农村水电站计算机监控技术课件

计算机监控的基础知识计算机应用基础硬件

软件数据通信基础介质

通信方式保护装置

同期装置微机监控系统的基础装置显示器、打印机、绘图仪等键盘、鼠标扫描仪等用来存放程序和数据算术运算和逻辑运算指挥和控制其他部件计算机基本结构工业控制计算机，一种适合于工业控制场合的微型计算机单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名

采用微机技术的通用工业自动化装置专为在工业现场应用而设计

机箱CPU卡显示卡硬盘软盘驱动器电子盘卡数据采集卡控制输出卡通信卡显示器键盘

普通型工控机模块化工控机

一体化工控机

显示器薄膜键盘CPU卡软盘驱动器硬盘机箱101键标准键盘一体化工控机箱小巧结构紧凑普通型工控机模块化工控机

一体化工控机

模块化工控机的各种插件卡做成模块机箱为插件架通常不配显示器和键盘。普通型工控机模块化工控机

一体化工控机

基础装置微机保护装置微机同期装置发电机励磁系统微机调速器

微机保护装置微机同期装置水电站中水轮发电机的一个重要组成部分；

1其性能好坏直接影响整个水电站的运行状况；3提高了电力系统运行的稳定性和可靠性。

4承担着向发电机转子提供励磁电流的重要功能；2发电机微机励磁系统

水轮发电机的重要配套设备；

1微机调速器得到广泛的应用与发展；3微机调速器的结构、技术性能以及试验的详细内容参见第8章8.3节。

4承担着机组转速和有功功率调节的重要任务；2微机调速器微机直流系统作为继电保护、自动装置回路、开关电器控制回路和信号回路的专用供电源；

1微机综合模块是微机直流系统的控制和管理核心3其性能质量直接关系到整个电站的稳定运行和设备安全。

4微机直流系统一般由微机综合模块、蓄电池、充电装置和直流馈电等部分组成；2内部数据通信系统的现场总线。内部数据通信系统的以太网和多层网络。水电站计算机监控数据通信系统内部数据通信外部数据通信的术语和模式；外部数据通信系统的规约；外部数据通信内部通信分层分布式监控系统结构图数据通信层以太网现场总线现地控制单元与电站主控层之间的通信网络（即局域主干网）大多采用工业以太网；以太网采用基于介质共享的方式工作。一种较通用的以太网通信协议即TCP/IP协议，而TCP/IP通讯协议采用了四层结构；工业以太网采用先进交换技术，在商业以太网的协议中加入了实时协议，即在以太网设备中加入了特殊的具有实时功能的芯片，从而提高了数据传输的实时性。工业以太网采用智能化工业集线器，它能智能地检测需要通信的现场设备所在的以太网I/O口，并为之提供数据缓冲区，大大缩短了现场设备的响应时间并减少了数据的重发次数，使得实时数据的传输延迟时间能够控制在200μs之内，满足了多数场合实时控制的要求。集中式监控系统在总装机容量小于2000ｋＷ的小型水电站应用较多；我国在水电站计算机监控中应用较多的现场总线网络协议是控制器局域网(ControllerAreaNetwork，简称CAN)协议；系统的结构简单，无需网络的投入，造价便宜现场总线主要应用于分层分布式监控系统的现地控制单元或集中式控制系统。现场总线与以太网的比较GPS以太网现地控制单元电站主控层远程调度中心多层网络形成的原因LCU总线与现场设备之间加入兼容性更强的网络3在LCU之间需要更合适的通道互通信息。4机组之间需要更便捷的通信通道5在各工作站和LCU之间的以太网之上，组建新的网络

6现场设备需要更好的方法与LCU进行信息和数据交换2在原网络的基础上增加网络传输通道1外部通信外部数据通信的模式

基本模式:由三元素组成，即发送器、接收器和介质

1冗余通信模

：双机单通道、单机双通道或双机多通道；3独立模式和非独立模式

；4专用信道模式和复用信道模式

；5一对一模式和主从模式

：采用RS232C串行通信接口

2远动通信规约

SC1801规约：也称为问答式通信规约

3SERIESV(或简称S5)规约：在安徽地区省应用较多；4μ4F规约：最早都用于调度与RTU装置之间的通信。5DL/T634—1997(101规约)规约：远动通道可以是双工或半双工，采用的帧格式为FT1.2异步字节传输格式。

6MODBUS规约：是典型的POLLING规约；2CDT规约：循环式远动规约DL451—1991

1评价远动通信规约的标准信道占用率信道占用率=单位时间内信道上传送的数据量÷信道带宽3信息有效率：信息有效率=有效数据长度÷信息帧长度2实时性：遥信（遥测）的实时性、遥控(遥调)的实时性

