能微机的出现使微机在水电站监控系统中得到普遍的应用。现在，新投入的水电站大都采用由多台计算机构成的计算机监控系统。世界各国的发展是不平衡的，目前关于水电站实现计算机监控的情况还缺乏完整统计资料。就国家来说，美国、法国、日本和加拿大等国在这方面是比较领先的。
国外研制水电站计算机监控系统有许多公司，其中比较著名的有，加拿大的CAE公司、瑞士和德国的ABB公司、德国的西门子公司、法国的ALSTOM公司（原CEGELEC公司）、日本的日立公司和东芝公司、美国和加拿大的贝利公司、奥地利的依林（ELIN）公司等。各公司都推出自己的系列产品，在世界各地得到了广泛的应用。
我国水电站计算机监控系统的研制工作起步并不晚。早在70年代末，原水电部就组织了南京自动化研究所（现改为电力自动化研究院）、长江流域规划办公室（现改为长江水利委员会）
和华中工学院（现改为华中科技大学）研究葛洲坝水电站采用计算机监控系统问题。随后，中国水利水电科学院研究院（简称水科院）自动化研究所开始了富春江水电站计算机监控系统的研制工作。天津电气传动设计研究所（简称天传所）也开始了永定河梯级水电站计算机监控系统的研制工作。这些监控系统于80年代中期先后投入运行。
与此同时，我国也引进了一些国外研制的监控系统。采用CAE公司产品的有葛洲坝大江电厂、隔河岩水电站和龚嘴梯调；采用西门子公司产品的有鲁布格水电站、广州抽水蓄能电厂C二期、龚嘴水电站；采用ABB公司产品的有潘家口、天生桥二级、溪口、宝兴河梯级和二滩等水电站；采用贝利公司产品的有十三陵抽水蓄能电厂和天荒坪抽水蓄能电厂；采用法国CEGELEC公司产品的有广州抽水蓄能电厂（一期）、高坝洲水电站；采用依林公司产品的有小浪底水电站。
十多年来，国内的研制单位也取得了很大的成就。已投运的几十个计算机监控系统中绝大多数是由国内单位研制的。技术水平也有了很大的提高，达到了国外90年代的水平。许多新技术，如分层分布处理、分布式数据库、开放系统、网络、多媒体、专家系统等，都得到了相应的应用。电力自动化研究院和水科院自动化研究所还推出了自己的系列产品，不仅在国内水电站得到广泛的应用，甚至还出口到国外。
根据近年来的实践，新建的大中型水电站已基本采用计算机监控系统，不采用的已是少数。
1.1.2水电站计算机监控方式的演变
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（Computer-Aided Supervisory Control，简称CASC）
早期由于计算机价格比较昂贵，而且人们对它的可靠性不够信任，因此，计算机只起监视、记录打印、经济运行计算、运行指导等作用，水电站的直接控制功能仍由常规控制装置来完成。采用此方式时，对计算机可靠性的要求不是很高，即使计算机局部发生故障，水电站的正常运行仍能维持，只是性能方面有所降低。采用这种控制方式的典型例子是依泰普水电站运行的初期（80年代上半期）。当时采用这种控制方式的理由是，根据巴西和巴拉圭的国情，认为采用计算机监控系统的经验还不够成熟，缺乏相应的技术力量，故而先采用能实现数据采集和监视记录等功能的计算机系统，而水电站的控制仍由常规设备来完成。这样，可以为将来可实现控制功能的系统作准备，同时可以减少前期的投资。后来，依泰普水电站已将它更新为具有复杂控制功能的、比较完善的计算机监控系统。
国内采用这种控制方式的典型例子是富春江水电站综合自动化的一期工程（80年代上半期）。一期工程是一个实时监测系统，实现数据的采集和处理、提供机组经济运行指导和全厂运行状态的监视记录，计算机不直接作用于生产过程的控制。这在当时是适合的，后来也被更新为能实现控制功能的比较完善的计算机监控系统。
这种控制方式的缺点是，功能和性能都比较低，并对整个水电站自动化水平的提高有一定的限制，目前新建水电站已很少采用。
对已运行的水电站，尤其是在中小型水电站，在常规监控系统的基础上，加一点专用功能的全厂自动化装置，如自动巡回检测和数据采集装置，按水流或负荷调节经济运行装置等，也
可取得很好的技术经济效益，投资也不大，对运行管理水平要求不太高，这种CASC方式还是可以采用的。国外也有不少这样的例子。
2.计算机与常规控制装置双重监控方式（Computer-Conventional Supervisory Control，简称CCSC）
随着计算机系统可靠性的提高和价格的下降以及人们对计算机实现监控的信任度的提高，人们较容易接受让计算机直接参加控制，但对它还不是很放心，所以出现了计算机与常规控制装置双重监控的方式。此时，水电站要设置两套完整的控制系统，一套是以常规控制装置构成的系统，一套是以计算机构成的系统，相互之间基本上是独立的。两套控制系统之间可以切换，互为备用，保证系统安全可靠运行。采用这种方式的原因是：
(1)有些用户，特别是大型水电站，对计算机系统的可靠性仍有较大的顾虑，总觉得计算机系统没有常规系统可靠，心理上有障碍，要设一套常规系统作后备。
(2)原来的水电站运行值班人员习惯于常规设备的操作，不熟悉计算机系统的操作，需要一段适应过程。
(3)计算机系统检修时，常规系统可以投入运行，不影响水电站的正常运行。
(4)如果水电站已有常规系统，加设计算机监控系统可以减少干扰，不影响电厂的正常运行。这一点对已运行水电站的改造是有现实意义的。
国外采用这种方式的典型例子是美国邦纳维尔第二电厂（558MW）和巴斯康提抽水蓄能电厂（2100MW）。国内采用这种控制方式的典型例子是葛洲坝大江电厂（1750MW）和龙羊峡水电站（1280MW）。
采用这种方式的缺点是：①由于需要设置两套完整的控制系统，投资比较大；②由于两套系统并存，相互之间要切换，二次接线复杂，可靠性反而有所降低。目前新建水电站已很少采用这种控制方式。
3.以计算机为基础的监控方式（Computer-Based Supervisory Control，简称CBSC）
随着计算机系统的可靠性进一步提高和价格的进一步下降，出现了以计算机为基础的监控系统。采用此方式时，常规控制部分可以大大简化，平时都采用计算机控制。因此，对计算机系统的可靠性要求就比较高，这可以采用冗余技术来解决，保证系统某一单元或局部环节发生故障时，整个系统和电厂运行还能继续进行。
采用此种方式时，中控室仅设置计算机监控系统的值班员控制台，模拟屏已成为辅助监控手段，可以简化甚至取消。
国外采用这种方式的典型例子是美国的大古力水电站（6150MW），委内瑞拉的古里水电站（10000MW）、法国的孟德齐克抽水蓄能电厂（920MW）等。国内采用这种方式的典型例子是漫湾水电站（1250MW）。
这种控制方式是目前国内外水电站普遍采用的计算机控制方式。
4.取消常规设备的全计算机控制方式
随着计算机技术的进一步发展和水电站计算机监控系统运行经验的累积，出现了以计算机为唯一监控设备的全计算机控制方式，实际上它是CBSC方式的延伸。此时，取消了中控室常规的集中控制设备，机旁也取消了自动操作盘。中控室还保留模拟显示屏，但其信息取自计算机系统，不考虑在机组控制单元（计算机型的）发生故障时进行机旁的自动操作。此时，对计
算机系统的可靠性提出更高的要求，冗余度也要进一步提高。
采用这种方式的典型例子是我国隔河岩水电站（1200MW），采用CAE公司的产品。这种方式投资比较大，但它有良好的应用前景，将成为未来的水电站计算机控制方式的主流。
1.1.3小型水电站计算机监控现状
由于早期的研制主要集中于大、中型水电站，对小型水电站监控系统的研究较少，因此使得我国水电站自动化技术的发展出现了极不平衡的局面，小型水电站的自动化水平目前还处于比较落后的状态。在小型水电站自动化装置的研究方面，与国外的先进水平相比还有一段较大的差距。
针对小型水电站的特点而专门进行的一项研究是在20世纪90年代中期进行的，是由国电自动化研究院与石景山发电总厂合作在下苇甸水电站容量均为15MW的5号和6号机上进行的发电综合控制装置（GCU）的研究试验。由于GCU的设计构想是集调速、励磁、顺控、同期、测量5个功能于一体，因此又称为“五合一”装置。经一段时间的试运行，甩100%负荷试验，从高井到下苇甸5号机的远方控制等情况来看，该套装置运行正常，达到预期目的。
为了促进小水电站实现自动化控制，水利部亚太小水电中心和国家电力公司南京自动化股份有限公司都在小型水电站监控方式方面进行了一些探讨。此外，武汉华工电气自动化有限责任公司、南京自动化设备厂和许昌继电器集团有限公司等科研、制造单位也做了不少工作，在我国已形成了SDJK、DZWX、SSJ-3000、CSCS系列、SD200和SJK-3000等多种产品。下面作一简要介绍。
