水电站计算机监控系统的设计及应用
水电站计算机监控系统
水电站计算机监控系统1·引言1·1 目的本文档旨在详细介绍水电站计算机监控系统的设计和功能，以便于了解该系统的工作原理和操作流程。
1·2 背景水电站是利用水流能产生电能的设施。
为了提高水电站的安全性和运营效率，引入计算机监控系统是必要的。
该系统能够实时监测水电站的各项参数，并提供报警、记录和控制等功能。
2·系统概述2·1 系统架构该水电站计算机监控系统采用分布式架构，由若干个子系统组成。
主要分为数据采集子系统、数据处理子系统、数据存储子系统和用户界面子系统。
2·2 系统功能2·2·1 数据采集数据采集子系统负责实时采集水电站的各项参数数据，包括水位、水压、流量等。
采集设备包括传感器、数据采集仪和信号转换器等。
2·2·2 数据处理数据处理子系统负责对采集到的数据进行处理和分析。
它能够识别异常数据并提供报警功能。
数据处理算法包括数据滤波、统计分析等。
2·2·3 数据存储数据存储子系统负责将处理后的数据存储到数据库中。
它能够实现历史数据的查询和分析。
数据库采用关系型数据库。
2·2·4 用户界面用户界面子系统提供了一个直观、友好的界面，用于展示监控数据和操作系统功能。
用户可以通过该界面实时监测水电站运行状况，并进行系统配置和操作。
3·系统详细设计3·1 数据采集子系统设计3·1·1 传感器选型和布置根据水电站的具体情况，选择合适的传感器，并进行布置。
要保证传感器的准确度和可靠性。
3·1·2 采集设备选型和配置选择适合的数据采集仪和信号转换器，并根据实际需求进行配置。
3·2 数据处理子系统设计3·2·1 异常数据检测算法设计设计一套有效的算法，用于检测和识别异常数据，并触发报警。
浅析水电站综合自动化监控系统设计与应用
浅析水电站综合自动化监控系统设计与应用摘要：水电站自动化程度是水电站现代化建设的重要指标之一，也是水电站安全运行不可或缺的保证。
随着技术和信息技术的飞速发展，水电站自动化系统也得到了升级。
鉴于此，简单介绍水电站综合自动化监控系统，分析研究其具体应用情况，为相关工作者提供参考借鉴。
关键词：水电站；综合自动化；监控系统引言:电力资源作为人们日常生活离不开的重要能源，其重要性日渐突出。
为了确保电力资源的有效供应，我国兴建了很多水电设施。
但是经过长年的运转，水电站的很多设备都存在老化陈旧、故障频发等问题，不仅本身的电能供应质量较差，无法满足当今电力市场的需求，而且自动化水平较低，严重制约着水电企业的发展。
因此，对水电站进行综合自动化系统的改造具有重要的现实意义，不仅可以提升发电的电能质量，而且有助于帮助电力工作者及时发现电力生产过程中的安全问题，消除了电力生产隐患。
1水电站综合自动化监控系统概述1.1水电站综合自动化监控系统利用水流的作用，推动水力机械水轮机进行转动，从而将水流产生的机械能转化为电能，这就是水力发电的过程。
作为一项综合系统工程，水电站的最大作用就是实现水能转换成电能，实现为用电客户供应电力。
在水电站中设置综合自动化监控系统，借助计算机监控系统，以及一些相关的辅助监控设备、水文自动测报系统以及电气监控设备等，可以实现对整个水电站的水文测报、工程监视、负荷的合理分配，以及在输电线路运行全过程的自动监控，帮助水电站的工作人员对水电站的运行情况有全面的了解，提高其工作效率，确保水电站的正常运行，满足用电客户的用电需求。
1.2水电站自动化监控系统的组成根据计算机监控系统在水电站综合自动化监控系统中的作用不同，可以分为以下三种组成模式：(1)以计算机监控系统作为辅助监控的综合自动化监控系统，主要的操作均由常规的自动化装置来完成，而自动化监控系统仅用作对水电站运行情况进行相关数据的采集和处理工作。
