论文部分内容阅读
[摘要]本文论述了当代水电厂的监控系统，分析了监控系统的原理技术，并具体的描述了监控系统的原理以及当代监控系统中存在的主要问题，并根据这些问题提出相应的解决方案。
[关键字]监控系统；水发电厂；作用
中图分类号：TM6文献标识码： A 文章编号：
前言
当代水力发电厂的监控系统主要是由计算机来运行并完成。计算机在现代社会中的快速发展，以及元件自动化的不断提高和改进，为水力发电的工作提供了良好的综合性自动化环境。水电厂的计算机监控系统是计算机应用领域的一个分支，它利用计算机的图像处理、数据计算、自动化处理及控制等功能，用一台计算机就可以把现场所有的分散表记录的数据显示出来，改变的传统的运行模式，能够用鼠标和键盘来操作分散的控制按钮或把手，同时可以通过使用远程通信技术对远方现场进行控制和监督。基于计算机的此项技能，计算机操作系统应用在水电厂中得到了相当广泛的应用，其技术也逐渐成熟起来。
1、水电厂计算机监控系统介绍。
1.1基本组成。水电厂机组的控制单元主要由PLC、控制开关、剪断销信号、机组冷却水信号、转速信号装置以及同期装置、机组测温装置、调速器装置等设备组成。其中现地控制单元只负责机组调节和检测水轮发电机组运行状况。数据采集装置主要负责收集水电厂的全站信号数据[1]。对于信息处理量较大的水电厂，还需配备一体化工控机或带触摸屏的数字化处理系统。
1.2基本原理。计算机系统通过I/O设备，在水电厂生产作业中获得电压、电流、功率等相应的电气量和温度、水位、压力等非电气量以及继电保护触点状态、断路器、隔离开关状态等开关量，将这些实时数据经运算器进行分析，做出控制和调节决策，并再次通过I/O设备作用于水电厂的控制和调节装置，从而能够实现对闸门的开闭、断路器的合跳等主要设备的控制和调节。通过通信设备，可将水电厂的运行参数和设备状态传输到电网调度中心进行处理，并反作用于这些设备。另一方面，还可进行人机联系，通过计算机的显示器给工作人员提供反映设备运行状况。
1.3基本配置。水电厂计算机监控设备主要由PCL、数据采集器、控制仪表及开关、同期装置、转速信号以及厂家专门配置的剪断销信号系统装置等等。伴随着科技水平的提高和发展，计算机硬盘容量也不断的扩大，以满足储存更多数据信息的要求，此外在配备刻录光驱的基础上，大容量的硬盘是个能够解决的问题[3]。在当代水电厂无人值班少人值守的情况下，对其他要求不高的设备或相应的实用频率比较低的设备例如打印机等等，实用范围除自动打印报表和办理工作票（操作票）以外就很狭窄。所以，针对一般型的水电厂而言，仅需配备一至两台打印机就可达到系统的需要。
1.4系统功能划分。水电厂监控系统具有通信功能，具体划分为内部通信和外部通信，其中内部通信主要是指主站级的工作（A\B）站、服务器、励磁装置、自动保护装置以及与现地级LCU之间的数据信息交流；外部通信是指水电厂的计算机监控系统与上下级进行的（电网）调度、与阀门和水库的监控、大坝监测系统以及水情监控系统等之间的交流[4]。
2、水电厂计算机监控系统存在的问题分析。
2.1电源问题。一般来说，为了减轻直流系统的负担，水电厂的计算机控制系统应配有交流和直流电源，对于该配置的电源电压应选择在确保正常工作的前提下进行交流供电、直流备用。然而，为预防电厂在发生故障时没有电源使用的情况下，采取对电厂的监控系统的LCU设备以及外围自动化设备采用交直流相互作用的双电源，这样双电源可以相互切换，互为备用，提供了一种应急情况下的解决方式[1]。大量研究人员对水电厂进行了许多的测试实验，数据表明UPS在实际的运行环境下，维护十分不易，此外使用寿命不长。在此情况下，电厂不适合应用此设备。