SDJK系列水电站计算机监控系统，是水利部亚太小水电中心自行开发研制成功的水电站综合自动化系列产品之一，适用于中小型水电站的自动监测、控制和保护，对水电站实行遥测、遥信、遥调和遥控，使电站运行实现高度自动化，并提高了电站运行的经济性、可靠性和安全性。电站若与电力调度系统连接，可作为电力调度自动控制系统的厂站端。
该系统集多种功能于一体，采用分层分布式结构，模块化设计，以工业级微机为上位机，以可编程序逻辑控制器PLC、微机保护装置、智能采集与远动装置RTU（如智能电参数测量仪、温度巡检仪及其他的智能采集与远动装置）等构成现地控制测量单元LCU，以此作为下位机主体设备单元，这种配置极大地提高了该系统的灵活性和可靠性。
SDJK系列水电站计算机监控系统，遵循成熟的工业控制标准，采用模块化设计，具有以下几个特点：
(1)结构合理。SDJK系统软硬件根据中小型水电站的实际情况，采用先进的分层分布式智能结构，整个系统层次清晰、结构灵活、实用性强、扩展方便、性能价格比高。
(2)功能强。SDJK系统可对各类输入量进行实时采集、处理、监视，对各类控制对象进行多种控制；人机界面友好，根据水电站实际情况，可方便地对画面、参量、编号进行修改或重新定义；强有力的事故追忆和顺序事件记录（SOE）功能，为事故分析提供了必不可少的手段。
(3)扩展灵活。SDJK系统的软硬件均采用模块化设计，可依据电站实际规模，灵活配置，并留有充足的备用和可扩充容量，该系统还能与调度系统联网通信，实现更高层次上的扩展。
(4)性能可靠。SDJK系统设计充分考虑到保证系统的高度可靠性，重要部位实现多重冗余，某一设备故障不影响系统性能；所有输入输出均带隔离、软硬件数字滤波、防触点抖动等措施。上位机与LCU软件还带有完备的防误操作、自诊断、自恢复程序，PLC输出口采用了软件和硬
件的双重闭锁，并通过多种防雷和抗干扰的措施，大大提高了系统的可靠性。
DZWX系列低压机组智能型控制系统，是专门针对农村小型水电站（AC400V 630kW及以下低压机组）的设备配套及运行特点而开发的一套可靠、实用又经济的自动化系统的厂站端。
系统设计思路是尽可能使小型水电站在减少配置，减少投资的情况下实现高度自动化，所以它在SDJK系列的分层分布式结构、模块化设计基础上又加入自身设计特色：
(1)DZWX系统简化设计，将二次测量、控制、保护设备与一次电气设备同组一屏，即对电站配置来说，只需一机一屏，整个系统层次清晰、结构灵活、实用性强、扩展方便、性能价格比高。
(2)取消自动调速器，只需电手动两用操作器或电动机，完成机组的自动同期并网及功率调节。
(3)智能控制器完成机组的残压测频、电站控制、调节操作及电站运行状态的采集。
(4)智能电量测量仪完成机组的电气参数采集及保护。
(5)电站若有多台机组，DZWX系统可根据需要配置上位机，对各类输入量进行实时采集、处理、监视，对各类控制对象进行多种控制；上位机软件自行开发，人机界面友好，根据实际情况，可方便地对画面、参量、编号进行修改或重新定义；强有力的事故追忆和顺序事件记录（SOE）功能，为事故分析提供了必不可少的手段。
(6)DZWX系统的软硬件均采用模块化设计，可依据电站实际规模，灵活配置，并留有充足的备用和可扩充容量，该系统还能与调度系统联网通信，实现更高层次上的扩展。
DZWX系统设计充分考虑到保证系统的高度可靠性，某一设备故障不影响系统性能；所有输入输出均带隔离、软硬件数字滤波、防触点抖动等措施。上位机与LCU软件还带有完备的防误操作、自诊断、自恢复程序，输出口采用了软件和硬件的双重闭锁，并通过多种防雷和抗干扰的措施，大大提高了系统的可靠性。
SSJ-3000水电站计算机监控系统主要适用于中、小型水力发电厂的运行监视、控制调节和运行管理自动化。其特点为可靠性高、功能强、人机界面友好、可扩性好。系统功能包括数据采集和处理；各种开关量、模拟量、脉冲量、温度量的输入处理，状态监视，故障登陆、报警，相应的保护功能；生产过程的操作控制；自动完成机组开机、停机过程，辅机设备的启停，隔离开关、断路器的分合；机组有功功率、无功功率、频率的自动调节；运行监视和事件报警；远动通信；统计记录；操作票管理等。
国电南京自动化股份有限公司生产的SD200水电站自动化系统采用全开放、模块化结构设计，能实现数据采集与处理、机组顺控、自动准同步、调速、励磁、功率调节控制等功能；采用了当今已成熟的先进技术和器件，如WIN NT操作系统、DSP数字信号处理器、CAN现场总线技术、以太网技术和INTERNET技术等；它满足可靠、安全、经济、实用、技术先进和便于扩充等基本原则，符合相关部颁与国家标准；适合各种容量等级，不同功能要求的水电站，既适用于新建水电站、又可用于已建水电站的改造及梯级水电站调度自动化系统，并可与各种微机保护装置，变电站微机监控装置，县、地级调度中心系统等配套供货，实现电站“无人值班”（少人值守）的可靠、安全、经济运行。其部分功能也可构成独立装置使用，如机组顺控装置、微机自动准同步装置、微机温度巡检/保护装置、微机交流电量采集装置、闸门监控系统等，操作方便，配置灵活。
SJK-3000系统是西安理工大学水力机械及自动化研究所的科研人员在总结多年从事中小型水电站计算机监控系统开发经验的基础上，适应计算机监控技术的发展和用户的要求，与许继电气集团合作与1998年研制成功的新产品，1999年4月通过了国家电力公司和经贸委机械局组织的“两部”鉴定。该系统采用了“工业控制微机+现场总线网络+PCC*现地控制单元”的结构模式，以Windows NT下的工业组态软件为开发平台，实现了SCADA编程，从而构成了基于现场总线的分布式全开放水电站计算机监控系统。该系统的最大特点是结构简单且硬件采用标准化工控产品，即使上位机出现故障，现地PCC控制单元仍可正常工作，极大地提高了系统本身的可靠性。另外，除具备实时监测、实时控制与调节、运行管理、远程通信等功能外，通过现场总线与调速、励磁及保护装置连接后，便可构成水电站综合自动化系统，这为用户提供了极大的方便。
1.2 水电站计算机监控的目的和意义
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。
1.2.1减员增效，改革水电站值班方式
水电站计算机监控技术的应用，使水电站运行实现自动化，运行人员对设备的操作工作量大大减少，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，使水电站实现少人值守或无人值守。由于运行人员减少，电站生活设施等基础设施也可以相应地减少、简化，降低了电站的造价；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。
此外，在水电站实现计算机监控，可对水电站运行人员的职能进行转变，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，使电站运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及完好性，延长水电站设备的使用寿命及检修周期，水电站设备的一些重复操作、调节、运行状态及参数的记录则由计算机监控系统在不须允许人员干预的情况下自动完成。水电站实现计算机监控后，富余出来的人员则可进行轮流培训，以提高对电站的运行管理水平，还可为电站从事多种经营、第三产业创造条件，充分开发水电站的资源，为水电站增加经济效益。
1.2.2优化运行，提高水电站发电效益
水电站自动控制系统与机组自动控制系统相结合，使电站自动控制系统能按优化运行方案给机组分配有功功率和无功功率，让机组运行在高效率区。
对一个电站来说，有了优化运行，就可以给水电站带来直接经济效益，意义也是非常大的。根据国内外资料表明，在水电站实行优化运行可最大限度地利用水能，水能利用率能提高3%~5%。如果从机组的角度来看，就相当于机组的效率提高了3%~5%。然而这对现代水轮发电机组来讲，机组本身的效率已很高，要提高机组的效率，哪怕是0.5%~1%，都要利用现代高新技术，技术难度可想而知。而利用优化运行，同样多的水可发出更多的电能，比通过提高机组本身效率来增加电能要容易得多。
对于水电站内优化运行，则可把水电站运转特性、水轮机运转特性等数学模型编成软件放
入计算机监控系统，计算机监控系统根据水电站运行情况自动调节水电站、机组的运行，以保证整个水电站的运行处在高效率区；对于具有月调节、年调节、多年调节能力的水库电站，则同样可把中长期洪水预报建成数学模型，编成软件，放入计算机监控系统，由计算机监控系统自动按中长期洪水预报的数学模型调整水电站的运行。计算机监控系统也可对水电站运行人员给出调整指导，由水电站运行人员调整水电站的运行；对于只具有日调节能力或无调节能力的径流式水电站，水电站计算机监控系统与洪水实时测报系统相结合，可避免这类水电站在汛期大量弃水。洪水实时测报系统的基础是水电站所在集雨面积内的自动雨量站，当水电站所在集雨面积内发生降雨，自动雨量站把降雨量情况发送到水电站计算机监控系统，计算机监控系统则按预先设计好的数学模型调整水电站的运行，增加水电站的出力，降低日调节池或前池水位。当数小时后，由于降雨而形成的洪水到达水电站时，则可减少洪汛时的弃水。