在该种模式下，如果自动化监控系统出现了问题，无法正常运行时，水电站的其他自动化装置仍可以正常工作，确保水电站的正常运行。
水电站计算机监控系统
4）远方通信缺陷 由于变电站均采用无人值班模式，因此保证与远方的通信 畅通，确保信息的正常传输就显得尤为重要。 远方通信缺陷主要由以下两方面组成：其一是远动工作站 自身的设备问题。由于大部分监控系统的远动工作站采用 工控机等设备，因此也存在和后台系统相类似的情况，由 硬件故障造成的信息传输中断屡见不鲜。
此类缺陷严格来讲不属于监控系统自身的问题，处理时涉 及一、二次设备，消缺难度较大，特别是开关柜的小车行 程开关质量等问题结合停电处理等，缺陷延续时间长；在 某些情况下可能会导致信号接点频繁动作，造成监控系统 连续频繁报警，严重影响运行人员的正常监视，必须立即 处理。
3）网络设备缺陷 从统计数据看，目前网络通信设备的故障数量尚不大，但 其一旦发生故障则影响较大，涉及面也广，通常会造成多 个装置通信异常或全站数据采集的中断，后果非常严重， 因此必须立即处理。分析网络设备的故障原因，通常由产 品质量不良引起，尤其是各类交换机、集线器等网络通信 设备的电源问题表现尤为突出。
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目前，总装机容量为2000kW及以上的水电站多采用分层分 布式监控系统，如某电站有两台机组，采用分层分布式监 控系统，则其网络拓扑结构简图如图4-2所示。
2、计算机监控系统的优点 1）减员增效，改革水电站值班方式。 2）提高水电站的自动化水平。 3）提高水电站的供电质量。 4）提高水电站的安全运行水平。 5）提高水电站的劳动生产率和经济效益
二是总控或前置机等负责全站通信任务的关键设备。这部 分设备在较早的系统多采用工控机等设备，因此也存在和 后台系统相类似的情况，尤其是因硬件问题造成的死机现 象相对更多一些。
总之，站控层缺陷基本由软硬件问题引起，且比例大体相 当，而GPS对时系统、UPS电源等问题相对少一些。
水电站自动化监控系统的设计与实现
水电站自动化监控系统的设计与实现随着社会的不断发展，人类对各种能源的需求越来越大。
而水电作为一种最为清洁、最为环保的能源，在当今的社会中有着越来越广泛的应用。
为了更好地利用水电资源，提高水电站的产能以及对其进行更加精细的管理，水电站自动化监控系统应运而生。
本文将从设计与实现两个方面对水电站自动化监控系统进行阐述。
一、水电站自动化监控系统的设计1. 系统需求分析在设计水电站自动化监控系统之前，首要的任务就是对系统进行需求分析。
这个过程中需要明确系统的功能、性能以及可靠性等方面的要求。
只有正确地确定这些要素，系统才能够符合实际的操作需求。
2. 系统架构设计在进行系统架构设计时需要考虑以下几点：首先，需要考虑到整个系统的运行效率。
在此前提下，应当尽量简单化整个系统的结构，使得系统的维护与管理更加容易。
其次，在设计系统时，应当尽量避免使用成熟的技术，以便于后期的升级与改进。
3. 系统模块设计在设计水电站自动化监控系统时，需要根据具体的需求将其划分为不同的模块。
具体模块功能可包括：数据采集模块、实时监控模块、预警模块、报警模块等等。
在设计系统模块时需要保持合理的分离，使得各个模块之间的影响可以最小化。
4. 系统接口设计在设计水电站自动化监控系统时，需要考虑整个系统的接口设计。
这个过程中需要考虑到使用者的实际情况，以及所连接的各个系统之间的数据交换关系。
而在进行接口设计时，需要综合考虑各方面因素，如接口协议、数据协议、数据格式、数据解析等等。
