摘要：水力发电是一种清洁的能源获取方式，我国东西方向海拔呈阶梯分布，为水电站的建设提供了地理环境基础，因此，我国水力发电站东建设较多。在水电站运行时，采用网络系统进行通信，能够提升其运行的稳定性和高指令的时效性。本文主要研究了水电站通信系统中的监控系统，对相关的互联通讯系统进行了总结，并简单介绍了自动化系统的通信情况。
关键词：水电站；通信运行；状况总结；特性分析
引言：
通讯技术的深入运用提升了水电站运行的自动化，而且提升了水电站的工作效率，提高了经济效益。目前，我国水电站大多采用网络分布式系统，主要有以下的部分：计算机控制端；服务器；控制系统（PLC控制单元）；智能I/O设备。随着计算机网络的发展和在通信上越来越深入的运用，水电站的通信也深受影响，监控系统的全面性为水电站的自动化运行提供了良好的基础。我们对水电站通信的运行情况进行了简单分析，总结其通信特点，以下是主要的研究内容。
一、监控系统内部互联
（一）现地层设备通信
目前，这种通信方式的互联性极高，它通过改变通信的方式（主要有串行通信；现场总线；以太网通信）提升了通信的效率，而且有较好的灵活性[1]。
串行通信的接口是RS232型号，也有部分水电站使用485、422两种型号，目前它是主要的信号传输设备的连接接口。这种通信方式标准不严格，其表现形式多种多样，能够适应各种连接情况，具有较好的实际运用意义。在一般情况下，RS232采用的是单对单模式，在柜内的通信中使用较多，其信号的作用距离不能超过15m；RS485和RS422可以进行一对多的通信，信号的传输距离也更远，一般能够达到1.2km。
现场总线网是连接设备的具有自动化结构的通信网络，它能够进行双向数字传输，节点较多，线式比较全面。这一技术能够将监控的对象进行具体化，将监控设备分布到各个区域，提升了监控系统的全面性。同时，它能够进行双向的信息传递，将控制单元变成了分布式的子系统，有利于水电站运行效率的提升[2]。目前，现场总线技术的种类很多，主要有括Modbus Plus、Profibus-DP、CAN、DeviceNet、ControlNet等。具体选择何种方式，需要根据具体的运用领域和功能要求进行鉴别。
但是就目前发展来看，以太网的信息传输速率快，方式灵活，能够极大的提升水电站运行的自动化。水电站使用以太网取得了一些成果，但仍然不够深入，现场总线技术仍是主要的监控系统运用技术。可以预见，因为以太网成本低、开放性高、灵活程度高、性能高的特点，会逐渐在水电站监控系统中大量使用[3]。
（二）运行情况分析
监控系统和调速器等系统主要采取以下的两种方式进行连接：常规方式；通信方式。前者是通过I/O和LCU进行连接，通过开关来控制监控信号的传输状态。RUT方式是主要的通信连接方式，它的成本低，开放性高，有较为广泛的运用领域。
监控系统与电能采集装置连接的方式有两种，一种是通过对脉冲进行统计，得出电能采集情况；另一种是通过通讯的电力数据信息得出其运行情况。目前，大多采用RS422和RS485两种，它们能够满足较远的传输距离。监控系统和计算机系统也有I/O控制和信息采集两种，一般都采用串行连接的方式。
二、监控系统和其他系统的通讯
（一）与MIS系统的通讯
这一连接有两种方式，一种是利用UDP进行网络外部的连接，然后将信息存入数据库；第二种是利用数据库的数据传输，将其同步到外网。目前，WEB的信息传输方式较多，监控系统有独立的信息发布网络。在计算机端，采用IE浏览器，能够显示相关的实时画面，提高了系统维护效率[4]。
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（二）与水情测报系统的通信
监控系统与水清测报系统的连接需要设置防火墙，避免测报系统中的保密信息外泄。而且，水清的数据变化不快，对数据的更新要求不高，因此可以进行较为缓慢的数据传输，采用常规的连接即可。
（三）与水电站状态监测分析系统的通讯