1.2.3 安全稳定，保障水电站电能质量
众所周知，在广大山区、农村和边远地区，有相当多的地方大电网延伸不到，而绝大多数的中小水电站也主要集中在山区、农村和边远地区，因此产生了由中小水电站形成的相对独立的区域供电网或地区供电电网。在这些电网中，水电站在提供电力方面起了主要作用。随着山区和农村工农业的发展及农村电气化实现，人民生活水平的不断提高和家用电器的不断增加，早期对电的低层次的需求——如照明、农副产品的粗加工等也在悄悄地发生变化，逐渐提高了对电的需求的层次，由此，对水电站发出的电能的质量和电网运行的稳定性提出了较高的要求。
计算机监控系统不仅能准确而迅速地反映水电站各设备正常运行的状态及参数，还能及时反映水电站设备的不正常状态及事故情况，自动实施安全处理。水电站的自动控制减少了运行人员直接操作的步骤，从而大大降低了发生误操作的可能性，避免了运行人员在处理事故的紧急关头，发生误操作，保证了水电站设备运行的可靠性，从而也保证了电网运行的可靠性。
在设备可靠运行的情况下，计算机监控系统能自动控制发电机组频率和电压，并根据电力系统调度要求，自动调节发、供、用电的平衡，保障了水电站发出的电能质量和电网运行的稳定性。
1.2.4竞价上网，争取水电站上网机会
水电站采用计算机控制系统可加快水电站、机组的控制调节过程。计算机监控系统可按预定的逻辑控制顺序或调节规律，依次自动完成水电站设备的控制调节，免去了人工操作在各个操作过程中的时间间隔，还免去了人工操作过程中的检查复核时间，由自动控制系统快速完成各个环节的检查复核，大大加快了控制调节过程。比如机组开机过程，采用人工操作，光是机组并网这一环节，有的机组经十多分钟都并不了网，运行操作人员精神高度集中紧张，弄不好还可能发生非同期合闸，给电网和机组带来冲击。采用计算机控制系统、自动控制装置并网，机组的频率、电压自动迅速跟踪电网的频率、电压，当频率、电压、相位差满足并网合闸要求后，机组自动并网，并网时间很短，一般只需一、二分钟即可解决问题，时间短的只需半分钟就可并上网。
根据国家电力体制改革的要求，实现“厂网分开，竞价上网”后，水电站如果没有自动化系统，而是依靠传统的人工操作控制，将难以满足市场竞争的需要。不了解实时行情，参与竞价将非常困难，即使争取到了发电上网的机会，又因设备陈旧落后而不能可靠运行，既影响电网供电，又使自身效益受损，最终也失去了来之不易的发电机遇。
1.2.5简化设计，改变水电站设计模式
采用常规控制，电气设计非常繁琐，订货时要向厂家提供原理图、布置图，还要进行各种继电器的选型。而自动控制设备集成后，设计单位只要提供一次主接线和保护配置及自动化要求即可，故能以选型的方法代替电气设计，简化设计、安装和调试工作。
1.3 小型水电站计算机监控系统的特点
小水电站实现自动化，是改善电站运行条件，提高电站综合经济效益的重要措施。与大型水电站相比，小型水电站的自动化设计有以下特点：
(1)建设资金不富裕
这类电站多为地方投资或者集资兴建，资金来源有限。因此．往往在兴建过程中力求设备简单，价格低廉，以节省投资。
(2)运行方式变化大
小型水电站一般水库容量很小，运行方式受降雨量的影响较大，而用电规律受生产季节与生活用电的影响极大，因而运行方式变化大，机组启停频繁。
(3)电压变化极大
农村电站往往为独立供电，农村用户分散，输送距离远，负荷变化幅度极大，因而电压变化幅度大。为了照顾首末端用户的使用电压，所以电压的设定和调节变化频繁。
(4)无特殊用户
农村电站供电对象一般为乡镇加工企业和生活照明用电。没有要求不停电、高电能质量的特殊企业及单位。
(5)技术力量薄弱
农村电站的运行维护人员一般均为非专业学校的技术人员，不可能去面对复杂、繁多的自动化装置和应付复杂的运行方式。
(6)技术更新费用少
农村小水电站的年维护更新费用是很少的，不可能象大中型电站那样有计划的去进行设备的更新和完善。
根据上述小水电站自动化设计的特点可知，在中国这样一个人口众多、劳动力丰富、经济基础薄弱的发展中国家，小水电站搞自动化比发达国家难得多，它要更多地考虑价格因素、适应运行人员的知识水平、经济效益等。所以，小水电站计算机监控有其自身的特点，这里将其概括为经济实用、简单可靠。
1.3.1经济实用
小水电站计算机监控系统不能搞花架子，要强调以经济实用为原则。过去，有的小水电站为了应付领导参观，测量参数不管有用没用，总是加大采集量，似乎显示画面越花哨，系统就越先进。有的电站盲目学大电站，系统配置很高，比如一个装机容量1000kW的电站除了上位机，还设置了前置机、工程师工作站等，结果自动化投资很高，收到的效益甚微。因为小水电站不比大中型水电站，它在系统中地位不十分重要，系统对它的可靠性和稳定性要求也相对较低，因此自动化功能和配置可以简化，只要满足运行要求即可。事实上，对一些装机容量只有几百千瓦的农村小水电站，在欧美国家也有采用“开机手动，停机自动”的自动化模式的，平时无人值守，值班人员住在山下城镇，开机时骑摩托车来，开完机就走。遇事故自动停机，向
值班人员住处或传呼机发信号，值班人员再过来处理。根据小水电站不同装机容量或等级，采用不同的自动化模式，一切从实用化出发，这也是近几年小水电站自动化得到发展的原因之一。
1.3.2简单可靠
由于小水电站位于偏僻的农村，电站运行人员大多数是当地的农民，只是水平比较低。如果自动化系统操作维护复杂，就很难为他们所接受。20世纪80年代初，小水电站自动化刚刚起步，电站虽然安装了计算机控制系统，但原先人员仍在原控制台监控，微机闲置，仅在为参观人员表演时投入运行。询问原因，是电站熟悉微机的运行人员不多，担心误操作出事故，而且出了问题资金没法解决，要千里之外请专家来排除。可见，小水电站自动化如果操作维护复杂，运行人员不敢用，它最后成为一种供人参观的摆设。对于小水电站，运行人员希望使用的是一种“傻瓜”型高可靠型自动控制保护系统，就像一部傻瓜型照相机，只需简单培训就能完全掌握。小水电站计算机监控系统设备简单，反而提高了系统的可靠性。
1.4水电站综合自动化
在我国，水电站综合自动化问题的提出始于20世纪70年代，1979年由原电力部科技委在福建古田主持召开的“全国水电站自动化技术经验交流会”提出了1979~1985年的七年奋斗目标，即水电站自动化科学技术发展七年规划，要求加强梯级电站和大型电站综合自动化试点工作，但由于当时技术条件的限制，研究的注意力逐渐集中于计算机监视和控制技术的研究。经过多年的发展，水电站计算机监控技术已基本成熟，在国内的大中小型水电站得到推广应用，取得了非常好的经济效果。同时由于计算机技术及相关的网络技术、通信技术的迅速发展，水电站内出现了多系统互联的趋势，如隔河岩水电站原引进加拿大CAE公司的计算机监控系统，但在几年运行中发现还不能满足电站的运行要求，后又增加了许多防洪、调度、管理、通信等子系统，使原引进的监控系统外部连接混乱，管理维护困难。广州蓄能电站也有类似情况，为了能进行扩充，从原打字机接口接入MIS系统等。这些都说明在水电站运行管理也在不断向减人增效、“无人值班”（少人值守）的方向发展，迫切需要进一步研究水电站综合自动化系统领域的关键技术，进一步提高水电站的运行管理水平和综合自动化水平。
1.4.1水电站综合自动化的内涵
从水电站的总体层次上来分析，其综合自动化体现在如下多个方面：
(1)水电站实际是水、机、电的一个综合整体，相互之间既有分工又密切联系，因此考虑综合自动化是适宜的。
(2)水电站综合自动化涉及电力调度、水利调度、航运调度、水情测报以及灌溉及防洪等，因此有关的研究应涉及上述各行业的协调问题。
(3)水电站状态监测及预测检修是当前很受关注的问题，它除了涉及监控系统常规的内容外，还包括与振动摆度、汽蚀磨损、绝缘间隙等测量装置的接口与配合问题等，需要全面考虑。
(4)水电站综合自动化也涉及如何在原有计算机监控系统的基础上，实现功能的扩展及提高的问题，如新型计算机技术、网络增建及延伸、人工智能、多媒体技术等。
(5)水电站综合自动化任务的提出，更使水电站的自动化成为一个系统工程，其各部门和领域之间的有机协调配合将会使整个系统配置更为合理、利用效率更高，例如一些综合性的问题，以往单项控制时他们之间所隐含的关系常被忽略掉，而在综合自动化系统中则比较容易实现，以此来提高系统性能，加速系统的速动性及实时性并改善系统间的协调性。