1国内外发展现状；监控方式的演变；小型水电站的现状。减员增效；优化运行；安全稳定；竞价上网；简化设计等。水电站综合自动化的内涵；水电站实施综合自动化改造的基本原则；水电站综合自动化改造分步实施的思想。

概述发展概况目的意义经济实用；

简单可靠。系统特点综合自动化

发展概况1.1发展概况多媒体技术应用

巨大的模拟显示屏正在逐渐被计算机显示器所代替；

常规操作盘基本上已被计算机监控系统的值班员控制台所取代；运行人员的操作已从过去的扭把手、按开关转为计算机键盘和鼠标操作。

安全经济运行

水电站越来越多，其容量也越来越大，如正在建设的三峡水电站，总装机容量高达18200MW。需要经常监测的量成千上万，需要实现的控制功能也越来越复杂。

布尔逻辑型自动装置越来越难以胜任

计算机在水电站中的应用早在20世纪70年代，计算机已开始应用于水电站它经历了一段从低级到高级，从顺序控制到闭环调节控制，从局部控制到全厂控制，从电能生产领域扩展到水情测报等各个方面，从监控到实现经济运行。运行人员工作性质的转变

从过去的日常监盘和频繁操作转变为巡视，经常的监测和控制调节工作都由计算机系统去完成。

运行人员的劳动强度大大减轻，人数也大大减少，甚至出现了无人值班或“无人值班”（少人值守）的水电站。总之，采用计算机监控已成了水电站自动化的主流。

我国水电站计算机监控系统的研制工作起步并不晚。

早在70年代末－80年代中期南京自动化研究所长江流域规划办公室葛洲坝华中科技大学引进了一些国外研制的监控系统：葛洲坝大江电厂、隔河岩水电站和龚嘴梯调——CAE公司产品十三陵抽水蓄能电厂和天荒坪抽水蓄能电厂——贝利公司小浪底水电站——依林公司。从20世纪70年代起，计算机监控在国外一些水电站上取得了实质性的进展，出现了用计算机控制的水电站。

加拿大的CAE公司瑞士和德国的ABB公司德国的西门子公司法国的ALSTOM公司（原CEGELEC公司）日本的日立公司和东芝公司美国和加拿大的贝利公司奥地利的依林（ELIN）公司

主目录1.1.1国内外发展现状

小型水电站现状发展现状监控方式演变1.1.2水电站计算机监控方式的演变

主目录小型水电站现状监控方式演变计算机与常规控制装置双重监控方式

以常规控制装置为主、计算机为辅以计算机为

基础的监控方式

取消常规设备的全计算机控制方式

监控方式

发展现状常规控制为主

双重监控方式

计算机为主各种方式的层次结构Computer-AidedSupervisoryControl，简称CASC1Computer-ConventionalSupervisoryControl，简称CCSC。2Computer-BasedSupervisoryControl，简称CBSC。3ComputerSupervisoryControl，是CBSC的延伸。4全计算机控制

Computer-AidedSupervisoryControl，简称CASC

以常规控制装置为主、计算机为辅的监控方式计算机只起监视、记录打印、经济运行计算、运行指导等作用，水电站的直接控制功能仍由常规控制装置来完成。对计算机可靠性的要求不是很高，即使计算机局部发生故障，水电站的正常运行仍能维持，只是性能方面有所降低。国内采用这种控制方式的典型例子依泰普水电站（巴西和巴拉圭）和富春江水电站（80年代上半期）。这种控制方式的缺点是，功能和性能都比较低，并对整个水电站自动化水平的提高有一定的限制，目前新建水电站已很少采用。对已运行的水电站，尤其是在中小型水电站，在常规监控系统的基础上，加一点专用功能的全厂自动化装置，如自动巡回检测和数据采集装置，按水流或负荷调节经济运行装置等，也可取得很好的技术经济效益，投资也不大，对运行管理水平要求不太高，这种CASC方式还是可以采用的。国外也有不少这样的例子。计算机与常规控制装置双重监控方式