2.2监控系统与调速器系统、励磁系统接口问题分析。一般的水电厂的监控系统采用的是开关量和通信两种途径。就其开关量而言，由于其相对性，所以利用开关量来检测系统的故障并进行调试，不仅如此，还能较直观明确的反映出接线问题，但是，这种途径还存在一些缺点，比如说独立性不强，部分的控制功能在LUC中進行都需要PID程序来进行调节，同时接线问题可能较混乱，不清晰[2]。就其通信这种方式而言，适合应用在励磁、调速等自动化装置，励磁、调速等这些装置通过LCU定值传送来完成功能。采用这种方式可以实现工作效率的提高，有功、无功的设定。
2.3消防警报、工业电视与MIS的连接问题。水电厂能够正常运行离不开有健全的监控系统。在信息量较少的情况下，输入和输出接入方式使用较多，这样有利于保障系统的稳定性。由于在网络资源中工业电视图像运用占大部分，并且运输的数据量比较大，那么就应该采用自成的网络进行传输，而不通过监控网络[3]。因此我们可以采取工业电视专用的CRT装入监控室内，然而假如当工业电视具备图像自动的切换连接功能时，仍然可以采取通信的方式连接监控系统。相对应的，水电厂的消防警铃能够传送较少的信息量，却在实际操作中占有不可替代的作用。消防警报中的火警信号能够对图像进行自动的切换和连接，进而将信息传输给工业电视。所以说，选择正确合理的截图监控系统，能够保证稳定信息的运输。
3、监控系统在水电厂中的应用
3.1效率检测系统在监控系统中的应用。水电厂水轮发电机组运转的效率高或低决定着整个水电厂的经济运行的强或弱。因此，对水轮发电机组要定时的进行检测，通过监测，既可以作为水电厂机组在工程竣工时的核定标准，又能够监测机组运行的性能是否正常。这样就形成了在不一样的工作条件下或不同水流量的情况下对水轮机组的工作数据的采集，这些数据在未来参考材料中占有重要地位料。这些参考数据常常被运用在确定电厂经济的运行开机台数以及检修水电厂机组符合的优化装置。但由于近几年来种种原因的阻碍和限制，导致这种流量监测技术没能得到普及和广泛的运用，不能在水电厂中发挥效率检测的作用。
3.2电能在水电厂监控系统中的应用。在前几年的传统的电度量数据采集方式中，都是通过电压脉冲到计算机控制系统的方式来采集。如今我们现代的水电站的发电机组、输电线路都安装有电度量表。水电厂的监控系统是由众多的环节组成而不是仅有一个环节构成。这种传统的电度量的采集存在很多问题，例如当设备出现问题、发生故障无法工作时，将会导致数据的丢失产生误差。因此，采用现代的智能化的电度量表就很有必要，它能够保证数据的完整性和准确性，不需要人工的干涉，进而减少了误差。确保水电厂能够安全正常的进行。
3.3电话报警系统在水电厂中的应用。水电厂电话报警系统是根据计算机系统信号的原理进行工作的。被通知者能及时接受实时的报警通知，并根据信号发布的情况对其进行相应的处理。经过电话、报警等其他通信手段能够在第一时间通知工作人员，及时处理水电厂出现的问题，以免损失过多。
[结语]
由于现代的计算机具有智能化、高速运转的能力，因此可以保证对闭环控制、在线进行复杂的机组发电计算、调整发电机组的无功和有功的出力的正常运行，国内外经验和理论计算表明，优化水库的调节可以增加发电量、电站停开机组以及最佳负荷分配的发电量。随着微处理机和计算机技术的发展，计算机监控系统研制的内容主要侧重于实用趋势分析、AGC、优化控制、AVC等高级应用软件；改善人机接口联系，可以采用彩色大屏幕高清晰度的显示器；提高速度、增强功能、提高灵活性和可靠性等性能，这些研究将使我们清洁能源水力发电厂的未来更美好。
[参考文献]
[1]. 鲁赛棋.探讨小型水电站自动化模式与设计[J].经营管理者.2010(03)
[2]. 刘方.水电站计算机监控系统应用的现状研究[J].农业技术与装备.2010(02)
[3]. 丁洁;王子亮.基于DSP的电能质量监测系统设计[J].河南科学.2010(02)