1.4.2水电站实施综合自动化改造的基本原则
水电站进行技术改造，逐步提高自动化水平和运行管理水平已是必然趋势。水电站由于受各方面条件的限制，必然采用分步实施方式进行技改。因此，如何进行总体设计以利于分步实施，最大限度地避免重复投资，是技术改造合理、成功的关键。
水电站的生产、管理是一个完整的整体，应该从系统的角度来考虑水电站的综合自动化问题。计算机集成制造（Computer Integrated Manufacturing，简称CIM）正是这样一种系统思想。它是一种组织、管理与运行企业现代化生产的新哲理。它借助计算机硬、软件，综合运行现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中有关人、技术、经营管理三要素集成起来，并将其信息流与物流有机地集成，并优化运行。这一系统通常称为计算机集成过程控制系统（Computer Integrated Processing Systems，简称CIPS）。
CIM哲理近年来在全球范围内得到广泛的应用。针对不同类型的企业，有不同的应用模式。同时，由于其系统集成的复杂性，尤其是在我国产业技术水平相对较低的情况下，实施CIMS 要从企业的实际情况出发，根据企业现在的基础设施的现状，使用最有效的对组织最有利的方式将各种新技术集成到企业的计算环境中。从现有的组织管理体制看，以县电力公司为一个CIPS主体可能更恰当一些。因此将水电站的综合自动化系统看成是县级CIPS的一个子项目，从这一角度出发，提出以下几个原则：
(1)系统的实用性。系统的目标必须与企业要解决的关键问题相结合，要和企业的核心问题挂钩。电站要解决的核心问题是基层生产单位的自动化控制以及信息交流。因此采用CIM思想进行规划设计时，目标系统只包括生产自动化系统和管理信息系统两部分，采用目前成熟和已获得成功应用的先进技术来实现。
(2)系统的广泛性。初始的应用设计应该满足企业现实的、各生产和管理环节的需求，同时还应考虑企业未来发展的潜在需求，即系统要具备良好的开放性和可扩展性，便于系统今后的升级、扩充和先进技术的采用。
(3)系统的简单性。在建设初期，企业整个技术水平和管理水平都可能还不适应，相应的企业其他信息资源、管理环境都不完善的情况下，要从作一些简单的应用开始、复杂的应用可能不易实现。
(4)系统建设的阶段性。设立恰当的阶段性目标，明确需要解决的主要问题，制定切实可行的计划。用系统工程的方法建立一个系统的框架，实现一些基本的功能，然后在这个基本系统的基础上不断发展。
1.4.3 水电站综合自动化改造分步实施的思想
企业生产技术水平是企业文化的一部分，对于运行多年的企业，员工在长期生产活动中，已形成了基于现有设备状况和技术水平的思维方式和工作方式，因此在实施技改和采用新技术时，应注重培养员工思维和工作方式的逐步转变，采用分批技改，可保证从旧企业文化向新企业文化的平稳过渡，从而保证技术过渡期生产的安全。
另一方面，从技术投入本身来说，由于企业设备技术状况和健康状况不一，加上投入资金的限制。因此企业技改或技术更新基本上采用总体规划设计下的分批分步模式。
现场总线技术是基于开放性要求发展起来的全开放系统，具有极好的可扩展性能，是分步技改的首选技术。基于现场总线技术提出的小型水电站的技术更新可分四个阶段完成：
第一阶段：基于总体设计思想构造水电站控制系统整体框架。在电站一级配置工控机作为电站现有的监测点（具有标准信号输出或带有通信接口的DCS，PLC子系统）引入工控机，首先实现自动监测报警、记录、报表打印、模拟培训等功能。
第二阶段：增加必要的监测点，加入部分控制功能。在这一阶段，可根据电站的实际需求，更换或新增必要的传感器，加强对电站有关参数的运行监测，以全面了解电站的健康状况；同时对非核心设备和系统如辅助设备系统等进行配置，实现控制功能。
第三阶段：配置完善的监测点，实现全部控制功能。通过前二个阶段的试运行和调整，已基本保证了电站整体技术状况和健康状况的一致性，可进一步完善监测点的配置，全部实现控制功能，进而实现无人值班（少人值守）。
第四阶段：引入各种先进控制算法，实现优化运行，并完善整个管理网。
电站的生产管理系统以及与县级CIPS系统的挂接等模块、可根据县CIPS系统实施的进展情况决定。
总之，基于CIPS哲理进行系统的整体规划，在具体结构模型中，采用具有良好的开放性、扩展性的网络技术和现场总线技术来实现，符合小型是电站分步改造的实际。
1.5 小结
本章主要阐述了与水电站计算机监控系统相关的一些基本概念和基本知识。
随着计算机科学技术的迅速发展，计算机从20世纪70年代开始应用在水电站，至今虽然只有短短三十多年的历史，但是，发展的速度却非常迅猛，取得的成绩异常突出。目前，在我国绝大多数的大中型水电厂已经基本采用计算机监控，越来越多的小型水电站也开始采用或改造成计算机监控。可以说，在水电站使用计算机监控技术在一定的范围和程度上的普及已经成为不可阻挡的趋势。在此发展过程中，计算机监控方式的演变经历了从常规控制装置为主、计算机为辅的监控方式到取消常规设备的全计算机控制方式四个阶段。
水电站采用计算机监控大大提高了水电站的安全性、可靠性和电能质量，可实现无人值班或少人值守，其意义主要体现在五个方面：减员增效，改革水电站值班方式；优化运行，提高水电站发电效益；安全稳定，保障水电站电能质量；竞价上网，争取水电站上网机会；简化设计，改变水电站设计模式。
由于中小型水电站具有自身的特点，因此实现中小型水电站无人值班并不要求将其自动化程度提高到大型水电厂的水平，其计算机监控系统应具有经济实用、简单可靠两个基本特点。计算机监控技术的日益成熟和水电站运行管理要求的不断提高使得在水电站实现综合自动化成为必然趋势。为了避免重复投资，在水电站实施综合自动化改造过程中应当在基于CIM系统的思想上遵循一定的基本原则。
思考题
1.水电厂计算机监控方式的演变经历几个过程？
2.水电站计算机监控的目的和意义是什么？
3.小型水电站计算机监控系统有什么特点？
计算机监控系统在电厂的应用 摘要本文对水电站计算机监控系统的特点、意义、发展进行了综合阐述。 关键词水电站计算机监控电厂 一、水电站计算机监控的目的和意义 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。 二、水电站监控系统的发展 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。 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，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。 三、水电站分层式监控系统的介绍 水电站分层分布式监控系统具有以下特点： 优点：一是提高系统的可靠性。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。二是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，使最底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： 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。 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。
