水口发电集团福州集控中心监控系统应用与改进
水电厂计算机监控系统网络安全现状及改进措施
水电厂计算机监控系统网络安全现状及改进措施发布时间：2023-01-15T04:45:59.324Z 来源：《当代电力文化》2022年第15期作者：彭纬伟[导读] 在信息化时代背景下,计算机监控系统在我国各领域内的应用越发广泛。
彭纬伟南方电网调峰调频发电有限公司检修试验分公司广东广州 510000摘要:在信息化时代背景下,计算机监控系统在我国各领域内的应用越发广泛。
在水电厂中,计算机监控系统将计算机与网络云平台技术、电气设备及其自动化技术和数字电子技术有效整合,发挥其精准性和高效性的特点,对水电厂的发展起到了积极促进的作用。
现阶段,我国水电厂中计算机监控系统的通讯方式已较为成熟,但仍存在一些技术难点无法攻破。
因此,本文将对此着重进行研究,以保证我国计算机监控系统的长远发展。
关键词:水电厂;计算机监控系统;通讯方式在水厂的生产过程中,将采集到的数据通过通讯方式传送给计算机系统的核心处理机,分析处理后再由计算机系统发送指令给相应设备进行控制。
在此基础上,水力发电厂的各种设备要与计算机监控系统紧密配合,充分发挥监控设备的作用,必须对通讯设备进行系统化的优化,才能保证通讯通道的快速畅通。
目前我国水厂计算机监控系统所采用的通讯手段与以往相比,有了很大的进步,无论是种类还是速度都有了很大的提高,但与欧美发达国家相比仍然存在较大的差距。
为此,本文主要讨论了计算机监控系统中的几种通讯方式。
一、水电厂计算机监控系统CAN现场总线的总线结构,在实时性要求方面,一般采用多主竞争模式,实现了多个节点之间的自由通讯。
在通讯介质中采用双绞线、光纤,可在相应的组网线型结构中实现信息的无主次传输。
此外,这种支持不仅能形成规模庞大的通讯网络规模,又能实现科学灵活的组网方式,对于CAN的现场总线的结构设计和通讯介质的使用都具有极其良好的效果。
以太网可以说是因特网上各设备与局域网之间最通用的协议标准,其信息数据传输速度可达到100Mbps。
水力发电厂集控运行智能化及集控模式下水电厂监控智能报警优化
水力发电厂集控运行智能化及集控模式下水电厂监控智能报警优化摘要：水力发电厂在当下的发展中，由于其较为特殊的属性，绝大多数情况下都需建设在一些交通并不便利的环境中，如建设在人烟较为稀少的山区中，因此对管理提出了一定的要求。
在当下采用的远程集控模式，可避免工作人员较大工作压力，同时提升水电厂管理效果。
介绍集控水电厂监控系统存在的问题及智能报警优化的必要性，通过介绍监控系统智能报警优化的目标、方法，给其他水电厂监控系统智能化改造提供借鉴。
关键词：监控系统；智能化；集控运行水电厂实行远程集控，具有“跨地域、跨流域、跨调度机构，电源及机组类型多样”的特点。
按照水电厂流域特性、调节关系，完成水电厂远程监视、开停机、负荷调整、设备远程操作及事故紧急隔离等。
1 监控智能报警优化的必要性远程集控人员。
在远程集控人员工作过程中，由于无法及时来到现场进行工作，因此需利用计算机监控系统对当下水电厂的整体运行情况进行详细分析与掌握，之后利用信息分析技术发现一些机械设备所存在的故障问题，最大程度控制故障的影响范围，并积极采用一些针对性手段，将指令下达到现场应急处置人员，这样就可形成马上处理故障的国家电网公司制定了能源数字化智能化技术的战略布局，明确了“数字化智能化支撑产业转型”的发展目标。
提出了打造“智慧集控”的发展目标，其中监控智能报警优化就是智慧集控建设的重要组成部分。
报警信号非常多(每天的实时报警信号经常超过3万条)，这给远程集控运行值班带来较大压力。
集控监控系统主要存在以下突出问题：实时报警信号量大，且报警信号混合出现；报警信号命名不规范、不严谨的情况较常见；监控系统存在不足，当现场设备运行出现隐性的异常或缺陷时，不能第一时间推送告警。
综合上述情况，为了减轻集控运行人员的劳动强度，提升集控运行智能化水平，适应水电智能化发展趋势，最终提高集控电厂安全生产管控水平，需要对集控电厂监控报警功能进行智能化改造。