两套控制系统之间可以切换，互为备用，保证系统安全可靠运行。采用这种方式的原因是：

大型水电站，对计算机系统的可靠性仍有较大的顾虑，总觉得计算机系统没有常规系统可靠，设一套常规系统作后备。

1原来的水电站运行值班人员习惯于常规设备的操作，不熟悉计算机系统的操作，需要一段适应过程。

2计算机系统检修时，常规系统可以投入运行，不影响水电站的正常运行。

3如果水电站已有常规系统，加设计算机监控系统可以减少干扰，不影响电厂的正常运行。这一点对已运行水电站的改造有现实意义。

4计算机与常规控制装置双重监控方式

缺点由于需要设置两套完整的控制系统，投资比较大；

由于两套系统并存，相互之间要切换，二次接线复杂，可靠性反而有所降低。目前新建水电站已很少采用这种控制方式。实例国外采用这种方式的典型例子是美国邦纳维尔第二电厂（558MW）和巴斯康提抽水蓄能电厂（2100MW）。国内采用这种控制方式的典型例子是葛洲坝大江电厂（1750MW）和龙羊峡水电站（1280MW）。

以计算机为基础的监控方式（CBSC）此种方式的特点典型例子

采用此方式时，常规控制部分可以大大简化，平时都采用计算机控制。1采用此种方式时，中控室仅设置计算机监控系统的值班员控制台，模拟屏成为辅助监控手段，可以简化甚至取消。2这种控制方式是目前国内外水电站普遍采用的计算机控制方式。

3国外：美国大古力水电站（6150MW），委内瑞拉古里水电站（10000MW）、法国孟德齐克抽水蓄能电厂（920MW)。

国内：漫湾水电站（1250MW）。

取消常规设备的全计算机控制方式

典型例子：

我国隔河岩水电站（1200MW），采用CAE公司的产品

特点：

它是CBSC方式的延伸。取消了中控室常规的集中控制设备，机旁也取消了自动操作盘。中控室还保留模拟显示屏，但其信息取自计算机系统，不考虑在机组控制单元（计算机型的）发生故障时进行机旁的自动操作。对计算机系统的可靠性提出更高的要求，冗余度也要进一步提高。这种方式投资比较大，但它有良好的应用前景，将成为未来的水电站计算机控制方式的主流。主目录小型水电站现状监控方式演变1.1.3小型水电站现状小型水电站

监控方式等的研究下苇甸水电站

发电综合控制装置（GCU）

早期的研制

国电自动化研究院

石景山发电总厂

20世纪90年代中期

大、中型水电站

“五合一”装置

国电南京自动化公司等

水利部亚太小水电中心

调速

励磁顺控同期测量系列产品SDJK

DZWX

SSJ3000

CSCS

SD200发展现状主目录小型水电站现状监控方式演变SDJK系列水电站计算机监控系统

SDJK系列水电站计算机监控系统

:结构合理

采用分层分布式结构，系统层次清晰、结构灵活、实用性强、扩展方便、性能价格比高。

扩展灵活

软硬件均采用模块化设计，可灵活配置，并留有充足的备用和可扩充容量，并能与调度系统联网通信。

功能较强

采集、处理、监视和控制功能具备；人机界面友好；强有力的事故追忆和顺序事件记录（SOE）功能。

性能可靠

多重冗余、隔离、软硬件数字滤波、防触点抖动、防误操作、自诊断、自恢复、双重闭锁、防雷和抗干扰。

发展现状专门针对农村小型水电站（AC400V630kW及以下低压机组）的设备配套及运行特点而开发的。

1

简化设计，将二次测量、控制、保护设备与一次电气设备同组一屏，即对电站配置来说，只需一机一屏。2

取消自动调速器，只需电手动两用操作器或电动机，完成机组的自动同期并网及功率调节。3智能控制器完成机组的残压测频、电站控制、调节操作及电站运行状态的采集。

4上位机软件自行开发，人机界面友好，根据实际情况，可方便地对画面、参量、编号进行修改或重新定义；

5主目录小型水电站现状监控方式演变DZWX系列低压机组智能型控制系统

DZWX系列低压机组智能型控制系统

发展现状主目录小型水电站现状监控方式演变SSJ-3000水电站计算机监控系统

SSJ-3000适用于中、小型水力发电厂的运行监视、控制调节和运行管理自动化。

可靠性高、功能强、人机界面友好、可扩性好；

数据采集和处理；生产过程的操作控制；故障登陆、报警；辅机设备的启停；隔离开关、断路器的分合；自动完成机组开机、停机过程；运行监视和事件报警；相应的保护功能；机组有功功率、无功功率、频率的自动调节；远动通信；状态监视；统计记录；操作票管理等。发展现状主目录小型水电站现状监控方式演变SD200水电站自动化系统采用全开放、模块化结构设计，能实现数据采集与处理、机组顺控、自动准同步、调速、励磁、功率调节控制等功能；采用了当今已成熟的先进技术和器件，如WINNT操作系统、DSP数字信号处理器、CAN现场总线技术、以太网技术和INTERNET技术等；适合各种容量等级，不同功能要求的水电站，可与各种微机保护装置，变电站微机监控装置，县、地级调度中心系统等配套供货。其部分功能也可构成独立装置使用，如机组顺控装置、微机自动准同步装置、微机温度巡检/保护装置、微机交流电量采集装置、闸门监控系统等，操作方便，配置灵活。发展现状主目录小型水电站现状监控方式演变SJK-3000系统发展现状SJK-3000系统

