浅析水电厂自动化监控系统功能

王江 蒋东山

【摘 要】水电厂是我国电力供应的重要组成部分，近年来，随着经济的发展，对于电能的需求越来越大，水电厂发电逐渐引起了人们的重视和关注。在信息技术、控制技术不断发展的背景下，水电厂逐渐呈现出自动化和智能化的发展趋势，水电厂自动化监控系统，不仅起到监控的作用，还会参与到通信过程中，体现可靠性的特征。自动化监控系统具有智能化、人性化、可选择化、精确度和工作协调性等特点，本文主要浅析了水电厂监控自动化系统的功能。

【关键词】水电厂；自动化；监控系统；功能

随着社会经济的发展，科学技术的进步，电气自动化和智能化是水电厂电气发展的重要目标。自动化监控系统是水电厂发展的必然趋势，在水电厂中应用自动化监控系统，不仅能够时刻监控水电厂的运行，还能帮助水电厂及时地排除故障，保证水电厂整个系统的正常运行，同时在不断发展的过程中，自动化监控系统会朝着智能化的发展方向前进，这样在保证系统正常运行的同时还能够为企业降本增效做出贡献。而在水电厂监控自动化系统上有着很多的功能，这些都是推广水电厂电气自动化监控系统的必要理由。笔者就几个方面分析水电厂电气自动化监控系统的功能。

1水电厂监控系统的组态模式及构建

1.1监控系统的组态模式

由于现阶段以太网以及现场总线等网络技术在变电站综合自动系统中得到广泛的应用，运行经验非常丰富，再加之智能电气设备的快速发展等，均为水电厂电气系统实现自动控制奠定了坚实的技术基础。基于现场总线的监控模式提高了系统设计的针对性，设计过程中可以按照间隔情况来进行，间隔不同，其所对应的功能也不同。基于现场总线的监控模式与远程监控相比，不仅包括其全部的优点，而且远程监控模式中所用到的隔离器件、端子柜以及模拟量卡件等设备均大幅度减少，此外，智能电气设备还可以实现就地安装，通过通信线连接监控系统，从而大大节约了控制线缆及相应的安装维护成本，使得系统组建的综合成本得以大幅降低。

1.2监控系统的基本构建

水电厂的电气综合自动化控制系统的结构按照分层分布式多cpu体系进行设计，不同的设备及子系统组成不同的结构层，实现其所对应的功能。就整个系统而言，其二次设备可以分为站控层以及单元层两层，其中站控层设置以太网，其主要作用是实现主机之间以及监控机和各单元层间的信息交换，具体的工作站包括主工作站、远动通信站、操作员站、工程师站、历史数据存储站等。其中主工作站的主要作用是对监控系统所有采集的数据进行处理后发送给其他站点；操作员站主要是给运行人员提供监视、查询、操作等功能的服务器；远动通信站的主要作用则是实现自动控制系统和水电厂其它系统的连接及信息共享；工程师站的主要作用则是供系统工程师针对系统的数据库、操作界面以及报表功能等进行修改与维护，并对网络监视设备进行维护。此外，维护工作站还可以兼作技术人员培训工作站，在该模块进行操作流程的预演，并对运行工作人员进行培训和仿真操作等；历史数据存储站的主要作用是存储监控系统产生的且必要的历史数据，以便电厂设备事件的分析。

2水电厂监控系统的具体功能

2.1数据的采集及处理 系统的现场测控单元的主要作用就是采集相关信息，对事件、系统运行状态或者变位信号、模拟量以及故障情况、越限信息等进行检测，校验数据的合理性以及其它的预处理，并将数据库实时更新。数据采集信号类型包括模拟量、状态量以及脉冲量，其中模拟量的主要内容包括电流电压、有功及无功功率和频率、温度以及功率因数等；状态量的主要内容则包括断路器及隔离开关、接地开关的位置信号、继电保护装置与安全自动装置的动作及报警，还有相关的运行监测信号等；而脉冲量主要为有功及无功电能。

2.2信息显示、监视、记录及报警功能

监控系统主控层通过相关设备对现场控制单元级自动周期性采集获取相关数据，在存入数据库的同时，对相关数据进行分析和处理，通过将整个系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等的具体挂牌检修状态、开关状态等等实时数据整合生成以图形、表格方式给工作人员。