2 优化思路立足于当前集控电厂监控系统、现场设备进行监控智能报警优化，以达到以下具体目标：提高运行人员监盘效率，降低劳动强度；当设备存在故障告警时，监控系统能及时推送告警；当设备存在异常或隐性缺陷，处于“亚健康”状态时，监控系统能提前判断并推送告警。
福建水口发电集团有限公司_企业报告(业主版)
国网福建省电力有限公司 2022 年第四十九次区域联合非物资类 授权竞争性谈判批次采购-成交结
福州亿通集团有限 公司
\
果公告(二)
*按近 1 年项目金额排序，最多展示前 10 记录。
2023-01-30
二、采购效率
2.1 节支率分析
福建水口发电集团有限公司近 1 年项目月度节支率在 0%~0%之间浮动。从地区来看，节支率表现出 较强的行业差异性，研究和试验发展、监控设备、农产品等节支率相对较高。
福建省天华源茶业 有限公司
5.8
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国网南平地区 2022 年办公用茶 采购项目
福建省天华源茶业 有限公司
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2022-09-14 2022-09-14
（4）电力工业专用设备（2）
重点项目
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中标单位
中标金额（万元） 公告时间
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福建水口发电集团有限公司 2023 年第一次非物资类授权竞争性谈
判采购-成交结果公告
TOP4
福建水口发电集团有限公司 2022 福 建 水 口 集 源 电 力 年第三次非物资类授权竞争性谈 工程有限公司
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判采购项目
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2022-08-19 2022-08-23 2022-08-19
（2）监控设备（3）
重点项目
1.4.1 重点项目
（1）研究和试验发展（4）
重点项目
项目名称
中标单位
中标金额（万元） 公告时间
TOP1
福建水口发电集团有限公司 2022 福 建 和 盛 高 科 技 产 年第三次非物资类授权竞争性谈 业有限公司
分析水电厂电气自动化监控系统功能
工作研究—60—分析水电厂电气自动化监控系统功能林 真（福建水口发电集团公司，福建 福州 365100）引言电气自动化监控系统的应用，为水电厂实现电气自动化控制提供了可靠的途径。
利用该种监控系统的多种功能，不仅能够使水电厂的各种设备在安全状态下运行，还能够使水电厂的运行人员的劳动强度得到降低，继而为企业带来更多的经济效益。
因此，基于这种认识，文章对水电厂的电气自动化监控方式进行了分析。
在此基础上，则对电气自动化监控系统的数据采集与处理功能和故障分析功能等多种功能展开了研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。
1水电厂电气自动化监控系统概述1.1电气自动化监控系统的基本构建 科技的迅速发展和经济的迅速提高使电力成为人们生产生活中不可或缺的能源，发电厂的发电情况逐渐成为人们关注的焦点，水电厂的发电效率直接影响经济建设水平的发展。
通过对水电厂自动监控系统的研究不难发现水电厂电气监控自动化的基本结构是使用多个CPU 进行分层安装来协同工作的“。
每层的CPU 对应不同的电子设备，适用各个场合的电子监控。
在给予配备性能可靠的控制器，与互联网相结合实现设备互联组成控制系统。
这样的自动化监控系统操作简单，便于维护，电子设备可以灵活配置，非常适合应用在水电厂管理工作。