西安理工大学水力机械及自动化研究所的科研人员与许继电气集团合作与1998年研制成功的新产品;1999年4月通过了国家电力公司和经贸委机械局组织的“两部”鉴定。该系统采用了“工业控制微机+现场总线网络+PCC*现地控制单元”的结构模式，以WindowsNT下的工业组态软件为开发平台，实现了SCADA编程，从而构成了基于现场总线的分布式全开放水电站计算机监控系统。该系统的最大特点是结构简单且硬件采用标准化工控产品，即使上位机出现故障，现地PCC控制单元仍可正常工作，极大地提高了系统本身的可靠性。除具备实时监测、实时控制与调节、运行管理、远程通信等功能外，通过现场总线与调速、励磁及保护装置连接后，便可构成水电站综合自动化系统，这为用户提供了极大的方便。目的意义1.2水电站计算机监控的目的和意义

水电站计算机监控的目的和意义，就是通过对电站各种设备信息进行采集、处理，实现自动监视、控制、调节、保护，从而保证水电站设备充分利用水能安全稳定运行，并按电力系统要求进行优化运行，保证电能的质量，同时减少运行与维护成本，改善运行条件，实现无人值班或少人值守。

1.2水电站计算机监控的目的和意义

目的和意义减员增效，改革水电站值班方式优化运行，提高水电站发电效益安全稳定，保障水电站电能质量竞价上网，争取水电站上网机会简化设计，改变水电站设计模式水电站计算机监控的目的和意义

减员增效，改革水电站值班方式

水电站计算机监控技术的应用，使水电站运行实现自动化，运行人员对设备的操作工作量大大减少，减轻了运行人员的劳动强度，减少了水电站的运行人员数量，使水电站实现少人值守或无人值守。由于运行人员减少，电站生活设施等基础设施也可以相应地减少、简化，降低了电站的造价；水电站运行人员减少的同时，也减少水电站的运行费用及发电成本，达到减员增效的目的。此外，在水电站实现计算机监控，可对水电站运行人员的职能进行转变，把运行人员从对水电站设备的操作向对水电站设备的管理进行转化，使电站运行人员有更多的时间和精力花在水电站设备的维护保养上，保证水电站设备的可用性及完好性，延长水电站设备的使用寿命及检修周期，水电站设备的一些重复操作、调节、运行状态及参数的记录则由计算机监控系统在不须允许人员干预的情况下自动完成。水电站实现计算机监控后，富余出来的人员则可进行轮流培训，以提高对电站的运行管理水平，还可为电站从事多种经营、第三产业创造条件，充分开发水电站的资源，为水电站增加经济效益。

优化运行，提高水电站发电效益

水电站自动控制系统与机组自动控制系统相结合，使电站自动控制系统能按优化运行方案给机组分配有功功率和无功功率，让机组运行在高效率区。根据国内外资料表明，在水电站实行优化运行可最大限度地利用水能，水能利用率能提高3%~5%。把水电站运转特性、水轮机运转特性等数学模型编成软件用以指导水电站的运行。对于具有月调节、年调节、多年调节能力的水库电站，则同样可把中长期洪水预报建成数学模型，编成软件调整水电站的运行。对于无调节能力的径流式水电站，水电站计算机监控系统与洪水实时测报系统相结合，可避免这类水电站在汛期大量弃水。1234安全稳定，保障水电站电能质量

计算机监控系统自动实施安全处理，从而大大降低了发生误操作的可能性，保证了水电站设备运行的可靠性，从而也保证了电网运行的可靠性。计算机监控系统能自动控制发电机组频率和电压，自动调节发、供、用电的平衡，保障了水电站发出的电能质量和电网运行的稳定性。绝大多数的中小水电站也主要集中在山区、农村和边远地区，因此产生了由中小水电站形成的相对独立的区域供电网或地区供电电网。照明、农副产品的粗加工等也在悄悄地发生变化，逐渐提高了对电的需求的层次，由此，对水电站发出的电能的质量和电网运行的稳定性提出了较高的要求。

竞价上网，争取水电站上网机会采用计算机监控水电站采用计算机控制系统可加快水电站、机组的控制调节过程。

1计算机监控系统可按预定的逻辑控制顺序或调节规律，依次自动完成水电站设备的控制调节。2免去人工操作过程中的检查复核时间，由自动控制系统快速完成各个环节的检查复核，大大加快了控制调节过程。

