摘要：本篇文章简要介绍了水电厂监控系统结构的开发过程，简要介绍了计算机监控系统的系统结构、软硬件及各种技术措施，简要介绍了水电企业具备要求的全自动化系统的功能和核心技术，并对各种自动化系统的进一步发展进行了分析和探讨。探讨了电力市场条件下水电厂的计算机监测技术的发展。
关键词：水电厂自动化；无人值班；系统结构；软件平台
引言
水电厂计算机技术的监控和自动化软件系统集成了计算机、集成控制、通信、网络和电子设备的智能自动化系统中。它不仅可以完成单个水电站的智能控制，而且可以进一步达到梯级、流域甚至水电站的总体经济运行以及安全和视频监控。
1水电厂计算机监控系统的沿革
中国水电厂自动化技术的发展始于1980年代初单功能微机监控设备的开发。
1. 1 单功能微机监控装置
在1980年代初，葛洲坝和富春江等水电厂的微机监控设备的科学研究影响了中国水电厂自动化技术的发展。当时，每个计算机监控设备都有不同的功能，有的专门收集开关量，有的专门收集模拟量，有的专门控制操作。具有分散的这些功能的微型计算机监控设备已经集成在串行端口的星形连接模式中，并且已经在分配模式中进行了一些有用的尝试，但是就模式而言它不是一个成熟的系统。
1. 2 星形分层监控系统
为便于维护和维修、数据采集和控制已集成到发电机组中的微型计算机或PLC单元中来形成本地控制单元，也就是（LCU）。LCU不能正式访问以太网，因此计算机的价格很高。它只能使用微型计算机作为前端计算机来形成具有星形层次结构的监视系统。在网络应用技术已经向前迈进了一步，但是，相关的国际具体标准还没有完善，在开放的环境下也无法取得预期的良好效果。
1.3基于对象技术的分布式监控系统
在1990年代后期，面向对象技术成为研究热点。与传统的编程方法不同，面向对象的技术数据和方法来描述对象的属性和行为。它主要基于面向对象技术方面的分布式视频监控系统，是基于用户特定的面向对象的概念、原理和技术特定的标准，极大地方便了用户的使用和维护。
2水电厂计算机监控系统的技术措施
2.1系统结构
目前，水电厂计算机监控系统的结构基本上是基于网络。系统设备主要使用高性能的微型计算机工作站和服务器来连接高性能的计算机设备，例如以太网或光纤环网（FDD I）。随着安全生产、整体经济和管理水平的提高以及电力市场的不断扩大，对计算机硬件的基本配置提出了更高的要求。对于基于标准PC和Windows的软件系统，用户发现32位操作系统PC具有较大的寻址空间和强大的数据计算功能。与其他网络产品（例如FDDI）相比，支持在设备购买、产品更换、产品价格、软件和硬件方面比其他网络产品更加明显，甚至是不可替代的。
当然，现场总线控制系统的实现主要是为了使智能传感器、智能电表和智能执行器分散在受控对象的现场。目前，在水力发电厂中，这些仍然是大量的老式设备，只能逐步过渡并最终替换，老式的数字/模拟混合设备和技术形成了一个新的全数字系统。
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2.2软件系统平台
2.2.1软件平台和应用软件包的发展
为了适应开放、标准化、网络化、快速、易于使用的技术开发，水电厂计算机监控系统中的软件支持平台和应用程序软件包应更加通用、开放和标准化。UNIX操作系统具有很高的稳定性和可靠性，因此在大型、中型水电站的监视系统中被广泛使用。中小型水力发电厂主要基于PC，在windows操作系统中的使用更加频繁。对于UNIX系统，在相关数据库上，电力生产控制的要求得不到商业数据库的满足，因此，专有实时数据库和业务历史数据库将持续客观存在。由于某些数据库的特殊性，由于数据转换带来的不便，特别是在信息技术的发展和电力行业的数字化建设的背景下，其不兼容问题得到了强调。
2.2.2功能强大的组态工具
用户不需要深入了解操作系统命令或复杂的编程技能。无论在UN IX还是Windows系统上，通过基本配置应用程序界面平稳地完成大型数据库点和对象也非常方便。LCU中的各种模块、处理人工智能算法、LCU的通信端口和通信协议标准，以及各种基本功能的具体定义和维护。例如程序控制过程的生成、检测和加载，只需单击一次，即可选择许多功能，这是快速且容易的，而且避免在使用程序编辑的时候总是会出现的输入错误。
3水电厂自动化系统
3.1电能量监测系统
电度表安装在水力发电厂的每台发电机上，每条线路上或主变压器上。传统的功率收集通常将脉冲信号从功率计输出到计算机监控系统。由于监视系统中有许多设备链接，因此必须在监视系统中设置能量的初始值。一旦设备出现故障或无法正常工作，能量测量将产生错误或先前的测量数据将丢失。因此，它需要重新建立设置其初始值。这种方法实际上不能保证电源监控结果的正确性，维护工作量也很大。
3.2效率监测系统
涡轮机效率的在线监测可用于水电站设施的现场验收测试或维修后，以检查设计、制造、安装和质量是否符合要求，并且设备可以连续运行以进行测试。长时间监视在不同水流量和运行条件下的涡轮机性能的实时数据，为确定水力发电厂经济运行中的启动次数和负载分配以及机组维护提供了参考。多年来，在线监控技术尚未得到广泛使用，由于各种原因，很难使效率测试在水力发电厂中发挥应有的作用。
3.3电力市场、经济调度决策支持系统
随着电力系统的改革，电力市场的工作将深入到每个水力发电厂。研究市场经济模式下的电价波动特征和水库天然水的随机特征，以及水电厂的调频、调峰储备容量和无功负荷。在保证电力系统安全稳定的前提下，综合考虑长期最优调度参考策略、并网电价、未来取水量预测和季节性时间等，并实时给出报价策略；并根据电力期货交易市场的电价波动，实时调整水电策略，使水电厂从“计划负荷”过渡。因此，建立水电市场和经济调度决策支持系统势在必行，该系统需要来自计算机监控系统的大量实时数据和历史数据。
4遥视监测系统
远程监视系统通常使用两种方法：一种工业监控系统；第二，多媒体技术的结合。适当地布置摄像机并可实现远程观看，但是对于简单的工业网络而言，存在一个需要连续监视的问题，并且在查找视频剪辑非常麻烦，视频信号传输也存在问题。随着多媒体技术的应用，视频和音频信息可以通过计算机进行数字化处理，从而轻松再现事故图像并回放静止图像。视频信息的实时或非实时实现。实时远程传输是可能的，从而使高速摄像机定位、聚焦和云台控制与事故监控同步，并可视化操作状态、动画和训练模拟功能。将多媒体技术引入工业系统并与实时监视系统共享某些信息应成为远程监视系统的发展方向。
5结束语
自动化设备系统的功能与水电厂计算机的控制系统紧密对应。根据实际情况，系统中的配置级别可以相对独立。高速网络与水电厂计算机控制系统之间的数据交换也可以完全配置为水电厂监控系统中的子系统。随着计算机、网络、通信等现代技术的发展，水电厂基本自动化所用设备得到了改进，水电厂的整体运行管理得到了提高。将会形成有结构分层、基本功能分散、自动化程度高、信息共享的敞开式水电站的综合自动智能化系统。
论文作者:尹凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/15
标签：水电厂论文; 监控系统论文; 计算机论文; 系统论文; 技术论文; 实时论文; 水力论文; 《基层建设》2019年第24期论文;