自动化监控系统分为多个部门分工合作其中包括管理远程连接中心和监控管理的监管部门;负责检测监控系统工作时期电气参数的技术人员部门;还有负责维护监控设备的工程师部门，给自动化监控系统传递信息的通信部门等。
各个部门，积极配合，各司其职，对待自己的工作一丝不苟，能在短时间内完成高质量的工作。
水电厂.电气自动化监控系统对整个水电厂的信息进行采集，实时使用表格或者曲线等形式进行显示出来，便于工作人员及时检测水电厂的电气设备工作情况，防止故障产生，减少维修次数。
当水电厂电子设备出现问题时，自动化监控系统采用不同形式的信号进行报警提示，检测故障原因，呼叫工作人员及时做出修改，对已发生的问题及时修改，解决故障问题。
水电厂监控系统集中控制运行分析
水电厂监控系统集中控制运行分析摘要：随着电力行业的发展，计算机控制技术大面积推广应用，水电厂监控集中控制是电网的重要组成部分之一。
对水电厂进行集中监控和运行管理，是智慧电力下无人值守的重要举措。
本文针对某水电厂计算机监控系统集中控制运行的实际情况进行分析，从建设思路，技术手段，接入方式，数据通信等方面展开分析，对系统运行效果提出改进，确保水电厂监控系统的集中控制运行安全稳定，有一定的推广价值关键词：水电厂；监控系统；集中控制；运行分析0 引言由于节能减排和气候变化等问题的出现、电力系统安全运行的需求增加，电力企业竞争力度的加大驱动着我国智慧电网的发展。
水电作为清洁能源之一，发展最为成熟，我国是水电大国，装机容量和发电量一直稳居世界第一。
在当今计算机技术和网络通信技术的飞速发展下，水电厂也不例外，水电厂计算机监控系统作为水电行业应用最广泛的系统之一，在水电厂的运行控制过程中起到了重要的作用。
水电厂计算机监控系统是应用计算机参与针对水电厂的监测与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以实现水电厂的安全、稳定、高效运行而构成的系统。
内容主要包括：数据采集与处理、运行安全监视、设备操作监视、AGC、AVC、运行日志及报表、事件统计等。
从组成结构上来说，水电厂计算机监控系统以多级通信网络为架构包含网络层和传输层，由物理层、数据链路层组成过程控制级，会话层、表示层和应用层构成监控级，该系统的集中控制运行，可以完成大中型水电厂的实时运行状况的监控，提高电网运行的安全性和可靠性。
1 现状分析本文针对某水电厂监控系统进行集中控制运行分析，该水电厂总装机量1080 MW，承担当地及周边电网调峰调频任务。
水电厂接入的计算机监控系统集控中心，由某自控公司研发投入，采用分布式分层结构和双中央处理站、双操作工作站结构，没有主系统，这种模式可以在主机出现故障时，由工作人员动态操作完成其他监控操作；网络架构采用总线通信，传输介质为光纤，根据监控模块设置双网关、双CPU光纤冗余的方式，合理设置控制单元，DDC直接上网，减少工控机的数量；调度结构采用光纤通信和载波数据结合，加强网调和遥测等信息交互，实现了“无人值守”的水电厂运行模式。
浅析水电厂的计算机监控系统改造工程
浅析水电厂的计算机监控系统改造工程摘要：水力发电厂的微机监控系统担负着整个电厂设备的工作任务，笔者根据自己的工作经验，对目前水电厂现有的监控系统进行了分析，提出了新的监控系统的设计思想、设计原则，并对新的监控系统的组成和功能构成进行了较为详尽的阐述，为以后的系统改造工作提供了参考和参考。
关键词：计算机监控系统，水电厂，改造工程，问题分析引言随着信息技术的飞速发展，它已被广泛地运用于社会的各个方面，推动了社会生产力的发展。
该系统在电厂的实际生产中得到了广泛的应用，可以使工厂的生产自动化、信息化，从而减少工人的劳动强度，从而为企业创造良好的经济效益。
同时，该系统还可以防止人为的误操作，从而防止各类意外事故的出现，保证了生产工作的正常进行。
在现有的火力发电厂新建和火力发电厂的改建的过程中，必须根据火力发电厂的实际情况，对火力发电企业进行信息化改造，使信息化技术能够更好地运用到实际的生产控制之中，为火力发电企业的长期发展打下坚实的基础。