3未采用计算机监控系统

根据国家电力体制改革的要求，实现“厂网分开，竞价上网”后，水电站如果没有自动化系统，而是依靠传统的人工操作控制，将难以满足市场竞争的需要。

既影响电网供电，又使自身效益受损，最终也失去了来之不易的发电机遇。

简化设计，改变水电站设计模式

自动控制设备集成后：

设计单位只要提供一次主接线和保护配置及自动化要求即可，故能以选型的方法代替电气设计，简化设计、安装和调试工作。

常规控制时：

电气设计非常繁琐，订货时要向厂家提供原理图、布置图，还要进行各种继电器的选型。

小型水电站系统特点1.3小型水电站计算机监控系统的特点

建设资金不富裕：地方投资或集资兴建，资金来源有限。1运行方式变化大：水库容量很小，受降雨量的影响较大。

2电压变化极大：农村用户散，输送距离远，负荷变化大。3无特殊用户：对象一般为乡镇加工企业和生活照明用电。

4技术力量薄弱：运行维护人员一般为非专业学校的人员。

5技术更新费用少：农村小水电站的年维护更新费用很少。

6经济实用、简单可靠。经济实用强调以经济实用为原则

不应付领导参观

不能盲目学大电站

自动化功能和配置可简化

,只要满足运行要求即可。

“开机手动，停机自动”的自动化模式。一切从实用化出发。简单可靠小水电站偏僻电站运行人员水平比较低操作维护若复杂就很难为他们所接受千里之外请专家来排除运行人员不敢用最后供人参观的摆设一种“傻瓜”型高可靠自动控制保护系统水电站综合自动化

水电站综合自动化的内涵

从水电站的总体层次上来分析，其综合自动化体现在如下多个方面：水电站实际是水、机、电的一个综合整体，相互之间既有分工又密切联系，因此考虑综合自动化是适宜的。1水电站综合自动化涉及电力调度、水利调度、航运调度、水情测报以及灌溉防洪等，因此有关的研究应涉及上述各行业的协调问题。2水电站状态监测及预测检修是当前很受关注的问题，它除了涉及监控系统常规的内容外，还包括与振动摆度、汽蚀磨损、绝缘间隙等测量装置的接口与配合问题等，需要全面考虑。3水电站综合自动化涉及如何在原有计算机监控系统的基础上，实现功能的扩展及提高的问题。4水电站综合自动化任务的提出，更使水电站的自动化成为一个系统工程，其各部门和领域之间的有机协调配合将会使整个系统配置更为合理、利用效率更高。5水电站实施综合自动化改造的基本原则系统的实用性。系统的广泛性。系统的简单性。系统建设的阶段性。

分步实施方式最大限度地避免重复投资CIM哲理近年来在全球范围内得到广泛的应用。

信息技术

系统工程技术

制造技术

管理技术

计算机集成制造CIM制造技术

1.

水电厂计算机监控方式的演变经历几个过程？2.

水电站计算机监控的目的和意义是什么？3.

小型水电站计算机监控系统有什么特点？思考题答案1.计算机监控方式的演变经历了从常规控制装置为主、计算机为辅的监控方式到取消常规设备的全计算机控制方式四个阶段。

2.通过对电站各种设备信息进行采集、处理，实现自动监视、控制、调节、保护，从而保证水电站设备充分利用水能安全稳定运行，并按电力系统要求进行优化运行，保证电能的质量，同时减少运行与维护成本，改善运行条件，实现无人值班或少人值守。3.计算机监控系统应具有经济实用、简单可靠两个基本特点。

现地控制单元的最新技术；现地控制单元的发展趋势；数据通信系统的最新技术；数据通信系统的发展趋势；水电站计算机监控技术的总体现状；水电站计算机监控技术的总体发展趋势；

水电站计算机监控最新技术与发展趋势现地控制单元

数据通信系统数据库与软件的最新技术；

数据库与软件的发展趋势。数据库与软件总体发展趋势最新技术现地控制单元PLC最新技术基于PLC的LCU（1）

PLC以“扫描”的方式工作，不能使事件分辨率和系统时钟同步的。

（2）通用型PLC的起源主要针对机械加工行业，以后逐步扩展到各行各业。（3）

通用型PLC一般都具有一定的浪涌抑制能力，基本上可以适合大部分行业应用。基于PCC的LCU模块标准PC10432位智能I/O模件。两层网络结构LCU直接连接高速网提供直接GPS接口运行人员不敢用IEC61131-3标准控制语言专用功能模块PCC最新技术发展趋势现地控制单元现地控制单元的发展趋势采用智能化的I/O模件。1标准化的网络连接。2提高控制安全性。3提高可靠性和可用性。4提高易用性。5最新技术通信系统通信系统的最新技术应用专线的通信系统