水电站的监控数据有以下的几种：首先，需要监测水机，主要测量机组的振动和摆动的幅度；压力的大小；工作的效率以及空气、泥沙对水机的磨损情况。其次，要测量水电站的电气部分，主要动力装置；发电机的气隙以及局部放电的情况等。最后，要对一些辅助设备进行检测，主要有变压器；开关以及GIS油气等。先对这些数据进行采集，然后将其传输给监控系统。监控系统端的工作人员进行分析，发送相应的检修指令，由检修系统进行执行。最终即可完成远程的故障检修。而且全部水电站状态检测系统和监控系统能够共享数据库，提高了工作效率。
（四）与闸门控制系统的通讯
监控系统和闸门控制系统的连接有以下几种：第一种是闸门的监控系统单独运行，对闸门的运行状态进行数据的采集，对其进行控制。第二种是闸门的监控系统将各种信息进行采集后，将其传输给监控系统，再由监控系统进行分析处理，最终实现对设备的开关控制。目前，两个系统的主要连接方式有以下的几种，第一种是RS422和RS485，这两类的传输灵活性高，能够实现信息的双向传递，而且具有较好的稳定性，信号的传输距离也较远。第二种是现场总线接口，其运输效率高，对信息的传输方式很丰富，能够满足各种连接情况。第三种是以太网接口，其性价比高，性能好，随着技术发展，会逐渐成为主要的连接方式。目前，对连接方式没有进行明确的规定，大多是通过其运行状况和功能要求进行选取。串口连接的方式较为自由，由厂家和水电站的建设者约定即可，同时需要考虑辅助系统的兼容性；以太网更加灵活，要确保其结构稳定性和数据传输保密性。现场总线的方式已经发展了较长时间，形成了一些规范，需要根据这些规范进行布置，例如MB＋、Profibus-DP等标准。
（五）与显示系统的通信
监控系统和显示系统有两种连接方式：第一种是串口通讯，监控将信息进行模拟输送到显示系统即可，模拟屏主要获取状态指示灯和一些表计。这种连接方式使用较为广泛，目前大多是此种方式。第二种是通过继电器模拟系统中仪表，通过相应的控制操作得出相关表计和状态指示灯的信息，这种方式工作效率高，准确率较高，但有一定的成本。目前，在三峡左岸的模拟返回屏的驱动方式就是第二种。监控系统与大屏的连接方式也有两种，一种是RGB模式，得到的图像清晰，与实际情况一样；另一种是网络模式，对信息的传输更加高效，比较灵活。
三、自动化系统通信互联
这一系统是实现水电站自动化运转的基础，主要是对上级调度系统与监控系统进行接，获取水电站的运行情况，进行智能分析判断后，得出控制指令。再由监控系统将指令传输给控制系统，并检测其指令实施情况，如此反复，形成一个闭环的系统，实现了对水电站的实时监控。
结束语：
通过本文的研究，我们对水电站的通信状况进行了简单总结，并分析了它运行的特点。可以预见，随着电子设备在水电站通信系统的全面深入运用，其运转的自动化会越来越高，水电站内部各个子系统的协调性会越来越强。数字化通信技术能够实现高效的数据交换，在全球范围内都可以生效，能够极大地促进水电站运行自动化，这也是其主要的发展方向。希望本文的研究，对我国的水电站通信管理工作有所帮助。
参考文献：
[1]曾正奎.浅析小型水电站电力通信自动化问题[J].科技视界，2015（20）：232-232.
[2]贾永贤，梁妍.浅析小型水电站电力通信自动化问题[J].中国厨卫，2016（1）：00028-00028.
[3]李波，张伟，王文松，等.水电站保护通信设备的缺陷分析和管理建议[J].电力安全技术，2015，17（6）：16-18.
[4]董衍旭.综合自动化变电站站内通信网络建设分析[J].电子技术与软件工程，2017（3）：33-33.
论文作者:1.张伟,2.袁现永,3.武佩依
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
标签：水电站论文; 监控系统论文; 方式论文; 通信论文; 系统论文; 情况论文; 以太网论文; 《电力设备》2017年第16期论文;