1 原有监控系统存在的问题目前，某水力发电厂的计算机监视系统，是一种分层、分散、集成的自动化结构，它不仅具有计算机的自动控制功能，而且还能保持原来的手动切换装置。
由于监测系统长时间不停运转，造成设备部件老化等原因，导致设备故障发生率逐年上升，严重威胁到了机组的正常使用。
主要情况阐述如下：（1）前置工控机运行时机箱容易过热。
（2）前、后台有部分工控机都曾出现过硬盘损坏的情况。
（3）#2机组工控机发生主板元件损坏，显示花屏现象。
(4)在后台的工作控制计算机中，存在着多次停机或者系统程序自动退出的情况。
(5)工控机的资料有时会丢失，不能查询。
(6)系统的抗干扰性差，测速和温度测量信号频繁发生误动作。
(7)同一设备在整个工厂中使用，存在着线路复杂、维修难度大、故障率高等问题。
(8)原先的人工操作环路开关接触点存在着氧化问题。
(9)目前的现场控制装置和公用设施在实现整个站点的自动化方面存在着一些缺陷。
回复福建水口电厂
回复福建水口电厂摘要：1.了解福建水口电厂的基本情况2.分析福建水口电厂的环保措施及其效果3.探讨福建水口电厂在可持续发展方面的做法4.对福建水口电厂的未来发展提出建议正文：随着社会经济的发展，电力需求不断增长，火力发电厂作为主要供电来源，其环保和可持续发展问题受到广泛关注。
福建水口电厂作为我国一家重要的火力发电企业，一直在环保和可持续发展方面做出积极努力。
本文将对福建水口电厂的环保措施、可持续发展做法进行分析，并提出一些建议。
一、了解福建水口电厂的基本情况福建水口电厂位于福建省福州市，隶属于中国华电集团公司，拥有四台发电机组，总装机容量为460万千瓦。
电厂所采用的发电机组为高效、低污染的燃煤机组，具备较高的发电效率。
二、分析福建水口电厂的环保措施及其效果1.脱硝处理：福建水口电厂对燃煤发电过程中的氮氧化物排放进行脱硝处理，采用选择性催化还原法（SCR）等技术，降低氮氧化物排放浓度，减轻对大气环境的污染。
2.除尘处理：电厂采用高效袋式除尘器和静电除尘器，对烟尘进行有效去除，降低粉尘污染。
3.脱硫处理：福建水口电厂采用湿式脱硫技术，对二氧化硫进行治理，降低燃煤发电对大气环境的污染。
4.噪声治理：电厂对厂区及周边环境进行噪声治理，降低噪声污染，减轻对周边居民的影响。
5.环保投入：福建水口电厂不断加大环保投入，完善环保设施，确保排放指标达到国家标准。
三、探讨福建水口电厂在可持续发展方面的做法1.节能减排：电厂通过技术改造，提高发电效率，降低单位发电量的能耗，减少温室气体排放。
2.水资源利用：电厂采用循环用水技术，提高水资源利用率，降低对周边水环境的影响。
3.废弃物处理：电厂对废弃物进行分类、回收和资源化利用，减轻对环境的压力。
4.绿色采购：福建水口电厂在采购燃煤、设备等物资时，注重绿色、环保因素，支持可持续发展。
四、对福建水口电厂的未来发展提出建议1.进一步加大环保投入，提高排放标准，减少对环境的影响。
水轮发电机组监控系统的研究
环球市场/理论探讨-208-水轮发电机组监控系统的研究黄寒松福建水口发电集团有限公司摘要：我国的地域比较辽阔，水资源比较丰富，在我国多数地区都建设了小型的水电站，小型水电站建设施工的时间较短，建设完成后起效的时间较快，我国政府也支持各个地区兴建小型水电站，随着科学技术的不断发展，我国多数小型水电站在水轮发电机组上设置了一些监控系统，使用监控系统不仅提高了供电的可靠性，并且在一定程度上减少了人力的使用，实现了无人值班的目标，本文对水轮发电机组监控系统进行了研究，希望为我国水电站有所帮助。
关键词：水轮发电机组；监控系统；研究传统的水轮发电机的自动控制系统由继电器电路组成，继电器具有电路接线比较复杂、触点的寿命较短、动作灵敏度不高、需要工作人员进行大量的维护工作并且不能进行通信和使用网络功能等缺点，由于上述缺点不能实现自动化和无人值班的要求。
