基于水电站集控技术研究
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。
智能水电站的自动化控制系统研究
智能水电站的自动化控制系统研究第一章：绪论近年来，随着互联网，物联网等技术的迅速发展，人类的生活质量与水平大幅提高。
智能化技术在各行各业得到广泛应用，其中外围型水电站也不例外。
智能水电站可以实现对水流的智能控制，大大提高了水电站的效率。
智能水电站具有不断监测和自我控制的能力，是自动化技术成功应用的一个典型例子。
本文将介绍智能水电站的自动化控制系统的研究。
第二章：智能水电站的构成智能水电站由闸门、水轮、发电设备、监测系统、控制系统等构成。
其中控制系统是智能水电站的核心。
智能水电站控制系统由自动化控制器、计算机、触摸屏等组成，包括三个过程控制环节，即控制对象的传感、输出控制和决策控制，以及一个监测环节，实时获取水轮、发电机的数据。
控制系统可以自动化地完成水轮、大坝坝体、泄洪设施、电力变压器、发电机组等各种设备的模拟量和数字量的测量、控制和保护工作。
第三章：智能水电站控制系统的架构智能水电站控制系统采用分布式控制架构，控制系统由三部分组成，即中心控制器、分布式控制器和现场控制器。
其中，中心控制器位于中央控制室，通过广域网与分布式控制器通讯，分布式控制器位于各个子控制室，通过局域网连接，现场控制器则位于水电站不同的区域，用于与水电站各个控制设备进行信息交流。
通过分布式控制架构，实现对各个环节控制及信息采集的集中控制和实时监测。
第四章：智能水电站控制系统的功能与性能智能水电站控制系统的主要功能有以下几方面。
第一，实时监测水流量、水位、坝体变形等各种数据，并对水流控制设备进行精确控制。
第二，预测水流波动情况，及时调整水流控制设备工作状态。
第三，监测发电机、水轮的运行情况，进行设备的保护。
最后，对水电站进行运行状态的全面分析和评估，提供科学依据。
智能水电站控制系统的性能主要包括以下方面。
第一，可靠性高，能够实现24小时稳定运行。
第二，具有灵活性，在不同环节能够按需求进行调整。
第三，智能化程度高，能够根据环境变化和工艺要求自动进行控制和调整。
关于水电站集控的探讨
关于水电站集控的探讨在地广人稀得地方间距较远的水电站如何科学统筹管理，并实现对区域资源的统一监控，本文通过对新疆新华布尔津公司电站群集控设计的探讨来进行说明，并提出个人意见，希望对类似的集控设计能起到一些借鉴作用。
标签：水电站；远距离集控；无人值班1.梯级水电站管理问题的提出随着梯级水电站的形成，原有单一电站条件的生产调度管理理念、模式和体系已难以适应国家对电力的节能调度要求。
新疆新华运营的已建成投运的3座水电站及1座风电场，分别为装机容量1.81万千瓦的布尔津县托洪台水電站、装机容量为11万千瓦的冲乎尔水电站、装机容量为16万千瓦的吉勒布拉克水电站和装机容量为4.95万千瓦的布尔津县窝依莫克风电场。
目前四座电站基本沿袭传统电站运行管理模式，各配备相应的运行人员，四座电站监控系统各自独立运行，相互之间基本没有联系，形成信息孤岛。
为了科学统筹管理各电站，响应国家国家节能环保的科学发展战略减少在调度过程中应弃水造成的损失，并实现区域资源统一监控设立集控中心。
由于以上电站都处于布尔津县或靠近布尔津县，因此规划在布尔津设立集控中心，由布尔津集控中心进行统一管控四电站。
2.总体构架布尔津集控系统的总体构架上可分为三个层次：集控中心层、厂站层和设备现地层。
在控制分层上可分为：上级调度部门控制、集控中心控制、水电站监控系统控制和设备现地控制四个层次。
《电力二次系统安全防护总体方案》将电力企业计算机和网络应用系统原则上划分为生产控制大区和管理信息大区，生产区有分为控制区（又称安全1区）和非控制区（又称安全2）。
因此从安全防护的角度将布尔津集控系统分为三大安全区域，通过通信网络系统在统一的数据信息平台的协调下实现互动，实现水电厂生产过程控制、运行决策与生产管理的智能化，是经济效益最大化。