[4]. 郭鑫.高压输电线路故障在线监测的技术研究[J].科技资讯.2011(20)
[关键字]监控系统；水发电厂；作用
中图分类号：TM6文献标识码： A 文章编号：
前言
当代水力发电厂的监控系统主要是由计算机来运行并完成。计算机在现代社会中的快速发展，以及元件自动化的不断提高和改进，为水力发电的工作提供了良好的综合性自动化环境。水电厂的计算机监控系统是计算机应用领域的一个分支，它利用计算机的图像处理、数据计算、自动化处理及控制等功能，用一台计算机就可以把现场所有的分散表记录的数据显示出来，改变的传统的运行模式，能够用鼠标和键盘来操作分散的控制按钮或把手，同时可以通过使用远程通信技术对远方现场进行控制和监督。基于计算机的此项技能，计算机操作系统应用在水电厂中得到了相当广泛的应用，其技术也逐渐成熟起来。
1、水电厂计算机监控系统介绍。
1.1基本组成。水电厂机组的控制单元主要由PLC、控制开关、剪断销信号、机组冷却水信号、转速信号装置以及同期装置、机组测温装置、调速器装置等设备组成。其中现地控制单元只负责机组调节和检测水轮发电机组运行状况。数据采集装置主要负责收集水电厂的全站信号数据[1]。对于信息处理量较大的水电厂，还需配备一体化工控机或带触摸屏的数字化处理系统。
1.2基本原理。计算机系统通过I/O设备，在水电厂生产作业中获得电压、电流、功率等相应的电气量和温度、水位、压力等非电气量以及继电保护触点状态、断路器、隔离开关状态等开关量，将这些实时数据经运算器进行分析，做出控制和调节决策，并再次通过I/O设备作用于水电厂的控制和调节装置，从而能够实现对闸门的开闭、断路器的合跳等主要设备的控制和调节。通过通信设备，可将水电厂的运行参数和设备状态传输到电网调度中心进行处理，并反作用于这些设备。另一方面，还可进行人机联系，通过计算机的显示器给工作人员提供反映设备运行状况。
1.3基本配置。水电厂计算机监控设备主要由PCL、数据采集器、控制仪表及开关、同期装置、转速信号以及厂家专门配置的剪断销信号系统装置等等。伴随着科技水平的提高和发展，计算机硬盘容量也不断的扩大，以满足储存更多数据信息的要求，此外在配备刻录光驱的基础上，大容量的硬盘是个能够解决的问题[3]。在当代水电厂无人值班少人值守的情况下，对其他要求不高的设备或相应的实用频率比较低的设备例如打印机等等，实用范围除自动打印报表和办理工作票（操作票）以外就很狭窄。所以，针对一般型的水电厂而言，仅需配备一至两台打印机就可达到系统的需要。
1.4系统功能划分。水电厂监控系统具有通信功能，具体划分为内部通信和外部通信，其中内部通信主要是指主站级的工作（A\B）站、服务器、励磁装置、自动保护装置以及与现地级LCU之间的数据信息交流；外部通信是指水电厂的计算机监控系统与上下级进行的（电网）调度、与阀门和水库的监控、大坝监测系统以及水情监控系统等之间的交流[4]。
2、水电厂计算机监控系统存在的问题分析。
2.1电源问题。一般来说，为了减轻直流系统的负担，水电厂的计算机控制系统应配有交流和直流电源，对于该配置的电源电压应选择在确保正常工作的前提下进行交流供电、直流备用。然而，为预防电厂在发生故障时没有电源使用的情况下，采取对电厂的监控系统的LCU设备以及外围自动化设备采用交直流相互作用的双电源，这样双电源可以相互切换，互为备用，提供了一种应急情况下的解决方式[1]。大量研究人员对水电厂进行了许多的测试实验，数据表明UPS在实际的运行环境下，维护十分不易，此外使用寿命不长。在此情况下，电厂不适合应用此设备。
