摘要：电力系统的运行状态监控是水电站管理的重要构成部分，关系着水电站运行的可靠性与安全性，决定着水电站相关设备的运行和维护。随着水电站信息管理系统的信息化发展，为实现对水电站电力系统及相应设备运行状态的实时监测，电力监控信息化系统的建设逐渐受到重视。文章在分析水电站常规电力监控系统的基础上探讨了水电站电力监控系统的扩展规划。
关键词：电力监控系统；信息化；建设
水电站运维中用于电力生产过程监视、控制以及生产管理的电力监控系统建设取得了相应的进展，初步形成了一套水电行业电力监控系统设计、建设的思路。但水电站电力监控系统信息化是一个逐渐发展演变的过程，随着计算机信息技术的发展，国家行业相关部门管控要求的变化以及水电厂运行维护水平提升的需要，水电站信息系统建设需与时俱进。
一、水电站常规电力监控系统及分布式结构的实现
我国水电站经过多年的持续投入，电力信息化已经取得非常显著的成就，信息系统已经深入到电力生产的每一个方面。目前水电站通用的电力监控系统包括：水电站计算机监控系统、设备状态监测系统、电能计量系统、自动抄表系统、消防报警系统、图像监控系统、故障录波系统、继电保护信息管理系统等。这些系统在近年的水电站建设中，已逐渐成为标准配置，涵盖了设备运行、过程控制、信息处理、信息管理以及决策建议五个层面，为提高水电站的自动化水平和运行可靠性起到了决定性的作用。但随着电力信息化建设的不断发展，一段时间内相对固化的信息系统设计也会随着需求的推动而发展，具体表现为新的信息系统建设需求，原有系统新的功能扩展以及信息子系统的整合归并等。
1.调度层
电站调度分为两部分：防洪调度和发电调度，调度层相当于电站的头部，负责着电站与外界的沟通，CSCS 通过专用的远动工作站将电站的溢流坝部分由流域的防洪调度中心连线，发电厂部分与中调或地调连线，实时上传水情信息与主要开关位置以及机组状态等信息。也可机组及开关由上级中调和和地调进行发电调度控制；溢流坝闸门由防洪调度中心进行防洪调度控制。不过一般来说调度层的控制权限较低，调度层的控制主要是通过下达指令到中控层来完成。
2.中控层
中控层相当于是水电站的心脏，中控室作为“少人值守”的值守处，中控层需要实现集中对全厂设备的实时监控和主要操作。在中控室内要完成对全站信息掌握一般设有电站监控调试终端；闸门监控调试终端；数据服务器，操作员工作站（对于现地层绝大多数指令是由操作员发出，为确保可靠性以及同值人员监盘独立性可加设操作员工作站），工程师工作站，溢流坝闸门工作站，远动工作站，通信工作站，综合管理通信工作站以及视频监控站。在中控层所在区域一般还装设有大屏幕，可显示电气接线、设备参数、运行参数和全枢纽的概貌、闸门运行情况等。中控层负责对本电站所有被控对象的安全监控。
3.现地控制层
现地控制层则相当于电站的四肢所在，现地 LCU 的监控范围包含了机组振摆，机组温度，压力容器油位、压力，进水及尾水闸门，有功、无功功率，导叶开度，电压电流等；溢流坝 LCU 监控包括上游水位、下游水位，以及闸门实时状况等，现地 LCU 按照数据就地处理的原则完成数据处理任务，并向中控层传送其运行、控制、监视所必须的数据。同时将采集到的信息量做工程值变换和越限检查，发现越限和其它异常情况及时上送至中控层，同时在 LCU 给出报警显示。
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二、水电站电力监控系统的扩展规划
1.水电站计算机监控系统扩展设计
（1）机房动力环境系统设计