。1利用公用电话网的通信系统

。2采用光纤通道的通信系统

。3基于Internet/Intranet的通信系统

。4基于无线通信的通信系统。5发展趋势通信系统通信系统的发展趋势数据传输方式朝复合式、多样性发展

。

1进一步融合EMIT（嵌入式微型因特网互联技术）和ECS（嵌入系统）技术。2基于虚拟仪器的监控网络将是通信技术发展的一个方向

。

3最新技术数据库与软件数据库和软件的最新技术数据库最新技术软件最新技术

第一代数据库：层次和网状数据库系统。1第二代数据库：关系型数据库系统。2第三代数据库：混合型数据库。

3软件的层次化构建技术、软件的UML建模技术、软件的开发技术软件的面向对象（OOP）分析技术、软件的安装和维护技术

发展趋势数据库与软件数据库与软件的发展趋势数据库支持数据库语言标准支持标准网络协议具有良好的可移植性可连续性

。

可扩展性。可互操作性。软件自动化设备软件的智能化

现地监控软件的组态化

通信软件的标准化

上位机软件的网络化

人机接口软件的多媒体化

最后一点总体现状与发展趋势

总体现状与发展趋势计算机状态监控系统水电站计算机视频监控系统水电站厂内经济运行系统水电站微机调速系统水电站微机励磁系统水电站计算机监控系统的集成化

水电站计算机监控技术是一门新兴的学科，它能够博采硬件工程、软件工程、通信工程、系统论、信息论和控制论等诸多学科之长，并逐步形成具有自己特长的、多学科融合和交叉的一门新兴的科学体系。监控系统总体层次构架；监控系统各层结构剖析；

水电站计算机监控系统的结构与工作原理层次结构水电站计算机监控系统原理介绍；现地控制单元工作原理；工作原理总体结构分层分布式结构集中式结构集中式监控系统结构图分层分布式监控系统结构图电站主控层现地控制单元层分层分布式集中式总装机容量大于2000ｋＷ的小型水电站多采用分层分布式监控系统；电站主控层和现地控制单元层（LCU）电站主控层一般由多个功能工作站、网络设备、语音报警设备、模拟返回屏、卫星同步时钟（GPS）以及防雷保护设备等组成；现地控制单元层一般由工控机、PLC、现场总线、微机调速器、温度巡检、微机保护装置、微机同期装置、智能电参数测量仪以及其他智能设备组成。现地控制单元层与电站主控层可以相互通讯，也可以独立运行；各层中某一单元的设备故障不会影响其他单元的正常工作；因此可靠性和安全性比较高；但投资比集中式多。集中式监控系统在总装机容量小于2000ｋＷ的小型水电站应用较多；采用一台工业控制机实现整个电站的测量、控制、保护、调节和远动等功能；系统的结构简单，无需网络的投入，造价便宜一旦计算机出现故障，整个电站的运行将受到重大影响，甚至影响到整个电网的安全，因此安全性和可靠性不高。两种结构的比较LCU层电站层电网层

现地控制单元层包括机组现地控制单元、升压站现地控制单元和公用设备现地控制单元。它对电站层负责。完成水电站各种设备的监测、控制、调节和保护。它为电站层发送数据并接收来自电站层的控制命令。3

电站层即电站主控层，指电站中控室的微机监控中心，包括监控服务器、监控工作站和控制显示屏等。它完成整个电站的监控任务，为电网层负责。接收现地控制单元层（LCU）的监测数据，向现地控制单元层发送控制命令等。2

电网层指远程调度中心，完成遥测、遥信、遥调和遥控等任务。接收各电站的监测数据、对监测数据进行优化分析，对各电站发出控制命令等。1GPS以太网现地控制单元电站主控层远程调度中心各层剖析现地控制单元层电站主控层电网层电网层的主要组成部分水情测报系统：完成河流和水库的水情测报；3无线通信系统：完成无线通信的设置、管理和维护。4防火墙：对电网监控中心服务器进行保护。5以太网络：完成电网监控中心与外部的通信。6远方诊断系统：完成远程故障诊断和报警功能；2电网监控中心：完成对整个电网的调度、监测和控制；1水情测报系统远方诊断系统无线通信系统防火墙电站层电网监控中心电网层结构简图电站主控层的组成中央控制中心：对整个电站的监测、控制和管理；1工程师工作站：对电站操作人员进行系统培训和学习；3通讯工作站：发送和接收远动所需的各种信息量；4人机接口：在线图形显示、生产安全监控和操作；5交直流双供电源：为监控系统提供不间断电源保障。6操作员工作站：对整个数据进行管理