2.2监控系统与调速器系统、励磁系统接口问题分析。一般的水电厂的监控系统采用的是开关量和通信两种途径。就其开关量而言，由于其相对性，所以利用开关量来检测系统的故障并进行调试，不仅如此，还能较直观明确的反映出接线问题，但是，这种途径还存在一些缺点，比如说独立性不强，部分的控制功能在LUC中進行都需要PID程序来进行调节，同时接线问题可能较混乱，不清晰[2]。就其通信这种方式而言，适合应用在励磁、调速等自动化装置，励磁、调速等这些装置通过LCU定值传送来完成功能。采用这种方式可以实现工作效率的提高，有功、无功的设定。
2.3消防警报、工业电视与MIS的连接问题。水电厂能够正常运行离不开有健全的监控系统。在信息量较少的情况下，输入和输出接入方式使用较多，这样有利于保障系统的稳定性。由于在网络资源中工业电视图像运用占大部分，并且运输的数据量比较大，那么就应该采用自成的网络进行传输，而不通过监控网络[3]。因此我们可以采取工业电视专用的CRT装入监控室内，然而假如当工业电视具备图像自动的切换连接功能时，仍然可以采取通信的方式连接监控系统。相对应的，水电厂的消防警铃能够传送较少的信息量，却在实际操作中占有不可替代的作用。消防警报中的火警信号能够对图像进行自动的切换和连接，进而将信息传输给工业电视。所以说，选择正确合理的截图监控系统，能够保证稳定信息的运输。
3、监控系统在水电厂中的应用
3.1效率检测系统在监控系统中的应用。水电厂水轮发电机组运转的效率高或低决定着整个水电厂的经济运行的强或弱。因此，对水轮发电机组要定时的进行检测，通过监测，既可以作为水电厂机组在工程竣工时的核定标准，又能够监测机组运行的性能是否正常。这样就形成了在不一样的工作条件下或不同水流量的情况下对水轮机组的工作数据的采集，这些数据在未来参考材料中占有重要地位料。这些参考数据常常被运用在确定电厂经济的运行开机台数以及检修水电厂机组符合的优化装置。但由于近几年来种种原因的阻碍和限制，导致这种流量监测技术没能得到普及和广泛的运用，不能在水电厂中发挥效率检测的作用。
3.2电能在水电厂监控系统中的应用。在前几年的传统的电度量数据采集方式中，都是通过电压脉冲到计算机控制系统的方式来采集。如今我们现代的水电站的发电机组、输电线路都安装有电度量表。水电厂的监控系统是由众多的环节组成而不是仅有一个环节构成。这种传统的电度量的采集存在很多问题，例如当设备出现问题、发生故障无法工作时，将会导致数据的丢失产生误差。因此，采用现代的智能化的电度量表就很有必要，它能够保证数据的完整性和准确性，不需要人工的干涉，进而减少了误差。确保水电厂能够安全正常的进行。
3.3电话报警系统在水电厂中的应用。水电厂电话报警系统是根据计算机系统信号的原理进行工作的。被通知者能及时接受实时的报警通知，并根据信号发布的情况对其进行相应的处理。经过电话、报警等其他通信手段能够在第一时间通知工作人员，及时处理水电厂出现的问题，以免损失过多。
[结语]
由于现代的计算机具有智能化、高速运转的能力，因此可以保证对闭环控制、在线进行复杂的机组发电计算、调整发电机组的无功和有功的出力的正常运行，国内外经验和理论计算表明，优化水库的调节可以增加发电量、电站停开机组以及最佳负荷分配的发电量。随着微处理机和计算机技术的发展，计算机监控系统研制的内容主要侧重于实用趋势分析、AGC、优化控制、AVC等高级应用软件；改善人机接口联系，可以采用彩色大屏幕高清晰度的显示器；提高速度、增强功能、提高灵活性和可靠性等性能，这些研究将使我们清洁能源水力发电厂的未来更美好。
[参考文献]
[1]. 鲁赛棋.探讨小型水电站自动化模式与设计[J].经营管理者.2010(03)
[2]. 刘方.水电站计算机监控系统应用的现状研究[J].农业技术与装备.2010(02)
[3]. 丁洁;王子亮.基于DSP的电能质量监测系统设计[J].河南科学.2010(02)
[4]. 郭鑫.高压输电线路故障在线监测的技术研究[J].科技资讯.2011(20)