二、水电站自动化监控系统的实现1. 系统硬件的选型在实现水电站自动化监控系统时，需要选用合适的硬件设备。
这其中需要考虑到硬件设备的性能与稳定性。
一般来说，选用高性能的硬件设备可以保证监控系统更为稳定，更加可靠。
2. 软件方案的选取在实现水电站自动化监控系统时，需要选取合适的软件方案。
这其中需要考虑到软件的稳定性与可靠性。
一般来说，选用成熟的软件方案可以大幅提高监控系统的可靠性。
水电厂计算机监控系统
一、水电站监控系统的体系结构1、系统整体结构简介2、系统特点3、典型网络结构1、系统整体结构简介水电厂计算机监控系统目前均按对象设计，采用分层分布、开放式网络系统结构，具有典型的三层结构：主控层、通信层、现地层。
如下图所示主控层通信层线地层①主控层主控层又称上位机管理层或站控层，采用以太网等通信结构，根据需要可设置操作员站、工程师站、数据服务器、通信工作站、打印机、卫星时钟等，形成电气系统的监控、管理中心。
主控层按设备划分为计算机设备（工作站），通讯网络接口设备、打印设备，不见断电源设备，卫星同步对时设备，中文语音报警设备等。
计算机设备（工作站）数目随电厂情况而定，都选用高档工控机,实现站内监视，控制操作。
网络打印机可选用激光、喷墨或针式打印机。
通信工作站上还可配置马赛克返回屏控制软件，实时刷新返回屏信号及数据。
主控层采用开放的Windows2003 Professional（专业版）或server（服务器）操作系统,数据库采用分布式数据库结构,根据节点的不同功能配置相应的数据库,应用软件采用模块化、对象化、结构化设计，具有一定的完整性和独立性,软件另有维护诊断工具,可对人机界面进行维护以满足不同用户对显示画面、打印图表的不同格式的要求。
②通信层通信层又称通信管理层或通信网络层，采用通信管理机、交换机等实现规约转换和装置通信。
由于现场保护测控装置等智能设备数量多，一般机组、主变、线路、厂用电、公用子系统和其他智能设备可分别组网，保证了系统的实时性和稳定性。
各子系统可分别设置通信管理机，根据需要可为双机冗余设计。
各通信管理机接于上位机层以太网，同时可以经以太网/CAN/RS-485/232 通信口直接与相应机组LCU的电气控制器PLC相联，实现数据交换。
通讯网络结构采用以太网、CAN、RS-485总线，可配置成双网冗余结构方式，网络介质可为同轴电缆线，屏蔽双绞线，光纤等。
③现地层现地层又称现地控制单元，现地控制单元(LCU)具备保护、测量及控制等所有功能,并遵循保护相对独立和动作可靠性的原则,现地控制单元不依赖于通讯网络和上位机管理层,能独立完成监控和保护的功能,符合部分标准要求。
康扬水电站计算机监控系统布置及应用
浅谈康扬水电站计算机监控系统布置及应用摘要：本文着重介绍了青海省康扬水电站计算机监控系统的设计，并针对灯泡贯流式水轮发电机组，阐述了 h9000v3.0系统的应用特点及计算机监控系统配置工况。
关键词：水电站；计算机监控系统；h9000v3.0；机组lcu0引言康扬水电站位于青海省尖扎县和化隆县交界的黄河干流上，上距李家峡水电站17km,下距公伯峡水电站53km,是黄河上游龙羊峡至刘家峡河段梯级开发规划中拟建的七座中型电站中的第四座电站。
电站为低水头河床式水电站，装机容量为284mw，选用7台单机容量40.75mw灯泡贯流式水轮发电机组，额定水头18.7m，水轮机过流量为240.8㎡/s,发电机额定电压为10.5kv，4台主变压器，主接线为扩大单元、单母线分段接线，出线为两路110kv线路。
康扬水电站采用的是中国水利水电科学院自动化所开发的h9000v3.0计算机监控系统，2008年底全部投运。