某某电站计算机监控系统 1.水电发电设备监控的要求 （1）电网对水轮发电机组控制的要求 水轮发电机组的控制调节灵活，与火电厂相比，机组的启动和停止要求非常迅速，有时更要求频繁对负荷进行调节；另外，在电力系统的经济运行中，还必须考虑长距离输电的线路损耗，这都对电站计算机监督控系统提出了高要求。 （2）水轮发电机组控制的特殊性 水轮发电机组如何在运行时避开振动、汽蚀区，如何对油泵、水泵进行合理地切换这都是水轮发电机组常要面临的问题。 水电厂的自动化不仅要实现机组一级的自动化，还要实现电厂一级的自动化，即不仅要求机组、开关站及辅助设备实现自动监控，还要将全厂电气系统作为一个整体实现统一的监控；同时监控系统还要考虑水力系统对运行方式的制约，实现能与水库优化调度计划相协调的优化控制等等。 2.某某水电站计算机监控系统的设计原则 （1）某某水电站按“无人值班（少人值守）”的管理模式设计。运行初期在电站地下厂房中控室安排少量值班人员，系统稳定运行后运行人员将在某某枢纽管理综合楼电站控制室值班，电站地下厂房中控室将不再安排值班人员。计算机监控系统要与第一台机组同时投运。 （2）计算机监控系统能实现电站机组及其附属设备、全厂公用设备、断路器、隔离开关、接地刀闸等主要机电设备的远方控制，并具有事故分析和处理能力。 （3）计算机监控系统能完成与广西电网调度中心、某某电网调度中心、水情自动测报系统、主坝计算机监控系统、视频监视系统、电站继电保护信息管理系统、枢纽生产管理系统之间的通信。 （4）按电网调度自动化的要求将电站的主要信号和参数送至调度中心，并按调度中心给定方式，实现电站的优化调度、安全、稳定及经济运行。 （5）系统采用全分布、全开放系统，LCU这样的控制器应具有能独立工作能力，所有应用软件为模块式并且能同时运行。 （6）计算机监控系统能提供整个电站在正常和事故情况下可靠的操作环境和良好的实时响应特性。 （7）人机接口界面友好、操作方便。 3.某某水电站计算机监控系统的结构 系统结构图如下图 电站计算机监控系统由相互连接成网的如下设备组成：2套厂级管理工作站，3套操作员工作站，1套工程师工作站，3套通信处理站，1套电话语音报警处理站，1套打印处理站，4套机组现地控制单元（LCU），1套升压站现地控制单元（LCU），1套公用设备现地控制单元（LCU）。此外还应包括1套模拟返回屏，1台大屏幕投影仪，2台激光打印机，2台喷墨打印机，2台全厂公用便携式人机接口MMI，1套GPS时钟装置以及1套电站控制级UPS电源（含2台冗余UPS）。 （1）电站控制级 ① 2套厂级管理工作站，2套通信处理站，1套GPS时钟装置，1套电站控制级UPS电源将布置在地下厂房计算机室内。 ② 2套操作员工作站，1台大屏幕投影仪将布置在地下厂房中控室内； ③ 1套工程师工作站，1套打印处理站，4台打印机运行初期将布置在地下厂房计算机室，系统稳定运行后将布置在某某枢纽管理综合楼电站控制室；
水电厂计算机监控系统运行及维护规程 (DL/T 1009-2006) 1 范围 本标准规定了大中型水电厂计算机监控系统（简称监控系统）运行及维护的一般原则。规定了监控系统的运行操作、故障处理及日常维护、技术改造及技术管理要求。 本标准适用于大中型水电厂计算机监控系统的运行维护和技术管理。梯级水电厂和水电厂群的集中计算机监控系统可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）．或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 2887 电子计算机场地通用规范 GB 9361 计算机场地安全要求 DL 408 电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分） DL/T822水电厂计算机监控系统试验验收规程 国家电力监管委员会第5号令2004年12月20日电力二次系统安全防护规定 中华人民共和国公安部第51号令2000年4月26日计算机病毒防治管理办法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 操作员工作站 operator workstation 远行值班人员与监控系统的人机联系设备，用于监视与控制。 3.2
工程师工作站 engineer workstation 维护工程师与监控系统的人机联系设备，用于调试、修改程序等。 3.3 培训工作站 training workstation 培训人员与监控系统的人机联系设各，用于仿真培训。 3.4 主机 main server 监控系统的实时数据及历史数据服务器。 3.5 测点 processing point 数据采集点，包括从现场采集和外部链路数据等。 3.6 网控 power grid control 监控系统与电网调度相关功能的控制权转移至电网调度，并由其操作员工作站完成对相关设备的唯一控制。 3.7 梯控 cascade dispatch control 监控系统与梯级调度相关功能的控制权转移至梯级调度，并由其操作员工作站完成对相关设备的唯一控制。 3.8 站控 station control 监控系统控制权在水电厂厂站层，并由其操作员工作站完成对设备的唯一控制。 3.9 现地控制 local control 监控系统控制权在现地，设备由现地控制单元唯一控制。
水情及视频无线监控 解决方案 第 1 页共16 页
目录 1、行业背景 (3) 1.1行业背景 (3) 1.2行业现状及需求分析 (3) 1.3建设目标及重要意义 (3) 2、系统架构 (3) 2.1体系架构 (4) 2.2技术架构 (4) 3、特色方案 (7) 4、系统功能模块介绍 (8) 4.1系统组成 (8) 4.2宏电DVS介绍 (9) 4.3平台软件介绍 (10) 4.4客户端介绍 (11) 4.5服务器操作系统 (12) 4.6服务器数据库 (12) 4.7服务器 (12) 4.8摄像机 (12) 5、技术优势及系统特点 (13) 5.1技术优势： (14) 5.2系统特点 (14) 6、服务承诺 (15) 7、成功案例 (16)
1、行业背景 1.1行业背景 水库作为国家的重要资产，在水的管理方面具有着举足轻重的作用。对水库实行科学、安全、自动的管理，在现阶段已是一个符合国情而又非常迫切的要求。由于水库的面积广大、地形复杂等原因，实现有线的监控管理难度很大，我公司提出了无线远距离实时图像监控的合理化建议。 1.2行业现状及需求分析 水库拟实现无人执守及安全监控，要求实现以下功能： ?汛期的水库安全防卫工作，时刻注意水库的水位，如果水位到了警戒线，有了险情，马上报警。 ?水库重点区域的防范，随时注意闸门、大坝的正常工作和稳固程度。 ?水库水面情况的实时远端监控：水面上是否有漂浮物（如白色垃圾）、漂流物（如泄漏的原油）。 ?水库水岸情况的实时远端监控：岸上的物体（如人、兽）是否进入危险区（如闸门口、大堤上），是否有可疑的情况（如有人想要破坏水库）。 ?能够随时检测水库中水的水质，并将信息传到远端，发现水质超标，马上报警。 ?库天气情况的实时监控。 1.3建设目标及重要意义 建设的目标是提供一个包含前端采集设备，服务器和客户端的河道水库水情无线监控系统，该系统可实时查看水库各地的视频图像和水位信息。前端设备包括DVS，摄像头，水位传感器和遥测终端机。水位信息和视频图像以EVDO无线网络发送；服务器提供数据中转，用户权限管理等；客户端提供用户查看水位信息和视频的界面。 2、系统架构
电站计算机监控系统、电能量计量系统、在线监测系统设备1、概述 糯扎渡电站计算机监控系统是由南瑞公司生产，主要包括电站监控系 统、电站在线监测及故障诊断系统、电站电能量计量系统。 1.1 电站计算机监控系统： 电站计算机监控系统监控范围包括水轮发电机组及辅助设备、公用设 备、厂用设备和500kV开关站设备及坝区泄洪设备等。计算机监控系 统设有与上级调度计算机监控系统的通信接口，接受集控、省调、南 方电网调度指令，实现“四遥”功能。此外，还设有与厂内消防报警 系统、工业电视系统、电站MIS系统、水情测报系统等设备之间的通 信接口，以实现与这些系统之间的信息交换。 电站计算机监控系统采用分布式体系结构。整个系统分电站级和现地 控制单元级两层。控制网络采用冗余交换式快速以太网，传输介质采 用光纤，现地控制单元采用现场总线连接远程I/O及现地智能监测设 备。 现地控制级设备包括机组现地控制单元LCU1至LCU9、500kV开关站 现地控制单元LCU10、公用设备现地控制单元LCU11、厂用设备现地 控制单元LCU12、坝区设备现地控制单元LCU13。每套LCU由主机架、 双CPU模块、双网络接口模块、现场总线模块、双电源模块、本地 I/O模件、远程I/O模件、电气量测量单元、同期装置(LCU11、LCU12、 LCU13除外)等组成。上述模件中除远程I/O模件组盘布置于所对应 被测设备的附近外，其余模件均装于LCU盘内。 公用及辅机控制系统包括对机组辅助设备及电站公用设备的控制。 1.2 电站在线监测系统： 在线监测系统自动采集、记录、分析水轮发电机组振动、摆度、轴位 移、局放、气隙、变压器油中气体、温度、油中微含水量等主要状态 参数。 电站在线监测系统由传感器、监测屏柜及后台机构成，其监测信息除