新疆布尔津集控系统按照“无人值班、少人值守、数字电站、网络控制、远程视频监控”的要求进行设计，可实现生产控制设备的实时监控、发电调度、水情水调、安全防护、图像视频监控、生产信息管理等生产运行管理的各个环节的应用功能，能够实现对区域电站所涉及到的现地机组控制、发电调度控制、生产信息管理等自动化系统及应用提供数据存储、系统管理、数据分析、图表分析展示、各类智能报警等功能的支持。
水电站远程集控系统中IEC104通信程序分析与研究
水电站远程集控系统中IEC104通信程序分析与研究发布时间：2021-07-23T06:35:17.986Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第7期作者：孟昌良[导读] 某远程集控系统，现已完成6座水电站运行生产业务接入。
所有遥信、遥测、遥调、遥控数据，由基于IEC104协议的通信程序完成。
在远程集控系统、水电站监控系统中，分别布署IEC104通信主站程序、子站程序。
新疆伊犁河流域开发建设管理局新疆伊犁 835400摘要：远程集控数据网、电力调度数据网通过IEC104通信方式，实现对电力生产现场数据的实时传输。
本文以某水电站远程集控系统的IEC104通信程序为例，进行深入分析与研究，阐述IEC104通信程序的工作原理、运行机制。
关键词：主站程序；子站程序；指令下发；数据上送某远程集控系统，现已完成6座水电站运行生产业务接入。
所有遥信、遥测、遥调、遥控数据，由基于IEC104协议的通信程序完成。
在远程集控系统、水电站监控系统中，分别布署IEC104通信主站程序、子站程序。
1远程集控系统IEC104通信主站程序功能集控主站配置两台通讯服务器，以主、从工作模式运行，互为热备状态。
主用模式的通信服务器，接收现地子站通信服务器上送的实时生产数据，发送集控生产运行中的各类遥控、遥调信息。
备用模式的通信服务器，不接收现地子站通信服务器上送的实时生产数据，不发送遥控、遥调信息，进行IEC104通讯对时报文接收。
通信服务器的IEC104通信主站程序，能根据生产现场的通信配置文件、数据点表配置文件，进行生产业务的自动部署。
为方便后续功能的升级，加入程序版本管理。
实现远动通讯规约选择、远动通讯数据接收、远控命令下发、网络状态监测、数据通讯状态监测、IEC104规约APCI传输控制、通信方式的平衡处理等功能。
2水电站监控系统IEC104通信子站程序功能现地子站配置两台前置通讯服务器，以并列工作模式运行，相互独立运转。
流域梯级水电站集控中心监控系统设计与实现
流域梯级水电站集控中心监控系统设计与实现摘要：为了提高水电站的综合应用效率，并且适应水资源本身独特的流域特性，因此，需要建立一种基于流域的梯级型的水电站集控体系，且便于水电站集控中心对各流域水电资源进行实时管理和综合应用。
本文中对基于流域梯级的水电站集控中心的监控系统进行了简要的介绍和分析，重点对监控系统的设计与实现过程进行了讨论。
关键词：流域梯级集控体系设计实现1 基于流域梯级水电站的集控中心监控系统的简介随着我国水电站信息时代化的不断发展，而且我国水电站中多流域的特性，基于流域梯级的水电站集控中心监控系统应运而生，在统一建设运行管理机制的基础上，对流域梯级的群集化进行系统分析，然后对遥测、遥信、遥控等操作进行完善，真正意义上实现了水电站集控中心的现代运行的管理模式，实现了无人值守，无人值班的最终目的。
其中，基于流域梯级的水电站集控中心的监控系统具有以下基本特征：1.1 多通道通信方式流域水电站的集控中心一般会修建在城市中心，并且对周边形成辐射作用，因此，对水电站的远程通信技术的要求比较高，城市内部需要建设比较完善的通信远程控制信息的拓扑网络，并合理的利用双通道光纤进行通信信息的处理[1]。
若在一些存在地质灾害或者山区等特殊区域时，则通讯中断的现象会比较严重，如果主线路或者备用光纤的线路发生中断，集控中线对各级流域的电站管理则会失去平衡，所以除了光纤通讯，网络通信，还需要配备卫星通信等备用通道。
1.2设备控制兼容性较难统一若要维护水电站实际的运行，则水电站生产中的关键参数，则需要将设备的接线方式、设备型号等作为关键性的参数，但是，在水电站实际设备控制系统中，监控系统无法达到完全统一，各种设备与监控系统的接口兼容性或多或少会出现差异，并由此引发一系列的通信问题。