现阶段，随着科学技术的发展我国水电站的自动化系统得到了改善，已经成为一个集控制、通信、网络及电力电子一体化的综合系统，此系统的硬件结构比较完善，具有开放的软件平台和应用系统，实现了对水电站进行自动监控和无人值班的目标。
一、水轮发电机组监控系统总体结构介绍小型发电站的自动化系统是一个分层分布式的自动化控制系统，自动化控制系统主要包括现地控制单元层和主控层，现地控制单元根据控制对象的差异又分为机组现地控制单元、升压站以及公用设备现地控制单元。
水轮发电机组监控系统的总体结构由1台主控计算机、4个机组现地控制单元层、1个升压站以及1个公用设备现地控制单元层组成，如果小型水电站的单机容量在2-8兆瓦范围之间时，其主控层可以使用双主控计算机互为热备用。
根据电线的主接线，设计的自动化综合系统示意图如图1。
图1 自动化综合系统示意图主控计算机中控制器局域网络的通信口与现地控制单元层中的监控及保护单元进行连接，机组现地控制单元层与升压器以及公用设备现地控制单元层的可编程逻辑控制器通过RS-485接口和主控计算机进行通信，另外还可以使用控制器局域网络的RS-485总线转换器经过转换后再与主控计算机进行通信过程。
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水口发电集团福州集控中心监控系统应用与改进
摘要：本文对水口发电集团福州集控中心监控系统的功能、网络结构分布、特点、安全性等进行简要介绍,同时结合集控中心运行方式、操作、维护等方面，详
细论述了对集控中心监控系统各项功能在安全性、功能性、实用性等方面进行优
化和提升，为其它集控中心建设提供借鉴。
关键词：集控中心；监控系统；安全性；功能优化
1 概述
福建水口发电集团有限公司成立于2010年07月，现有总装机容量186.6万kW，下辖水口、街面、水东、雍口、嵩滩埔五座水电站。
其中水口水电站位于闽江干流中段，装机容量140万kW；嵩滩埔水电站装机容量3.6万kW，位于水口
电站厂区，与水口电站共用水库；街面、水东、雍口水电站位于水口电站库区支
流尤溪县境内，三个电站形成串连梯级水库群，总装机容量43万kW。
目前各水
电站计算机监控系统均独立运行。
为了全面系统地符合电网运行特点，实现各电站发电优化控制和运行方式，
远程集中联合优化调控是最佳途径，对所辖电站实现集中调控。
以下对于集控中
心监控系统的配置、安全性及针针对自身特点所做的性能优化进行介绍。
2 集控中心监控系统
2.1 监控系统的功能
集控中心监控系统具有对电站各系统进行数据采集与处理、安全运行监视、
运行调度、操作控制和管理等功能，同时负责接收上级调度系统下达的各项指令，向其他系统传送所需的数据，以便对所有电站进行有效的经济调度运行管理。
2.2 监控系统结构
监控系统采用双网络、双机冗余、通道冗余等多种冗余方式。
其中应用程序
服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、通信网关机、交换机等核心设
备均采用双机冗余配置，采用软件进程实现双机自动切换，每个操作员站均可对
接入的电站进行远程监控[1]。
监控系统网络采用星型结构的交换式以太网，全开
放的分布式接口，局域网通信规约TCP/IP，集控中心与各水电站的通信采用
IEC60870-5-104规约。
软件采用南瑞公司NC2000 V3.0监控系统。
3 结合水口集控实际进行优化改进
3.1 操作安全性的加固
为了防止操作人员误操作，在操作画面上引入操作设备只有单一的操作入口，其余画面只对该设备进行相关操作画面的链接。
系统软件方面优化后的操作流程
具备操作对象选择、双机、双人确认操作功能，针对操作人和监护人进行双重身
份及操作权限认证，操作人员可选择操作员站将操作流程传递给监护人，对操作
设备也需进行设备编号、操作密码的认证，相关信息无误后控制令才能发送成功。
同时各操作环节在后台均有记录，以备查询。
3.2 合理规划集控通讯机配置方案
在集控通讯机分配接入电站的规划中，未采用原设计方案，按电站所属流域
分配的原则（水口、嵩滩埔为一单元；街面、水东、雍口为一单元），而是按5
