簡述新型水電站計算機監控系統

摘 要：電站計算機監控系統按全計算機監視控制方式、“無人值班”的最終管理方式進行設計，能實現“現地、遠方”計算機監控系統監控。系統結構配置充分體現分層分布和開放性、可移植性和可擴充性。本文介紹了新型水電站監控系統，對于其他水電廠也有參考作用。

關鍵詞：水電站；計算機監控；LCU

目前中小型水電站的計算機監控方式基本形式有4種：1）以常規控制裝置為主，簡稱CASC；2）常規控制裝置配以簡單的計算機監控的雙重設置方式，簡稱CCSC；3）以計算機監控為主、常規設備為輔方式，簡稱CBSC；4）全計算機方式，簡稱CSCS。本文主要介紹第四種計算機監控方式。

1 計算機監控系統簡介

計算機監控系統是電站運行管理的眼睛，在保障電站安全生產和穩定運行中起著不可磨滅的作用，至上世紀九十年代推行水電廠“無人值班，少人值守”以來，計算機監控系統引領者這一理念。在科學技術飛速發展的今天，電站計算機監控能力也有著顯著的提高。新型監控系統采用分層分布式，分為現地控制層、中控層和調度層。從監控對象又分為電站計算機監控子系統和溢流壩計算機監控子系統，分別對電站一、二次設備及溢流壩設備進行實時監控。以高效的、經濟的實現集中控制和遠方控制為目的，真正做到“無人值班，少人值守”這一理念。

2 計算機監控系統的功能

計算機監控系統的主要目的是：

1）加強對電站主要設備的監視提高水電廠運行的可靠性；

2）提高電力系統的安全經濟運行水平以保證所供電能質量；

3）提高運行人員的工作有效性以減少值班人員；

4）提高水電廠的運行管理水平；

5）提高水電廠的經濟效益。

計算機監控系統按照現場無人值班，監控室少人值守的目標進行設計，一般來說可以實現遠程集中監控和控制水輪機組及其輔助設備；發電機組及其輔助設備；主變壓器及其輔助設備；機組進水口閘門及其附屬設備；尾水閘門及其啟閉機設備；高壓電纜；廠用電配電系統；油氣水系統；一體化電源系統；火災報警系統；通風系統以及溢流壩閘門、放空底孔閘門、閘壩壩腔排水等設備。計算機監控系統對監控對象進行監控、數據采集與處理、運行計算和數據交換、操作等多方面功能，同時能夠接收來自調度層的指令，并將采集處理、精簡后的數據傳送到調度層，是調度層只需處理來自本站的精簡數據，更加容易完成對整個調度管轄范圍的有效監控。

3 分層分布式結構的實現

電站的監控和控制都分布為三個層次，分別是調度層，中控層，現地控制層。

3.1 調度層

電站調度分為兩部分：防洪調度和發電調度，調度層相當于電站的頭部，負責著電站與外界的溝通，CSCS通過專用的遠動工作站將電站的溢流壩部分由流域的防洪調度中心連線，發電廠部分與中調或地調連線，實時上傳水情信息與主要開關位置以及機組狀態等信息。也可機組及開關由上級中調和和地調進行發電調度控制；溢流壩閘門由防洪調度中心進行防洪調度控制。不過一般來說調度層的控制權限較低，調度層的控制主要是通過下達指令到中控層來完成。

3.2 中控層

中控層相當于是水電站的心臟，中控室作為“少人值守”的值守處，中控層需要實現集中對全廠設備的實時監控和主要操作。在中控室內要完成對全站信息掌握一般設有電站監控調試終端；閘門監控調試終端；數據服務器，操作員工作站（對于現地層絕大多數指令是由操作員發出，為確保可靠性以及同值人員監盤獨立性可加設操作員工作站），工程師工作站，溢流壩閘門工作站，遠動工作站，通信工作站，綜合管理通信工作站以及視頻監控站。在中控層所在區域一般還裝設有大屏幕，可顯示電氣接線、設備參數、運行參數和全樞紐的概貌、閘門運行情況等。中控層負責對本電站所有被控對象的安全監控。具有數據采集與處理、實時調節及控制、運行參數設定及計算、實時監視及異常報警、視頻監控及錄像、報表制作、通信控制、系統診斷、系統擴充（包括硬件、軟件）、運行管理和操作指導等功能。

3.3 現地控制層

現地控制層則相當于電站的四肢所在，現地 LCU的監控范圍包含了機組振擺，機組溫度，壓力容器油位、壓力，進水及尾水閘門，有功、無功功率，導葉開度，電壓電流等；溢流壩LCU監控包括上游水位、下游水位，以及閘門實時狀況等，現地LCU按照數據就地處理的原則完成數據處理任務，并向中控層傳送其運行、控制、監視所必須的數據。同時將采集到的信息量做工程值變換和越限檢查，發現越限和其它異常情況及時上送至中控層，同時在LCU給出報警顯示。

4 計算機監控系統與傳統控制的區別

水電站的二次設備由繼電保護、自動裝置、測量儀表、操作控制屏和中央信號屏以及遠動裝置等組成。這些組成部分不僅功能不同， 實現的原理和技術也各不相同， 因而長期以來形成了不同專業和不同管理部門。不僅操作復雜而且不便于管理，而隨著計算機監控系統的應用，實現了集中監控。原本由人為把關的地方實現了計算機把關，減少了監控盲點，保證運行安全。設備控制操作簡單，免去常規操作繁鎖的操作步驟，減少人為操作錯誤，提高設備運行可靠性。減輕運行人員的勞動強度，節約人力資源，降低經營成本。

5 結語

水電站在電力系統中擔任著調峰、調頻、調相以及黑啟動等重要任務，每一次的負荷調節以及開停機所帶來的狀態變化都可能對設備產生或大或小的影響，計算機監控系統對于這些影響實時監控著，對于保證電站安全、穩定、經濟的運行起著不可磨滅的作用，隨著科技的發展，原本復雜繁瑣的運行任務現在已經變得簡單并且更加可靠，相信隨著計算機監控系統的繼續發展還會不斷有新的功能出現。將水電站的自動化管理推向新的時代。

參考文獻：

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作者簡介：代駿（1989-），男，湖北武漢人，本科，助理工程師，研究方向：水利水電信息及其自動化。