1.3控制模式的差异性基于流域梯级水电站的集控中心监控系统在实际运行时，其运行效果较大程度上会受到其具体控制过程和运行机制的影响。
因此，监控系统在调度和控制过程之间要协调处理，保证监控系统的合理的延伸方式，从而达到主备用的集控方式的科学性和统一性。
水电站自动化实时监控系统研究
水电站自动化实时监控系统研究摘要：水电站作为清洁能源的重要来源，在能源供应中占据着重要地位。
为了提高水电站的运行效率、安全性和可靠性，自动化实时监控系统被广泛引入。
本文以水电站自动化实时监控系统为研究对象，探讨了其在实时数据采集、远程操作、故障预测、数据分析等方面的应用和优势。
通过案例分析，论文详细阐述了该系统如何提升发电效率、优化维护策略、驱动数据决策以及增强安全可靠性。
关键词：水电站；自动化；实时监控系统引言：水电站作为一种可再生的清洁能源，对于满足能源需求、减少环境污染具有重要意义。
然而，随着能源需求的不断增加，水电站的高效运行和管理变得尤为关键。
自动化实时监控系统作为一种先进的技术手段，为水电站的运营和管理带来了新的机遇。
通过实时数据采集、远程操作、故障预测、数据分析等功能，该系统能够提高发电效率，降低维护成本，优化运营决策，并增强水电站的安全性和可靠性。
本文旨在深入研究水电站自动化实时监控系统的应用与优势，为水电站的可持续发展提供有益的参考。
一、水电站自动化实时监控系统设计1.传感器和测量设备在水电站自动化实时监控系统的中，关键的传感器和测量设备发挥着重要作用。
水位传感器用于精确测量水库或水池的水位变化，流量计用于监测水流速率，压力传感器监测水压变化，而温度传感器则实时监测水温以及设备工作温度。
这些传感器所提供的数据通过数据采集和处理单元进行处理，为操作人员提供必要的信息，以实现水电站系统的高效运行和安全监控。
2.执行器和控制设备在水电站自动化实时监控系统的设计中，涉及多种关键的执行器和控制设备，以确保系统稳定运行。
电动阀门、闸门和控制阀等装置用于精确调节水流量，以满足不同负荷要求。
发电机控制器负责管理发电机的启停和负荷调节，确保发电机在合适的时机以及负荷下运行。
调速器则用于调整水轮机的转速，以适应不同水流条件。
为了保障系统的安全性，安全断路器是不可或缺的组件，它能够有效地防止过载和短路情况，从而防止设备损坏或故障。
流域梯级水电站集中控制运行模式分析
流域梯级水电站集中控制运行模式分析摘要：流域梯级水电站集中控制是目前水电站集中控制发展的趋势，流域梯级水电站集中控制运行模式多种多样，根据流域水电站集控运行的几种特点，对目前运用的比较多的三种集控运行模式进行了详细介绍及分析，通过比较和分析指出了五种模式各自的优点与缺点，探讨流域应当从实际状况出发，应选用合理有效的集中控制运行模式。
为发展流域梯级水电站集中控制提供借鉴参考。
关键词：流域梯级水电站；集控模式；分析1 前言实践表明，流域梯级水电站集控系统对于准确传输调度指令、改进电网稳定性、提升工作效率与电站群的综合发电水平均具有重要的作用，能够创造较高的经济效益与社会效益，因此集中控制运行模式在国内外众多企业中得到了应用[1]。
国内一些流域梯级水电站以提高管理能力为目的，通过成立专门的水库调度（集控）中心构建了集中控制运行模式，并取得了良好的运行效果。
2 集控运行特点2.1 多通道通讯需求一般来说，流域梯级水电站在对远程控制部门选址时，大多选择了中心城市。
然而由于厂站与集控中心的距离较远，不仅需要敷设较长的光纤，而且通信线路难以绕过山区，甚至会通过地质灾害区，这样便增加了通信中断的概率，不利于对电站的高效控制[2]。
为了实现多通道通讯，流域梯级水电站采取了三种措施，一是采用了主备两路光纤；二是将第三备用通道设定为卫星通信；三是将应急备用通道设定为海事卫星电话。
2.2 电站设备控制系统不统一除了接线方式和主设备型号不同以外，还选用了不同厂家提供的监控系统，从而导致运行特性完全不同。
当电站与集控运行系统中的监控模块相接时，不仅会影响不同系统的融合度，还有可能引起多种问题产生，如画面不一致、信息不能及时传送、指令无法准确下达等等。