、计算和处理；2电站层结构简图中央控制中心电网调度中心操作员工作站防火墙培训工作站通讯/打印服务器以太网通讯工作站现地控制单元层（LCU）的主要组成部分温度巡检仪：用于测量轴瓦、定子铁芯、风冷等的温度

3微机准同期装置：完成发电机自动同期并网；4微机调速器：调节水轮发电机组在各种工况下运行。5微机保护装置：完成机组、升压站及公用设备的保护。6智能电参数测量仪：可代替交直流电量变送器；2PLC：可以对电站开关量或模拟量的采集与控制；1以太网一体化工控机机柜微机保护同期并网温度巡检智能电参数测量PLC现地控制柜：把完成现地控制的各种设备按功能的不同进行分类集成，形成各种现地控制柜，便于安装和维护。一体化工控机以太网PLC开关量模拟量辅助系统RS－232/485工作原理现地控制单元层监控系统软件数据库管理系统电站主控层工作原理上行信文下行信文监测控制电网层电网层数据库电站主控层电站层数据库现地控制层监控数据视频监控系统的发展阶段和组成；网络视频监控系统的特点和应用；网络视频监控系统的设计、实现与维护。水电站厂内经济运行概述；水电站动力特性分析和日负荷特性；水电站负荷分配算法、AGC和AVC。励磁系统的发展现状与趋势；微机励磁调节器的总体结构及原理；微机励磁系统的试验。

水电站计算机监控综合自动化系统

视频监控系统

厂内经济运行

微机调速器的硬件和软件；

微机调速器的技术性能和试验。微机调速系统

微机励磁系统

摄像装置

(1)镜头

(2)摄像机

(3)防护罩

(4)支撑设备视频编码器输入设备输出设备前端视频

采集部分

监控中心部分网络通信部分路由器交换机无线网桥防火墙通信线路

(1)双绞线

(2)光纤、

(3)有线电缆

(4)专线

(5)帧中继

(6)XDSL(7)无线局域网

(8)卫星等前端视频

采集部分

监控中心部分网络通信部分1、管理服务器（1）监控管理软件（2）服务器（3）硬件（4）资源数据库2、监视终端（1）监控工作站（2）电视墙普通型工控机模块化工控机

一体化工控机

网络视频监控系统构架实例实例中的核心技术IP组播技术

MPEG-4标准

多线程通信与同步技术

厂内经济运行系统

水电站动力特性分析-天桥水电站1号机组动力特性曲线平铺图

刘家峡水电站5号机组流量出力特性曲线日负荷特性曲线

动态规划法经济负荷分配计算机程序流程图

NY输入水头、机组特性及日负荷数据对机组状态变量

进行基因编码随机产生

个初始点，选择

进入子模块计算各母体的优良度按优良度从大到小顺序排列各母体进行遗传运算：选种、杂交、变异结

束输出最优开停机计划

及负荷分配结果

满足精度吗开

始由子模块中求得的

计算日耗水量

YN开

始对机组状态变量

进行基因编码由

确定运行机组及基因码链长度随机产生

个初始点形成机组出力母体群进行遗传运算：选种、杂交、变异解码计算

计算各母体的优良度按优良度从大到小顺序排列各母体满足精度吗输出

时段负荷分配结果

结

束

遗传算法经济负荷分配计算机程序流程图

微机励磁系统

发电机微机励磁系统微机调速系统

微机调速器的软件是微机调速器的核心。它分为实时运行控制软件系统和智能化调试维护软件系统两大部分。

微机调器的一个显著特点是功能齐全而硬件设备投资少。这是因为微机调速器绝大部分功能是由计算机软件来实现微机调速系统

硬件

实时运行控制智能化调试维护

软件

YDT

BYWT

BWCT

YZBT

PCC

项目定义、可行性研究；招标与投标、合同的签订、生命周期；包装、运输和保险、人员培训

……合同确认阶段、设计方案确认阶段施工图设计阶段、设备供货阶段程序软件编写、图形软件编写……监控系统和远方计算机安装远方存取服务远方和现地计算机安装监控软件；

水电站计算机监控系统项目概论系统的项目概述

工程进度与案例型式试验、工厂试验、出厂验收；

现场试验、现场使用过程检查试验

。项目试验与验收项目维护与诊断项目的定义项目是为创建某一独特产品、服务或成果而临时进行的一次性努力。项目的特性：临时性。指每一个项目都有一个明确的开始时间和结束时间。独特性。厂商不仅向客户提供产品，更重要的是根据其要求提供不同的解决方案。渐渐明细是综合了临时性和独特性后的整体项目特性。注意：为完成该项目，客户与厂商将通过签订合同的形式指定项目的资源、时间和目标等要素。1234信息系统项目开发的可行性可行性可能性技术物资资金人员支持效益性经济效益社会效益必要性社会环境领导意愿人员素质认知水平技术可行性分析