1系统设计康扬水电站计算机监控系统由电站控制中心系统和现地控制单元组成，系统采用中国水利水电科学研究院的h9000v3.0全分布开放式系统结构，操作员站、网络设备及主要控制均为冗余配置。
而电站控制中心系统与现地控制单元层之间采用100mb双快速以太网连接，双网可自动或手动切换，大大增加了网络的可靠性能，网络通讯采用高性能的网络交换机进行连接，系统具有较高的传输速率和良好的抗电磁干扰能力。
1.1.电站控制中心系统的设备配置及功能电站控制中心系统也称为厂站级控制层单元，主要以微机监控为主，大系统设有五台微机工作站：其中两台为操作员站、两台为数据库管理站、一台为工程师站，五台系统均选用sun公司的64位solaris8（unix）操作系统。
还有四台小系统微机工作站，操作系统选用 windows 2000 server，主要用于厂内外通讯。
两台操作员工作站：采用双屏显示互为热备方式工作，一台完成监视控制任务，另一台只进行正常信号、数据、图象等监视。
水电站监控系统的方案设计及实现
水电站监控系统的方案设计及实现水电站是一种重要的清洁能源发电方式。
为了确保水电站的安全稳定运行，需要实施有效的监控系统。
本文将介绍一种水电站监控系统的方案设计及实现。
一、监控系统需求分析1.实时性：监控系统需要实时获取水电站各种数据并及时反馈至操作员终端。
2.准确性：监控系统需要精确测量各项数据，如水位、流量等。
3.可靠性：监控系统必须能够为水电站的安全稳定运行提供保障。
4.易用性：监控系统应具备易于操作、易于维护等特性，以达到高效管理的目的。
二、监控系统设计1.数据采集模块数据采集模块是监控系统最为基础的组成部分，其任务是采集水电站各种数据。
在实现监控系统时，应尽可能选用成熟、可靠的数据采集器，并与水电站原有的传感器设备相兼容。
同时要考虑采集器的可靠性和抗干扰能力，确保其能够长期稳定运行。
2.数据处理模块数据处理模块是监控系统的核心，其任务是将采集到的数据进行处理，包括对各种数据进行分类、筛选和汇总，并通过可视化的方式呈现给操作员，以便进行实时监控和分析。
3.通信模块通信模块是连接各个子系统的纽带。
在设计通信模块时应综合考虑数据传输速度、传输距离、工作环境等因素，以保证数据及时、准确地传输到监控终端上，同时，为了保证通信稳定，通信线路的噪声、阻抗等参数也需要考虑。
常用的通信方式有串口通讯、RS485总线、以太网等。
4.人机交互模块人机交互模块是监控系统与人员之间的连接，其任务是为操作员提供一个友好、简单、高效的操作界面，并向操作员报告水电站的各种数据。
在实现时，应优化各种功能按钮、数据显示界面等，提高人机交互的体验感和效率。
5.报警模块报警模块的主要任务是对水电站各种异常和危机情况进行报警。
当水电站发生异常或者危机时，监控系统会自动触发报警机制，向操作员报告异常情况，并根据需要自动进行相应的处理。
三、监控系统实现在进行监控系统实现时，需要特别考虑以下几个方面：1.监控系统的可靠性和安全性：水电站是一种涉及到能源供应的重要工程，在实现监控系统时应充分考虑数据的安全性和防篡改性。
国外某水电站计算机监控系统分析与应用
国外某水电站计算机监控系统分析与应用1. 引言1.1 研究背景水电站是国家重要的能源基地，对于国家经济社会发展具有重要的意义。
传统的水电站监控系统往往存在监测手段单一、数据采集不及时、信息传递效率低等问题，已经无法满足日益增长的水电站运行需求。
为了解决这些问题，国外水电站开始引入计算机监控系统，利用先进的信息技术手段对水电站进行全面监测和控制，提高运行效率、保障安全生产。
随着信息技术的快速发展，国外水电站计算机监控系统不断完善和普及，已经取得了显著的成果。
