智能化水电站监控系统结构分析

华 良

（浙江商业职业技术学院，浙江 杭州 310053）

随着我国经济的快速发展，人们的生活水平得到了提高[1]，更加注重对水电站安全性与节能性的要求。建设综合安全性、节能性、安全性强的智能数字水力发电站是当前首要任务[2]。监控系统是智能数字水力发电站的重要组成部分，监控系统能够提高供水效率，减少水力发电所的作业压力[3]。本文主要讨论如何更好地构建智能水力发电站监控系统。

1 智能水电站建设的背景

1.1 满足电网发展的需求

在各级电网等级和原始信息技术发展过程中，智能电网的建设已经迫在眉睫。电力网是水力发电厂最直接的客户，目前智能电网研究主要局限于送电、输电、配电和电力消耗，已经不能够满足现代社会的需求，随着现代科学技术的快速发展，智能水电站会成为电网发电的重要环节。

1.2 满足水电站的本质安全需求

为了控制机器的功能和状态，需要使用灵活的方法以及水电站设备的自我恢复能力，提高设备的客观性、调控性和可控制性。

1.3 满足经济运营需求

与传统水力发电站相比，智能水力发电站能够实现资源的可持续利用，降低企业成本，提高企业整体效率，通过完整智能分析和决策系统，实时了解电力网负荷。为了满足水力发电所经济发展的需求，设备更新采用可靠性、安全性和有效性的装置，有效利用设备的数字化信息，保证设备的可靠性，以更好地监测水力发电站设备的运行状态。网络状态监控系统的建设和应用以设备设置、监管和维修一体化、设备效率最大化为基础，进行设备寿命周期管理，从而降低维护力度，降低维护成本。

2 智能水电站的发展特点

减少劳动资源成为我国水力发电厂的通用模式，智能化使其监测和保护的自动化水平大大提高。目前网络公交通信模式重叠的信息和数据交换功能基本实现，实时历史数据库和智能诊断等先进技术已经成为水力发电所计算机监控系统的重要应用技术。要意识到智能数字设备对水力发电站智能建设的推动作用，应该促进更多的智能数字设备应用到水电站的建设中。

3 水电站计算机监控系统的设计原则

水力发电站监测系统的设计原理主要是：

（1）加强对水力发电站设备安全性的动态监测，保证水力发电站运行的稳定性。

（2）为了改善电力系统的发展功能，使用计算机的智能分析功能进行协调和控制。

（3）为了提高水力发电站的发展效率，需要改善维护系统和监控系统。

4 水电站计算机监控系统整体结构体系

为了提高计算机监控系统的运行安全性和可靠性，主要硬件设备采用进口设备，操作系统的应用程序包括实时多任务视觉操作系统、多窗口同步显示、数字人机，以满足接口数据实时计算、操作数据的必要性和满足水力发电站动态监视功能的需求。通过100 M光纤网络对整个智能数字水力发电站电脑进行监控，监控系统可将主要控制层和发电站当地控制层结合，形成完整的实时监控封闭系统。作为水力发电站的实时监控中心，自动监控功能、实时数据采集、同步分析和所有主要设备构成了发电站的主要控制层。

本地控制装置层中，通过本地LCU（公用开关站LCU、机组LCU、闸门LCU等）监视本地状态，该控制决定通过监视输入/输出接口进行传输。

5 水电站计算机监控系统的重要功能

5.1 数据信息的实时采集与处理

系统收集的数据信息支持电力网、外部系统信息，水位监控系统信息的远程分发数据包括计算机监控系统信息、LCU监视器信息以及登录权限信息，通过处理收集的信息实现设备操作状态的实时控制。

5.2 安全运行监视

对水力发电厂设备的运行条件、运行时间和性能参数进行动态监视，保证装置动作状态之间的顺利转换。在维护和运行过程中，自动锁定装置的控制功能可以保证装置的可靠性和稳定性，此时LCU应注意控制发电机停止和组件的操作过程，在控制断路现象时，通过内部知识分析程序解决断路现象，解决电源关闭问题。

5.3 电网调度中心的远程通信

利用水力发电厂数字监控系统，实现节点之间的数据信息共享，实现传输中心的远程通信。在处理过程中，将与电源相连的数据私有网络作为通信渠道，备用通信通道采用点对点的通信模式。

5.4 智能可视化人机互通

在构建智能数字水力发电站监控系统的过程中，自动化、智能化和人性化的概念应合理应用于操作程序和人机交互接口的设计中，在确保系统安全功能基础上，管理者根据应用程序的权限设定和调整系统参数和操作模式，以实现智能可视化，管理者实时了解设备的操作情况、故障问题、操作参数，并进行控制和管理。

6 智能数字化水电站监控系统的实现

6.1 完善相关制度

为了使系统正常运行，要对相关制度进行不断完善。智能型数字水力发电站的监测装置应定期检查，有关部门要采用科学合理的方案对智能数字水力发电站进行检查和维修，促进智能数字水力发电站的顺利运作，并提交相关部门的监视和质量检测报告，防止出现“踢足球”现象，实现对智能数字化水电站的监控系统进行科学化以及系统化的管理。

6.2 加强对水利工程系统的改进

现如今，科学技术发展迅猛，相关工作人员要加速智能型数字水力发电站监测技术的研究，使智能数字水力发电站监测技术符合中国实际情况，不断对我国智能数字化水电站的监控技术进行完善。提高智能数字化水力发电站的监测技术是重中之重。

7 结语

水电站通过智能监测技术，完成了对各种操作过程的监测，减少了手动控制机械电气设备的操作流程，大大降低了系统的运行难度。设计出更加个性化、现代化的发展方式，使水力发电站监控系统更智能化，保证水力发电站工作能够更加顺利地进行。