个电站监控系统的不同，将电站监控系统（水口、水东、雍口电站）为南瑞系统
配置在一套通讯机上，将电站监控系统（街面、嵩滩埔电站）为水科系统配置在
一套通讯机上，满足不同系统通讯的配置需求及运行安全稳定性，便于后台数据
处理和后期维护。
3.3 监控系统信号光字功能优化
由于各电站的大量报警信息如果不经过滤就提交给集控中心运行人员，集控中心运行人员是无法及时准确进行分析判断从而做出正确处理的，因此由集控中心根据既定策略进行智能化处理。
3.3.1 报警信号分类筛选
各电站上送的报警信号采集方式主要分为硬接点、软报文形式，主设备一般伴随这两种形式采集；从报警等级上对事件类信号进行分类筛选处理，事件类信号分为3级。
这两者结合由此筛选出相关的信息进行有效报警，按照与其相关联的优先级别，提供声光电的实时智能报警通知。
3.3.2 光字界面优化
原有系统光字界面采用一个光字界面光字牌区域只能显示一个厂站的当前报警信息。
由于实际运行过程中，各个间隔均有报警信号长期占用，对于新出现的告警信号无法起到提示作用，需要运行人员频繁切换不同厂站间隔光字画面进行监视。
为此需对原系统光字界面进行优化，新增加一个总光字监视界面，在光字牌区域采用按各电站和集控中心为间隔进行列分类，各列显示各间隔的当前报警信息，这样运行人员可在同一光字界面下监视所有间隔的当前报警信息。
3.3.3 报警监视画面优化
为避免运行人员查看详细报警信息而频繁切换相关画面，集控中心以主设备为单位引入了间隔图，图中包含该间隔的一次模拟图、主要遥测数据以及该间隔内的所有事故和告警信号信息。
当设备发生事件时，集控运行人员在告警信息及相关设备发出动画效果提示后点击该设备切换至相应的间隔图，在该设备间隔图中查看具体的告警信号，对该设备的相关数据进行分析判断做出正确处理，必要时还可对设备进行遥控操作，缩短事故处理时间。
3.4 视频联动功能中操作类信号优化
监控系统在对操作类信号处理过程中，没有选择常规的开关变位信号做为触发信号，而是针对一个设备的操作建立一个虚拟联动操作信号，并将此信号的发送植入到操作界面中，操作人员只需按照正常操作流程，信号就可预先自动发送至视频系统，操作人员此时可通过视频图像查看现场设备后再发出操作指令。
整个联动过程视频联动信号优先于设备操作指令发出，操作人员在设备操作前就可观察到现场设备的情况，无需人工干预增加操作人员的工作量，满足对设备操作全过程监控的需求。
3.5 信号处理功能改进
由于各电站存在检修、试验等运行方式，各类信号也存在误动情况，报警信号长期频繁占用光字，集控中心语音系统伴随频繁告警，严重影响了运行人员对正常告警信号的判断和监控工作。
为解决该问题，在监控系统中增加对各电站上送信号进行处理功能改进。
3.5.1 间隔屏蔽
根据运行方式不同（检修、试验），对检修设备间隔的相关维护信号进行屏蔽处理，包括历史记录、画面告警等方面，运行人员可通过操作相关压板实现该功能。
3.5.2 单个信号屏蔽
当信号误动时，运行人员可对该信号进行告警屏蔽（光字、语音），由于运行人员管理属于交接班制，因此运行人员可直观简单的查看被屏蔽的信号。
3.5.3 信号防抖处理
实际运行过程中，部分信号变位时存在短时抖动情况，系统可对该类型信号
进行单位时间内防抖处理，单位时间可进行自由选择。
4 结束语
目前，水口发电集团福州集控中心监控系统已正式投入运行，对所有电站进
行有效的监视、控制、调度及管理，监控系统运行安全可靠稳定，人机界面良好，维护安全方便，系统功能实用性强，由此各电站均已实现“无人值班，少人值守”
的运行方式，监控系统的投运也为全流域的安全、经济、高效运行提供有力保证，同时为其他集控中心建设与实现提供宝贵的借鉴经验。
参考文献
[1]王刚,杨永洪,庞争争,窦海妮,梯级水电站流域集控中心监控系统安全性分析,
贵州电力技术,2015.19(3).
作者简介
吴星榕，高级工程师，长期从事水电站自动化检修工作。
余永龙，高级工程师，长期从事水电站自动化检修工作。