2.3 控制模式各异虽然不同的公司都构建了集控中心，但这些中心的控制模式却缺乏一致性。
比如，有的控制中心实现了控制调度一体化，有的敷设了主、备两种集控线路，有的坚持“只调不控”的原则，还有的延伸了监控系统[3]。
水电站集控运行管理中存在的问题与对策探讨
Hydraulic Technology350水电站集控运行管理中存在的问题与对策探讨黄忠玉（四川华电西溪河水电开发有限公司，四川 西昌 615000）摘要：水电站集控中心负责流域梯级电站机组以及开关站的主设备的运行和远程操作，目前，国内的各个水电站的集控中心在自动化水平、运行管理水平以及生产效率方面都取得了较为长足的进步，这也为未来的水电站运行管理提供了坚实的基础。
随着集控运行的水电站不断增加以及“水电合一”集控运行管理模式的提出，对提高水电站运行管理效率，节约运行管理成本，发挥综合效益具有重要意义。
本文详细分析了水电站集控运行管理中可能存在的问题，并提出相对应的解决策略和建议。
关键词：水电站；集控运行管理；问题与对策近几年来，随着我国水利水电事业的蓬勃发展，对于水电站的运行管理提出了更高的要求。
为了能够保证水电站的正常运行，达到甚至是超过预先的相关标准，更好的发挥水电站的经济价值和社会价值，这就需要水电站大力加强新技术、新生的投入使用，优化水电站现有的管理模式，使得水电站朝着智能化、技术化、专业化的运行管理模式发展，这对于水电站的发展有着重要的意义。
计算机等信息通信技术的发展，水电站在生产优化、管理水平提高、综合效益提升等方面实现远程集中控制模式主要得益于信息技术和通信技术的发展。
1 水电站集控运行模式的基本分类介绍1.1 水电站集控运行模式中的调管中心水电站集控运行模式中的调度中心主要就是对水电站的整个过程进行监督，负责水电站一系列工作的协调以及对水电站的负荷状况进行调查，保证水电站工作的顺利进行，避免出现安全隐患。
也就是说，调度中心在水电站集控运行模式中起到的是监督和管理的功能，并没有太大的技术难度。
运行管理中心是水电站集控运行模式中的高级阶段，在供电系统中，控制中心是基础，供电系统一切活动都是依靠控制中心，对水电站的自动化系统进行综合处理。
同时，水电站控制的各梯级功能都具有一定的独立性，直接受到电网系统的调度，提高水电站的管理水平，为水电站安全运行奠定基础。
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基于水电站集控技术研究
作者：姬婧婧杨建军
来源：《科学与财富》2018年第09期
摘要：在水电站综合自动化系统中，主要包含了电能量采集系统、计算机监控系统以及水调自动化系统等，在构建水电站综合自动化系统时，需要应用水电站集控技术。
本文首先对水电站集控系统作出简要概述，然后结合实例，对基于水电站集控技术的水电站集控中心建设模式、监控系统、关键点展开讨论，希望对业内具有一定参考意义。
关键词：水电站；集控技术；调控一体化
前言：随着水电产业的逐渐发展，计算机技术的日益成熟，现阶段，集控系统已经在各大水电站中得到了广泛应用。
借助水电站构建集控系统的实际案例，对其设计方案进行探讨，可以对其他水电站集控系统的建设规划提供参考。
一、水电站集控系统概述
依照“无人值班，少人值守”的原则，可以设计区域水电站集中控制系统，在集控系统中，主要包含了远程集控中心计算机监控系统与各电站微机自动化系统，利用全开放分层分布结构，可以让各控制单元得到实时数据与监控功能的均匀分布，现阶段，在水电站集控系统结构中，扩大厂站模式与梯级集控调度模式为主要类型。
二、水电站集控技术
（一）背景概述
以我国四川某水利电力股份有限公司为例，该公司现有水利发电机组共12台，装机容量是81.7兆瓦，年发电为4.6亿千瓦，现随着公司的壮大，生产管理集约要求的提高，需要建设水电站集控中心，利用水电站集控技术，可以让水电站运维管理水平得到提升。
（二）水电站集控中心建设模式
1.扩大厂站模式集控
如果电站间距距离相对较近，且集控系统的规模相对较小、电站数量相对较少，那么可以应用此种扩大厂站的集控中心建设模式，如在螺电与小螺电、东电与金电中，使用此种水电站集控方式就具有良好的适用性、经济性。