在这种背景下，研究国外水电站计算机监控系统的发展现状和应用情况，对于我国水电站信息化建设具有积极的借鉴意义。
有必要对国外水电站计算机监控系统进行深入分析和研究，以期为我国水电站的信息化建设提供有益参考。
1.2 研究意义水电站是我国重要的能源基地，水电站计算机监控系统在水电站运行管理中发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步和水电产业的快速发展，水电站计算机监控系统也在不断更新和完善。
通过研究国外某水电站计算机监控系统的发展现状和应用情况，可以为我国水电站的监控系统建设提供借鉴和参考，提高水电站的管理效率和安全生产水平。
国外水电站计算机监控系统在安全生产、提高效率和节能等方面取得的成就，也对我国水电行业的发展具有积极的指导意义。
深入分析国外水电站计算机监控系统存在的问题和挑战，有助于我们更好地把握技术发展趋势，有效应对可能面临的挑战。
通过对国外某水电站计算机监控系统进行分析和应用研究，可以为我国水电站管理和运行提供重要的理论支持和实践经验，推动我国水电行业的可持续发展。
1.3 研究目的本文旨在通过对国外某水电站计算机监控系统的分析与应用，深入探讨该系统在安全生产、效率提升和节能方面的应用情况，以及存在的问题和挑战。
通过研究国外水电站计算机监控系统的发展现状，总结其发展趋势，探讨其借鉴意义和未来发展方向建议，旨在为我国水电站计算机监控系统的发展提供有益的参考和借鉴，推动我国水电站计算机监控系统的不断完善和提高。
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水电站计算机监控系统的设计及应用
摘要：根据当前的水电站计算机监控发展情况，通过计算机网络技术，利用自动的电压控制程序，合理分配各机组功率，实现系统的调度来提高水电站的自动化水平。
同时，使用计算机监控系统可以降低运行控制人员的劳动量和水电站的运行费用。
随着无人值班的普及，对于水电站计算机监控系统有了更高的要求。
因此，智能化水电站将在以后的水电站自动化发展中成为趋势。
关键词：计算机监控系统；现地控制单元；厂站控制层
1.国内外水电站计算机监控系统的现状
目前在国外水电站计算机监控系统中有两种监控模式：“集成型”和“专用型”。
两种模式各具有优缺点，“集成型”是一种开放的通用模式，其优点是以可编程控制器（PLC）为核心，通过励磁机、调速器、保护装置等设备的上传数据来实现监控，从而具有灵活的结构，通用性强，但同时也形成了其缺陷，就是设备冗杂，功能分散。
它已普遍使用于发达国家，而且具有比较成熟的技术；“专用型”相对于“集成型”系统简洁，功能相对集中，但是设备进口的价格比较高。
2.某水电站计算机监控系统的设计
下文将以某水电站计算机监控系统项目为背景，介绍该水电站计算机监控系统的设计、选型、功能和应用。
2.1水电站概况
该水电站位于江西干流，浔江末端的长洲岛河段。
本工程为江西下游河段广西境内的一个梯级电站。
电站分为内江厂房和外江厂房，共装机15台单机容量42MW的灯泡贯流式水轮发电机。
发电机母线是扩大单元接线，每3台发电机经1台变压器升压后接入开关站，内江中控室控制全厂15台机组及内外江所有附属设备，内外江距离4km，使用24芯单模光缆连接。
2.2水电站的中体计算机监控系统设计
水电站监控系统分为两个部分，即外江计算机监控系统和内江计算机监控系统，两者既可以单独运行也可以联合运行。
内外江上位机均采用南京南瑞集团公司的NC 2000监控系统软件。
在整个电站建成后运行人员平时将在内江厂房中的中控室对电站的所有设备进行监控。