,第二篇水电站计算机监控系统的基本技术 任务一、水电站计算机监控系统的工作原理 子任务一、电站主控层的计算机监控原理 电站主控层（主要由上位机组成），介于电网层与现地控制层之间，是操作员监控运行过程的主要窗口，负责对控制过程的“控、监、传”。其“控”，就是将“人”的操作信息送入控制系统，实现运行状态的转换，其“监”，就是对系统的数据库进行管理，进而实现信息处理和送达，其“传”，就是在电网层与现地控制层之间实现信息的传递。在水电站主控层安装有水电站计算机监控系统的历史数据库、实时数据库、历史数据库管理系统、实时数据库管理系统、上位机软件系统和人机接口界面等。现地控制单元层的数据首先采集进入实时数据库，一方面，上位机软件根据设定的时间，通过实时数据库管理系统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系统进行管理，操作运行人员可以一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。主控层原理见（图2-1）。 图2-1 电站主控层的工作原理简图
子任务二、现地控制单元层计算机监控原理 水电站计算机监控系统的现地控制单元主要包括机组现地控制单元和开关站及公用设备现地控制单元。其中，机组现地控制单元主要在现场对机组运行实现监视和控制。它需要直接与水电站的生产过程接口，对发电机生产过程进行监控，运行中要实现数据采集、处理和设备运行监视，同时通过局域网与监控系统其他设备进行通信，以及完成自诊断等。同时，它要协调功能层设备如调速器、励磁装置、同期装置、备自投装置等与现地控制单元的的联动以完成调速、调压、调频以及事故处理等快速控制的任务。在上位机系统出现故障或退出运行时，现地LCU应能够正常运行和实现对水轮发电机组发电的基本控制。而开关站及公用设备现地控制单元主要完成对开关站以及公用设备的计算机监控。现地LCU主要技术有： 1.水轮发电机组的测量 水轮发电机组的测量主要包括电量和非电量的测量。电量包括交流电参数和直流电参数。非电量包括水位、油位、压力、温度等。 2.水轮发电机组的顺序控制 水轮发电机组的顺序操作功能是机组现地控制单元中自动控制的组成部分，是实现水电厂计算机监控的基础，其任务是按照给定的运行命令自动地按规定的顺序控制机组的调速器、励磁设备、同步装置和机组的自动化原件，实现机组各种工况的转换。常规机组通常有停机、发电和调相三种运行状态。机组的顺序操作主要是机组三种运行状态的转换，实际运行中，也包括发电、并网、空载、空转等运行状态的转换。 1）水轮发电机组的PLC控制系统设计 目前在水电站中广泛应用的计算机监控系统现地控制单元是以可编程序控制器（PLC）和人机接口界面（触摸屏）为控制核心的。PLC的输入输出原理如图所示：
水电站视频监控系统方案 随着社会经济和科学技术的飞速发展，特别是计算机网络的发展，使人们的工作、生活变得更加快速和便捷，不仅大大缩短了信息沟通的时间，提高了工作效率，而且变革了原有的陈旧的管理模式。小小的鼠标和显示器使我们的视线和控制能力变得无所不及、无所不能，人们足不出户便可通过网络了解大千世界的千变万化。然而，当人们在为科学技术的神奇成果和迅猛速度感到惊叹的同时，又被科学成就本身所带来的巨大的潜在威胁感到惊惶不安。 采用高科技手段作案越来越成为当前社会犯罪的主要特征，无数惨痛的教训证明，科学技术这把双刃剑在推动社会进步的同时又在时刻威胁并伤害着创造它们的人类，我们对安全的需求与日俱增！为了有力打击各种经济刑事犯罪，保护国家和人民群众的生命财产安全，保证各行各业和社会各部门的正常运转，采用高科技手段预防和制止各种犯罪将会成为安全防范领域的发展方向。 “魔高一尺，道高一丈”。计算机网络通讯技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机通讯和图像处理技术，并通过网络传输数字图像和控制图像，为实现本地和远程图像监控及联网报警系统提供了高效可行而且价格低廉的解决方案 一、视频监控系统概述
视频监控系统是配合报警监测系统，实现以多种防范手段，提高安全监测系数和监控效果。在外围围墙上安装数字智能摄像系统，可灵活设置图像监视模式，如连续录像模式、动态感知录像模式（即当图像上出现移动物体时才启动录像）和报警联动录像模式（即当报警探测器被触发后录像机自动转到报警方位并启动录像），并且监控中心可任意操作控制前端智能摄像机的转动和镜头的拉伸，以捕捉最佳图像和画面效果。 在总站设监控中心作为整个安全防范系统的指挥部管理中心。整个案犯系统的运行、设备的控制全由安装在监控中心的智能数字控制主机完成。监控中心将对整个监控系统进行集中管理，同时，可将总裁、各部门经理办公室作为监控系统的分控端，这样足不出户即可了解各监控点的情况，大大节省了管理者的时间，提高了管理效率。 建设多媒体网络安防系统。监控中心的数字智能型主控设备具有强大网络功能，不仅可在站内的局域网上进行分控管理，还可远传上internet网，实现远程监控。该功能使监控信号的传输跨越了地域的限制，不论在世界哪个地方只要能上internet网络，就可看到本站监控现场的图像信号。 二、视频监控系统设计原则 为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本次安防系统工程设计中，我们坚持长远规划分布实施的原则，将系
精心打造 计算机监控系统管理制度 部门：万宝沟电站 年度：2016年度
计算机监控系统管理制度 第一章总则 第一条为加强万宝沟电站计算机监控系统的管理，确保计算机监控系统正常运行，特制定本制度。 第二条本制度包括：运行管理、维护管理、技术管理、安全管理。 第三条适用范围：电站计算机监控系统的管理。 第二章运行管理 第四条电站是计算机监控系统的运行维护管理部门，贯彻执行计算机监控系统各项技术标准、规程规范和管理制度；负责保障电站计算机监控系统相关设备正常工作所需条件，保障系统的安全、稳定运行，对系统运行率指标负责；负责电站计算机监控相关设备的日常巡视；负责自动化数据可靠上传、缺陷处理等维护、定检工作。 第五条计算机监控系统的安全是电站安全生产的重要环节，集中中心负责计算机监控系统软硬件的管理和维护，运行值班人员负责在操作员站上监视和控制。 第六条运行值班人员对计算机监控系统各设备进行定时巡检，及时发现计算机监控系统异常情况，并及时汇报处理。巡检内容应包括电站计算机监控系统各主机是否运行正常，各设备运行指示灯指示应正常，监控程序数据正常刷新，和各监控装置、智能设备通讯正常，监控功能正常。 第七条运行人员可按照现场运行规程的规定，对监控装置进行断电复位等简单缺陷处理工作。 第八条监控主机经验收合格投入运行后，如无特殊情况不得退出监控程序。 第九条运行人员严禁修改监控系统数据、配置，严禁在监控画面私自添加用户帐号和更改监控画面。 第十条运行人员如果发现监控装置设备紧急故障，如设备电源起火、有冒烟现象等，应立即断开监控装置电源，缓解故障情况后，及时通知相关人员进行处理。 第三章维护管理 第十一条电站维护专责对电站所有监控计算机及信息进行统筹管理，对电站所有监控计算机、设备进行登记、造册备案和维修；对软件系统进行维护和改造。 第十二条计算机监控系统的维护包括：系统故障后的系统软硬件、应用软件重新安装、根据运行需要对原有系统的功能完善，数据及系统备份，以及版本的升级等。 第十三条凡在电站计算机监控系统设备上的检修、试验、故障处理等工作，包括软件的修改、测试、对网络及硬件的维护等，必须办理工作票。 第十四条计算机监控系统的验收应按设备检修的验收规范进行。 第十五条应用软件（逻辑控制程序、数据库、画面及配置文件等）和硬件的更改必须经电站批准，重大技术更改须经总工程师批准。修改工作完成后需填写《计算机监控系统软硬件修改记录表》，集控中心定期进行检查。 第十六条电站根据定期工作计划，每月对计算机监控系统进行一次检测维护，并填写《计算机监控系统日常维护检测表》，班组审查、存档。 第十七条在对软件、监控程序、数据库、通讯规约、配置文件等进行修改之前及修改完成后均需对系统进行备份，以备意外情况下的及时恢复。 第十八条未经电站负责人批准，不允许任何人改变计算机监控系统网络拓扑结构。禁止计算机监控系统与Internet及其他系统连接。 第十九条计算机监控系统必须使用专用磁盘。 第二十条维护人员应定期对监控程序、数据库、通讯规约、配置文件、历史记录进行备份，应有不少于两份的可用备份，并存放于不同介质与不同地点。 第二十一条新增监控设备需经相应的验收程序后，方可投运。 第二十二条电站的计算机监控系统各装置由运行人员负责清洁。 第二十三条电站应建立计算机监控系统的定期巡检、定期校验、轮换规定，建立巡检记录簿、检验记录簿、缺陷处理记录簿，上述各项工作均应详细记录在相应的记录簿上。
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