通过实时数据库的更新，显示电气接线图、运行监视图等各种画面在上位机，生成报警一览表和模拟量等的趋势曲线，对设备的运行数据和状态进行实时监控并显示，相关工作人员可以通过监视器时刻清晰的监视全站的实际操作过程和运行状态。在设备发生事故时，监控系统会自动将动作的自动安全装置、断路器信息和继电保护，包括动作性质、信号名称、编号、动作时间以及信号状态等通过时间顺序一一记载，同级事件发生的顺序记录表格，还可以通过CRT显示以及打印机打印输出，也可以存入存储装置中保存，为判断人员过失，分析事故原因，断路器跳闸顺序及分辨保护动作等提供直接依据。在对实际数据的实时分析中，当模拟量达到上限时，提示并打印报警信息，对越限对象的编号、名称、越限的参数值及越限时间不断的报告，并累计越限次数。报警信息可以分辨出故障报警和事故报警，而且不同程度的报警会表现出不同的颜色和音响。

2.3操作控制

操作控制的模式分为就地控制及下位机或者上位机系统。操作命令的优先级设置按照先就地控制再进行上位机控制的顺序实现。保证设备现场与远程监控互相结合并互相协调，实现远程监控与现场常规监控的和谐统一，以保证控制操作控制的安全性及一致性。

2.4历史数据存储

水电厂在正常运行过程中会产生很多的数据，这些数据如果要监控系统一一记录并显示，那么监控系统会非常的臃肿，信息的及时性得不到保障且影响运行人员监盘。因此监控系统产生的一般数据会以某一段时间为分界点，将数据化为历史数据和最近数据，监控系统会将分类为的一般数据存储到历史数据硬盘中保存下来，方便运行人员在需要查看历史数据的时候调阅，同时也方便在发生事故后对事故的分析。

2.5自动发电控制

自动发电控制功能是根据预定好的条件及要求，通过快速且经济的方法对电厂的有功功率进行自动控制，从而更好地滿足系统的要求。自动发电控制技术是以电厂的安全运行为前提，遵循经济运行的原则，以实际运行中运行方式及运行工况的不同，针对全厂的机组制定出实时的控制决策，从而电厂机组的运行台数、机组的组合及相关的负荷分配就由该自动发电控制技术来决定，使得系统频率或者全厂的有功功率自动保持着当时的设定值，使得电厂整体自动运行的水平得以进一步提高。

2.6自动电压控制

自动电压控制功能是指对全厂无功电压状态进行集中监视和分析计算，从全局的角度对水电厂无功装置进行协调优化控制，它不仅可以实现对无功电压的自动调节，而且具有一定的优化功能，是保持系统电压稳定、提升电网电压品质和整个系统经济运行水平、提高无功电压管理水平的重要技术手段。

3自动化监控的优越性

通过计算机监控实行电气自动化监控，能够让工作人员便捷的通过控制台进行信息交换等措施。在实际操作中，操作员可以通过机子实时显示情况进行有效分析，有效观察，并快速的发布具体的处理措施，在监控系统下，整个水电厂的所有系统都在监控中，运行人员对此电厂功能运行情况能够一目了然。这样的监控模式，既可以快速的发现事故，也能快速的反馈，从而使得运行人员能够及时做出反应和处理。避免了因为设备故障信息不能及时反馈、甚至人为疏忽的原因导致耽误工作人员的正确处理，能够快速的阻止事故的扩大。通过计算机等设备的控制，采用智能的菜单式控制，操作方便简洁。

4结束语

综上所述，通过简单的描述可以看出，水电厂实行电气自动化监控系统是非常有必要的。电气自动化监控系统的优越性不言而喻，既可以杜绝大量的人员失误，又可以节约无谓的劳动力，还可以提高设备的准确运行性，实现电气化自动监控系统的安全性与可靠性，使系统更具经济优势。

参考文献：

[1]发电厂电气自动化监控系统功能分析[J].王刚，王悦.知识经济.2011（09）

（作者单位：华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司

加查水电厂）