因此，在本文主要介绍该水电站计算机监控系统的外江部分。
计算机监控系统是使用的全分布开放式的全厂集中监控的方案，设置上位机（负责全厂集中监控任务的电厂级控制系统）、负责完成机组等公用设备的监控控制系统。
2.3上位机的设计
监控系统的操作系统尤其重要，南瑞的NC2000是最常用的操作系统，它的适配性最好，价格最为便宜，运行操作简单，但是其支持服务器能力没有UNIX 强大，UNIX是国际大型服务器系统的首选，因为其性能可靠，安全级别高，处理能力强，但是他的价格也相对昂贵。
因此，外江电厂级控制中心的主要设备有，两套主机兼操作员工作站，作为外江电厂的控制中枢。
两套通信工作站，用于与上级调度系统以及外江的保护和录波信息管理系统主机，故障录波系统等的通信。
一套计算机五防系统，主要有主机、通信适配器、编码锁等配套设备。
两台网络激光打印机。
一套GPS卫星时钟系统。
一套在线式主机冗余的不间断电源（UPS），为外江电厂级控制中心及其他需要点源可靠性较高的设备提供电源。
2.4通信层的设计
网络通信层是厂站层与厂站系统层的网络通信的传送通道，它的要求是：传输稳定可靠、传输速度快、无丢包、抗干扰能力强故障率低。
电厂控制系统要求采用冗余星形的交换式100M/s光纤以太网。
内外江各配置两台，内外江的连接采用1G/s的超级冗余连接。
厂用配电装置采用现场总线连接，公用设备和通风等公用设备与现地控制柜的通信采用星形交换式100M/s 光纤以太网。
2.5现地控制单元（LCU）的设计
LCU采用冗余型PLC，具有分布式智能I/O模件、多计算机通信接口和双100M/s以太网接口。
在本地层PLC主要控制水轮机组、机组辅助设备、断路器等。
以PLC采集水轮机组数据为例：一是采集和处理模拟量，包括定时采集、保护措施、采集机组在有功和无功时的电流和电压等等；二是采集和处理数字量，它主要完成定时采集，检查状态、对数据库进行更新，如果有事故信息传输到LCU则就会根据事故信号来采取相应措施来保护设备；三是采集和处理电度量，利用串口的连接方式来连接智能电度表，采集机组电度量，在LCU屏内安装这个智能电度表。
2.6紧急停机回路
机组还配备了手动紧急停机回路，在LCU机柜上设计紧急停机按钮，直接作用于紧急停机电磁阀和机组出口开关跳闸回路。
其工作原理就是通过硬布线直接作用于紧急停机电磁阀和机组出口开关跳闸回路。
这样设置的优点是万一机械及电气的保护装置无法对机组的异常反馈事故信息，但是监控系统中的其他方式发现异常或者巡回检查时发现异常可以在现场进行人工紧急停机。
硬布线可以在计算机完全失去作用后也能保证机组解列停机，这样就为设备安全和人身安全增
加了一道防线。
3.某水电站计算机监控系统的应用现状
到目前年为止，该水电站已经完成建设并且其计算机监控系统已经运行了6年左右的时间，在运行过程中仍在对其不断地完善和发展，现在该系统能够完成正常的上下机位之间的通信，实时完成模拟量、开关量、SOE、电能量等的采集工作，同时还能进行实时地数据库数据管理、处理以及访问。
该水电站计算机监控系统整体运行稳定，实时可靠，能够满足对于长洲水电站的监测以及控制，符合现代化水电站对于监控系统的要求。
4.结语
计算机监控系统已经在工业生产的各个领域中得到了广泛的应用，并且在应用中取得了很好的实际效果。
通过本文的分析可以看出，在水电站计算机监控系统中合理的设计LCU以及利用PLC，可以保证电站运行的可靠性，同时也能够很好的提高电站的自动化水平，希望在以后的发展中能够更好地利用计算机监控系统在水电站中的应用。
参考文献：
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