发电厂计算机监控技术复习资料 一、单项选择题 1．变电所监控系统大多采用以太网，其CSMA/CD结构控制简单，轻负载下延时小。但随着负载的增加，冲突概率会急剧增大。对10M以太网，其（）的网络负荷可达到。 A、50% 、 7.5Mbps； B、40% 、 5Mbps； C、25% 、2.5Mbps； D、30% 、6Mbps 2、间隔层网络指任何一种用于工业现场，能实现各监控子系统之间相互通讯及与站控层通信的网络。其通讯速率应在（）以上。 A、1Mbps； B、2Mbps； C、4Mbps； D、10Mbps 3、模拟量及脉冲量弱电信号输入回路电缆应选用对绞屏蔽电缆，芯线截面不得小于（）。 A、0.5mm2； B、1.0mm2； C、1.5 mm2； D、0.75mm2 4、开关量信号输入输出回路可选用外部总屏蔽电缆，输入回路芯线截面不小于 1.0mm2、1.5mm2；，输出回路芯线截面不小于（）。 A、0.75mm2、 1.5mm2 ； B、1.0mm2、1.5mm2； C、1.5mm2、1.0mm2； D、2.0mm2、1.5mm2 5、UPS设备过负荷能力：额定负载运行60s,带（）额定负载运行10min。 A、130% 、110%； B、125% 、105%； C、150% 、125%； D、145% 、120% 6、网络拓扑宜采用总线型或环型，也可以采用星型。站控层与间隔层之间的物 理连接宜用（）。 A、总线型； B、环型； C、树型； D、星型 7、间隔层宜采用（），它应具有足够的传输速率和极高的可靠性。 A、以太网； B、无线网； C、工控网； D、ISDN 8、分层式是一种将元素按不同级别组织起来的方式。其中，较上级的元素对较下级的元素具有（）关系。 A、继承； B、控制； C、管理； D、主从 9.某条线路停电工作后，显示的功率值和电流值均为线路实际负荷的一半,其原因是 （）。 A、变送器的PT电压失相； B、变送器的CT有一相被短接； C、变送器故障；D线路的二次CT变比增大一倍 10、I/O与主机信息的交换采用中断方式的特点是（） A、CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作； B、CPU与设备并行工作,传送与主程序串行工作 C、CPU与设备串行工作,传送与主程序并行工作 D、CPU与设备并行工作,传送与主程序并行工作 二、多项选择题 1、在测量三相功率的方法中，用两个功率表测量时，称作双功率表法，对于这个方法（）。 A、三相功率等于两个表计读数之和； B、在三相电路对称情况下，测量无功功率和有功功率都是准确的； C、在三相电流不平衡情况下，测量有功功率是准确的； D、在三相电流不平衡情况下，测量无功功率和有功功率都是不准确的。 2、在电气设备操作中发生（）情况则构成事故。 A、带负荷拉、合隔离开关； B、带电挂接地线或带电合接地断路器； C、带接地线合断路器； D、带负荷拉开断路器。 3、解决降低遥信误发率问题常用( ) A、采用光耦作为隔离手段； B、通过适当提高遥信电源、引入电缆屏蔽； C、调整RTU 防抖时间； D、对遥信对象的辅助触点进行清洁处理。 4、下列（）属交流采样测量装臵对工作电源的要求。 A、交流电源电压为单相220V； B、交流电源频率为50Hz，允许偏差±5％； C、交流电源频率为50Hz，允许偏差±10％； 第1页共3页
浅谈公伯峡水电厂计算机监控系统 公伯峡水电厂计算机监控系统采用中国水利水电科学研究院自动化所研制开发的H9000 V3.0系统，该系统自2004年9月投产以来，系统运行稳定，为电站的安全生产做出了重要贡献，并为电站进一步提高设备安全运行及自动化水平，实现“无人值班”（少人值守）奠定了重要基础。文章从H9000系统在电站的实际应用出发，介绍了系统结构、特点、配置以及功能实现。 标签：公伯峡水电厂；计算机监控系统；H9000 V3.0系统 1 引言 近年来，为了合理的利用我国有效的水资源，各地的水电站相继的建成，水电站的建设规模的不断扩大，有效的缓解了我国电力紧张的局面，同时也保证了水电站辖区内的农田灌溉用水和生产用水的需求。黄河所流过的区域，人们利用黄河水不仅保证了农业生产的需要，同时黄河所流经的区域内也是水电站建设的最有利位置。公伯峡水电站就是在黄河干流在青海省化隆、循化两县交界处汇集时所建成的以发电和灌溉供水需求为主的水电站，此水电站按无人值班方式进行的设计，并装设了H9000 V3.0计算机监控系统，已成为西北电网调峰、调频和事故备用主力电站。 本站计算机监控系统采用全计算机控制的分层分布开放式结构，由按功能分布的主控层及按对象分布的现地单元（LCU）层组成。 2 系统功能 2.1 主控层功能 主控层从LCU 实时采集反映全厂主要设备运行状态和参数的各类数据，如通信量、模拟量、扫查量和中断开关量等，并对全厂主要设备进行集中监控管理，主要包括设备调节控制、工况转换及参数设置等操作、防误操作输出闭锁、报警记录及历史查询、温度趋势报警与分析、事故语音报警、系统数据库管理等功能，实现自动发电控制（AGC）等高级应用，并与西北网调、青海省调以及黄河公司梯调进行通信，提供反映设备实时状态的遥信、遥测数据和接收西北网调下发的遥调、遥控命令。 2.2 现地控制单元层功能 LCU作为监控系统的底层控制设备，主要是完成各类数据的采集与预处理，随机响应主控级的召唤，向主控级发送采集的数据和各类报警信息，同时接受主控级的控制命令，进行有效性检查并核对后执行。而当主控级设备出现故障或退出运行时，LCU仍能正常运行和就地实现对设备的基本监控功能，如数据采集、处理；设备调节控制、工况转换等操作；事件顺序记录；硬件自诊断等。
新能源电站远程集中监控系统 建设方案
目录 第一章项目概况 (6) 1.1建设任务 (6) 1.2引用标准 (6) 1.2.1国家和国际标准 (6) 1.2.2中华人民共和国电力行业标准 (8) 1.2.3通用工业标准及其他相关标准 (9) 1.3设计原则 (9) 第二章新能源电站远程监控系统总体设计 (11) 2.1系统概述 (11) 2.2适用范围 (14) 2.3系统结构 (14) 2.4硬件总体设计 (17) 2.5软件体系结构 (19) 第三章风电场侧子系统 (23) 3.1风电场侧接入方案 (23) 3.2风电场侧功能 (23) 3.2.1风机实时运行数据采集与控制 (24) 3.2.2升压站（开关站）实时运行数据采集与控制 (25) 3.2.3无功补偿装置实时数据采集与控制 (30) 3.2.4箱变设备实时运行数据采集与控制 (30) 3.2.5风功率预测系统数据采集 (31) 3.2.6功率控制系统(AGC/AVC)数据采集 (31) 3.2.7电能量计量信息采集 (32) 第四章监控中心侧SCADA子系统 (33)
4.1系统方案 (33) 4.2系统功能 (33) 4.2.1数据接收 (33) 4.2.2数据存储 (34) 4.2.3数据处理 (34) 4.2.4监控中心侧SCADA子系统内数据传输 (36) 4.2.5报表服务 (36) 4.2.6权限管理 (37) 4.2.7人机界面 (37) 4.2.8风电场监控信息 (37) 4.2.9光伏电站监控信息 (41) 4.2.10报警及事件顺序记录(SOE) (43) 4.2.11控制功能 (44) 4.2.12时钟同步 (46) 4.2.13Web发布功能 (46) 4.3技术指标 (47) 4.3.1参考标准及依据 (47) 4.3.2测量值指标 (47) 4.3.3系统实时响应指标 (47) 4.3.4负荷率指标 (48) 4.3.5可靠性指标 (48) 4.3.6系统时间指标 (48) 4.3.7工作环境与电源 (48) 4.4大屏幕显示系统简介 (49) 第五章数据通信子系统 (56) 5.1通讯链路需求 (56) 5.2内部数据网建设方案 (56)