在水电站运维中，机房动力环境系统作为对计算机监控系统的扩展设计部分，也是对计算机监控系统所具备功能的完善。在常规水电站的机房监控主要是依靠人力进行巡检，涉及机房环境、动力配电状况、无法实现监视机房的物理运行环境等。随着计算机技术、通信技术等现代信息技术在水电站电力监控系统中的应用，对水电站电力设施也逐渐实现信息化、自动化监控，因而水电站计算机监控系统中，机房动力环境系统的设计和构建也逐渐受到重视。
（2）培训仿真系统。在常规水电站所使用的电力监控系统中，培训仿真功能仅是依靠相应的培训工作站来实现，但伴随着水电站设施与功能的不断完善，原有监控系统所绝壁的培训仿真功能逐渐无法满足培训运行人员的需求。鉴于此，在水电站计算机监控系统的创新过程中，应对原有的培训仿真功能进行扩展，将培训仿真功能由监控系统中的一个功能模块，扩充为计算机监控系统中的子系统。依托监控系统的相关数据，借助计算机监控系统的一体化平台，保障培训仿真系统的安全运行，完善培训仿真系统的功能完善。
（3）智能综合管控平台
为满足对水电站相关电力设施的信息化管控需求，在扩展原有水电站电力监控系统的基础上，基于现代信息化技术的应用，应建立科学、适宜的智能综合管控平台，用以增强原有电力监控系统所具备的自诊断和安全审计功能，加强对水电站服务主机、电力设备、网络、机房等各方面的实时监控，为故障设备检测和维修提供科学依据，以便确保水电站电源、电力设备等相关设施的运行状态能够得到有效管控，从而保障水电站电力设备的安全、稳定运行。
（4）工单自动生成系统
为满足对水电站电力设施的自动化监控，提升电力监控系统的信息化水平，需对常规的计算机监控系统的功能进行完善。建立工单自动生成系统，提高水电站主、辅电力设备相关数据采集的全面性和准确性，促使电力设备出现的故障能够在报警监控事件中得到及时准确的反映，以便利用工单自动生成系统，快速且准确的筛选报警监控事件中录入的报警数据，为设备维护提供科学依据。
2.设备状态监测系统
（1）新增在线监测子系统规划
在线监测子系统开始建设时主要是对机组主辅设备的状态监测，各子系统是否安装主要取决于设备现场监测技术的成熟度，除常规的机组振摆、局放、主变油气在线监测系统外，近年来随着光纤/ 红外测温技术的发展，部分电站增加对励磁设备以及 10kV、400V 等厂用电设备关键部位测温的子系统，弥补以往在这些重要部位温度监测功能的欠缺；根据现场设备运行管理需要增加了主变直流偏磁系统、机组推导轴承状态监测系统以及高压电缆状态监测系统等。
（2）不同在线监测子系统的统筹规划
水电站设备状态监测系统建设是一个逐步发展的过程，部分监测系统属于边试点，边建设的方式，系统建设缺乏标准约束；不同阶段建设的在线监测系统不完全相同，且各子系统各自为政，逐渐形成了多个不同功能的在线监测网络，各系统之间数据格式不统一、互不通信，无法实现数据的共享；不同子系统有着独立的登陆界面和分析软件，给数据的使用及分析带来了诸多不便。因此设备状态监测系统规划工作对新老电站来说侧重点有所不同。
结束语
总之，为实现对水电站电力监控系统的扩展设计，需在监控系统中增设机房动力环境系统、培训仿真系统、在线监测系统、智能综合管控平台以及工单自动生成系统，并对具备不同功能的在线监测子系统进行统筹规划，以便实现对水电站电力设备运行状态的实时监测，创新电力监控系统，完善监控系统的相应功能。
参考文献：
[1]李惠飞.水电站自动化监控系统的运行及维护探究[J].南方农机,2018,49(14):147.
[2]何仲.水电站电力监控系统的信息化建设[J].住宅与房地产,2018(06):216+222.
论文作者:时悦
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/20
标签：水电站论文; 监控系统论文; 电力论文; 在线论文; 设备论文; 功能论文; 子系统论文; 《防护工程》2019年第1期论文;