在该公司的水电站中，现有螺电和小螺电的监控系统、小螺电和东电系统已经较为完善，如果各自构建统一集控平台，就会让设备出现浪费情
况，同时还有可能需要进行技术改造工作，其性价比相对较低，且有重复投资现象存在，因此，可以判定此种模式建设方案的实施缺乏经济性。
2.梯级集控调度
现阶段，该公司的下属四座水电站计算机监控系统较为完善，且设备较为齐全，具有完善的中控功能与后台功能，在光纤网络可以对相关要求予以满足的条件下，通过少量匹配施工可以让其和集控中心实现通讯，进而让集控得以实现，此系统的扩展难度相对较小。
因此，改水电站可以选择此种集控技术[1]。
（二）集控中心计算机监控系统
在集控中心计算机监控系统建设中，需要遵循四方面原则：（1）集控中心需要将各个电站信息数据、运行参数直接传送给电网调度自动化系统，同时，需要积极接受电网调度机构调度要求及命令，让实时数据传输与监控得以实现；（2）集控中心计算机监控系统需要对各个电站的集控监控功能予以实现，要求其对各电站被监控对象进行有效控制与监视；（3）需要依照流域水情、运行工况、水文动能条件等客观因素，保证可以对电力系统调度要求予以满足条件下，制定电站联合控制的机组运行计划，并依照最优的发电规律，对电站开机台数进行确认，对电站有功负荷、无功负荷予以自动分配，让梯级优化调度管理得以实现。
（4）需要设计集控中心方案，让各个电站可以对集控中心予以同时接入，且应该统一信息传输协议与接入接口标准，让接入维护工作更为便利。
（三）集控系统建设关键点
1.集控网络结构选用
在集控系统设计当中，网络结构是重要基础部分，在确定集控系统建设方案之前，需要对集控系统网络通道接入方式予以明确，如租用网络、自建网络以及通道数量。
现阶段，在该公司中，其各厂均具有自建的光纤网络，为让网络可靠性得到保证，螺电与金电的光纤通道数量限制会得到突破，进而让双通道双网冗余配置要求得到进一步满足。
2.后续功能扩展
电网要求的发展趋势是不断提升的，而区域小水电规模的发展趋势是不断扩大的，对此，集控系统建设中需要考虑到后续功能的扩展，需要保证其可以对区域电站群经济调度、自动负荷调整功能予以满足，此集控系统的对外通信接口十分丰富，具有MIS系统、水情系统与视频系统的数据交换功能，除此之外，在集控系统建设中，应该做好后期电站接入接口的预留工作。
3.多种通信方式
在集控中心的调度与监控工作中，需要保证和梯级水电站的通信信道具有可用性、稳定性，可以采用电信运营商通道、光纤主备通道以及卫星信道等多种通信方式，利用卫星通信系统，可以让语音业务和视频业务在应急状态下持续提供，如在洪水、地震等极端状况中，利用卫星手持移动电话也可以实现应急通信。
4.权限切换和闭锁
在集控控制系统控制调节方法中，主要可以分为厂站调控、集控调控与现地调控三种方法，在控制调节中，应该按照从高到地的顺序进行，即地层、厂站层、集控层，利用在地层设置的切换开关，可以让控制、调节权限得到切换，在此过程中，应该具有一定闭锁条件。
如果有事故情况出现，那么控制权限闭锁不会限制紧急操作，如果厂站与集控系统之间出现通信中断情况，那么控制权限可以自动切换至厂站层[2]。
5.通信防雷措施
集控系统本身为全计算机网络结构，结构中没有常规控制设备，在系统当中，如果有通信网络与系统因为感应过电压、雷电而遭到破坏，就有可能让集控中心设备出现瘫痪情况，除此之外，随着网络化的发展，系统设备灵敏度也开始提升，这让系统受到破坏机会增加，所以，应该将防止感应过电压、感应雷的相关设施加装在集控系统中。
在防雷工作中，需要明确信号防雷与电源防雷是重点工作内容。
结论：综上所述，在水电站集控中心建设中，需要结合实际情况选择建设模式，构件计算机监控系统，做好集控网络结构选用、后续功能扩展、利用多种通信方式、权限切换和闭锁以及通信防雷措施这几项工作，确保水电站集控技术得到科学应用。
参考文献：
[1]梁晶，裴亮.关于小型水电站远程集控运行管理模式的探讨[J].水利技术监督，2017，25（06）：69-71+89.
[2]古领先，卢金龙，冀娟.水电站集控系统在明星电力集控中心的应用[J].河南科技，2016（13）：40-43.。