水电站计算机监控系统的设计及应用 摘要：根据当前的水电站计算机监控发展情况，通过计算机网络技术，利用自动的电压控制程序，合理分配各机组功率，实现系统的调度来提高水电站的自动化水平。同时，使用计算机监控系统可以降低运行控制人员的劳动量和水电站的运行费用。随着无人值班的普及，对于水电站计算机监控系统有了更高的要求。因此，智能化水电站将在以后的水电站自动化发展中成为趋势。 关键词：计算机监控系统；现地控制单元；厂站控制层 1.国内外水电站计算机监控系统的现状 目前在国外水电站计算机监控系统中有两种监控模式：“集成型”和“专用型”。两种模式各具有优缺点，“集成型”是一种开放的通用模式，其优点是以可编程控制器（PLC）为核心，通过励磁机、调速器、保护装置等设备的上传数据来实现监控，从而具有灵活的结构，通用性强，但同时也形成了其缺陷，就是设备冗杂，功能分散。它已普遍使用于发达国家，而且具有比较成熟的技术；“专用型”相对于“集成型”系统简洁，功能相对集中，但是设备进口的价格比较高。 2.某水电站计算机监控系统的设计 下文将以某水电站计算机监控系统项目为背景，介绍该水电站计算机监控系统的设计、选型、功能和应用。 2.1水电站概况 该水电站位于江西干流，浔江末端的长洲岛河段。本工程为江西下游河段广西境内的一个梯级电站。电站分为内江厂房和外江厂房，共装机15台单机容量42MW的灯泡贯流式水轮发电机。发电机母线是扩大单元接线，每3台发电机经1台变压器升压后接入开关站，内江中控室控制全厂15台机组及内外江所有附属设备，内外江距离4km，使用24芯单模光缆连接。 2.2水电站的中体计算机监控系统设计 水电站监控系统分为两个部分，即外江计算机监控系统和内江计算机监控系统，两者既可以单独运行也可以联合运行。内外江上位机均采用南京南瑞集团公司的NC 2000监控系统软件。在整个电站建成后运行人员平时将在内江厂房中的中控室对电站的所有设备进行监控。因此，在本文主要介绍该水电站计算机监控系统的外江部分。 计算机监控系统是使用的全分布开放式的全厂集中监控的方案，设置上位机（负责全厂集中监控任务的电厂级控制系统）、负责完成机组等公用设备的监控控制系统。
水电站视频监控系 统方案
水电站视频监控系统方案 随着社会经济和科学技术的飞速发展，特别是计算机网络的发展，使人们的工作、生活变得更加快速和便捷，不但大大缩短了信息沟通的时间，提高了工作效率，而且变革了原有的陈旧的管理模式。小小的鼠标和显示器使我们的视线和控制能力变得无所不及、无所不能，人们足不出户便可经过网络了解大千世界的千变万化。然而，当人们在为科学技术的神奇成果和迅猛速度感到惊叹的同时，又被科学成就本身所带来的巨大的潜在威胁感到惊惶不安。 采用高科技手段作案越来越成为当前社会犯罪的主要特征，无数惨痛的教训证明，科学技术这把双刃剑在推动社会进步的同时又在时刻威胁并伤害着创造它们的人类，我们对安全的需求与日俱增！为了有力打击各种经济刑事犯罪，保护国家和人民群众的生命财产安全，保证各行各业和社会各部门的正常运转，采用高科技手段预防和制止各种犯罪将会成为安全防范领域的发展方向。 “魔高一尺，道高一丈”。计算机网络通讯技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机通讯和图像处理技术，并经过网络传输数字图像和控制图像，为实现本地和远程图像监控及联网报警系统提供了高效可行而且价格低廉的解决方案
一、视频监控系统概述 视频监控系统是配合报警监测系统，实现以多种防范手段，提高安全监测系数和监控效果。在外围围墙上安装数字智能摄像系统，可灵活设置图像监视模式，如连续录像模式、动态感知录像模式（即当图像上出现移动物体时才启动录像）和报警联动录像模式（即当报警探测器被触发后录像机自动转到报警方位并启动录像），而且监控中心可任意操作控制前端智能摄像机的转动和镜头的拉伸，以捕捉最佳图像和画面效果。 在总站设监控中心作为整个安全防范系统的指挥部管理中心。整个案犯系统的运行、设备的控制全由安装在监控中心的智能数字控制主机完成。监控中心将对整个监控系统进行集中管理，同时，可将总裁、各部门经理办公室作为监控系统的分控端，这样足不出户即可了解各监控点的情况，大大节省了管理者的时间，提高了管理效率。 建设多媒体网络安防系统。监控中心的数字智能型主控设备具有强大网络功能，不但可在站内的局域网上进行分控管理，还可远传上internet网，实现远程监控。该功能使监控信号的传输跨越了地域的限制，不论在世界哪个地方只要能上internet网络，就可看到本站监控现场的图像信号。
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。
电厂电力网络计算机监控系统 通过对NCS系统的功能、结构、优势分析，发现相较于常规方式而言，自动化程度和成熟性的大力提升，是NCS系统最大的特点，其具备高度的可靠性、安全性、灵活性和稳定性，其入机接口简单易用，系统网络结构能强有力地支撑监控系统的运行需求，从而使整个火力发电厂电力系统达到更高的性能要求，安全可靠。尽管目前我国已将NCS系统作为发电厂电力监控的主要管理手段，其运行的效率和安全性有了大幅度的提升，然而，相较于发达国家而言，仍存在很大的差距，因而在NCS系统技术研究等方面的改进仍是研究人员需要努力的方向。 电气控制技术经过多年的发展，目前已进入以电力网络计算机监控系统为主要研究方向的高速发展阶段。基于NCS相较于常规控制方式具有明显的优点，目前新建的火力发电厂电力系统已广泛采用计算机监控系统进行操作。 一、系统方案引用的相关规范性文件 火力发电厂电力网络计算机监控系统的方案设计及其安装操作，可参照的规范性文件包括：《火力发电厂电力网络计算机监控系统设计技术规定》、和参照相关的NCS安装手册等有关标
准。通过对权威标准的遵循和参考，确保在安装过程中保持科学性和合理性，以保证发电厂以及系统在运行过程中能够保持稳定和安全。 二、NCS的系统组成 (一)NCS的系统功能 NCS系统应包括数据采集处理、监控报警、断路器和隔离开关的控制操作及其他设备操作、计算机系统或智能设备的同步对时、闭锁功能、统计和计算、打印记录、数据贮存和检索、进行运行指导、远动信息传送通讯等运行管理功能、在线自诊断功能和冗余管理等功能。[1] (二) NCS的系统要求 为保证火力发电厂电力网络计算机监控系统的合理、科学，保障建设工程的运行效益、确保电力系统可以稳定运行以及设备的安全性，应考虑诸多因素。[2]NCS的安装需要严格遵循的要求如下： (1)关联考虑NCS与远动系统及其通信装置。整个NCS系统
喜河水力发电厂 计算机监控系统改造方案 批准： 审核： 编写： 维护部电气班 二0一五年一月二十七日 计算机监控系统改造方案
一．计算机监控系统基本情况 1.网络结构 网络系统采用全分层分布，开放式系统，网络结构以光纤以太网为总线。实行双网通讯，互为热备用。设有主控级和现地控制单元级。 2.主控级 以2套主计算机（兼操作员工作站、兼历史数据库）、1个工程师工作站（兼培训工作站）、2个通信工作站、1个厂长终端为核心，连同其外围设备（包括网络交换机和打印机等）、在计算机室的两套逆变电源等构成的主控级设备。其中，操作员工作站等放在中央控制室；工程师工作站（兼培训工作站）、通信工作站、厂长终端、逆变电源放在监控计算机室。 3.现地控制单元 现地控制单元接受主控级命令，直接面向控制对象，运行人员可通过现地控制盘上的人机界面进行控制和调节。 全厂共设6套现地控制单元设备。分别为机组现地控制单元（1～3LCU），开关站现地控制单元（4LCU），公用现地控制单元（5LCU），大坝现地控制单元（6LCU）。每个LCU由控制器、输入输出模块、温度测量盘（仅装于1～3LCU）和同期装置（仅装于1～3LCU和4LCU）等组成。各现地控制单元能脱离主控级，独立运行完成其现地监控功能，机组手动分步操作可通过机组现地控制单元来实现。 二．计算机监控系统改造背景 1.喜河计算机监控系统2006投产，受当时国内监控系统发展水平的限制，我厂计算机监控系统设计为非冗余配置（现地单PLC、单网络），监视、控制功能不全，随着时间的推移，加之电网调度对监控系统实时性、可靠性的要求也不断提高，接
入监控系统的数据量越来越多，系统规模越来越大，现有的监控系统已不能满足反事故措施及电力安全生产的要求。 2.我厂计算机监控系统2006年投产，已工作八年多时间，因长时间连续运行，元器件老化，频繁出现CPU插件损坏、以太网卡损坏、电源模块损坏等故障；上位机长期运行经常出现死机、通讯中断现象；运行中出现误报警或不报警现象，因语音库已满，无法进行增设，此现象严重影响了我厂设备的安全稳定运行。 3.由于计算机硬件设备更新换代较快，原有模块等设备已经无法购买。例如：2014年1月10日02时在进行出线场设备恢复运行时，GIS监控单元CPU插件损坏，监控无法发出合闸命令，备品插件与原插件型号不一致，程序无法顺利下载，导致330kV不能及时恢复；当日监控系统还发生了三号机LCU单元CPU插件损坏、一号机LCU与上位机通讯中断等缺陷，原因都是设备老化。 4.2013年10月开始操作员B站频繁死机，经过检查是由于主板老化故障所致，需更换操作员B站服务器，耗费大量人力和时间，更换服务器并重新安装系统后，B 工作站才恢复正常。 5.原监控系统自动化元件未按“无人值班，少人值守”要求配置，运行8年以上，老化严重。 三．设备存在的主要问题： 1．我厂监控系统机组LCU采用工业控制计算机进行数据处理和当地显示及数据通信。一旦出现故障，上位机与现地PLC的联系中断，运行人员无法进行正常的控制和监视。 2．由于工业控制机的不可靠，经常出现误报警和不报警现象。 3．LCU运行时间长已经老化。