1运行环境可行性分析3其他4经济可行性分析2可行性研究内容项目可行性研究考虑因素和参考步骤项目所涉及的领域。1投资的额度。

2投资的效益。3采用的技术和所处的环境。

4融资的措施。

5产生的社会效益。6确定项目的规模和目标。1研究正在运行的系统。

2建立新系统的逻辑模型。3导出和评价各种方案。

4推荐可行性方案。

5编写和递交可行性研究报告

6考虑因素参考步骤项目生命周期计划。1需求分析。

2设计。3编码。

4测试。

5运行和维护。6从项目开始直至结束的阶段称为项目生命周期。生命周期通常需要解决的问题每个阶段应完成哪些技术工作？每个阶段的交付物应何时产生？对每个交付物如何进行评审、验收和确认？每个阶段都有哪些人参与？如何控制和批准每个阶段？1234工程进度案例1,合同确认阶段2,设计方案确认阶段3,施工图设计阶段4,设备供货阶段5,程序软件编写6,图形软件编写7,设备接线、查线8,初步调试9,系统调试10,联合试运转11,联合进行72小时试运转项目的包装、运输和保险

监控系统项目提供的设备将按国家标准规定的保护措施进行包装，需具有良好的防潮、防锈、防震、防盗等保护措施。设备运至工地后，需按合同文件的要求进行开箱检查及记录等交货验收。设备发运地点：现场业主方的指定地点。设备发运方式：包括汽车运输、轮船运输、飞机运输等。设备运输保险费需在商务标书中提出。

人员培训

-技术培训

（1）买方有必要派技术人员至卖方单位学习。（2）系统设备到现场后，卖方需对买方进行技术交底。（3）卖方可以对买方进行理论辅导，具体措施可以由双方协商确定。。（4）卖方在现场测试阶段对培训对象进行技术交底，并进行必要的监控系统操作、维护及修改培训，以保证系统在现场的正确使用。（5）卖方有必要提供专门的培训资料。

售后服务承诺书1．服务的承诺

(1)产品保证期内，设备消缺处理保证技术人员24小时内到达现场。

(2)产品保证期外，设备消缺处理保证技术人员24小时内到达现场。

(3)在保修期内负责免费保修，包括更换故障的硬件和软件的维护。如因甲方人因素造成的损坏，酌收成本费；

(4)在保修期后，将继续对用户提供技术支持和长期的技术服务。

2．保修期的承诺提供两年硬件保修，五年系统与软件保修。保修期内，硬件损坏免费更换维修。软件或系统缺陷免费维护修理。

3．服务期的承诺保修期外，提供系统硬件、软件终身服务，只收取成本费。

4．硬件设备承诺在购买设备时，在合同价格范围内如有更高性能的新型号设备，将为用户采购新设备。型式试验

1

工厂试验和检验2

出厂验收3现在试验与验收。

4检查试验5监控系统的试验和验收分类远方诊断实现方法在被诊断的监控系统（即水电站现地计算机，以下简称现地计算机）和远方计算机（厂家用于远程诊断的计算机，以下简称远方计算机）上安装远方存取服务RAS

在远方计算机和现地计算机上安装pcAnyware软件。

监控系统总体层次构架；监控系统各层结构剖析；老石坎水电站计算机监控系统；其他水电站计算机监控系统；水电站计算机监控软件系统层次结构水电站计算机监控系统原理介绍；现地控制单元工作原理；设计开发人机界面浏览器数据库服务器B/S数据库防火墙WEB服务器软件应用模式客户端C/S计算机监控软件应用支撑软件工具

软件数据库软件应用软件LinuxWindows系统软件软件上位机软件LCU软件电网层软件测量元件测量监控参数，通过输入通道进行数据采集及将模拟信号转变为数字信号送给计算机处理，以实现对运行状态进行检测。将计算机输出通过输出通道将数字信号转换为控制操作执行机构的模拟信号，以实现对生产过程的控制。水电站监控对象接口计算机（主机）检测输入通道控制操作台执行机构接口输出通道水电站现地控制单元原理简图水电站监控对象：水电站中各种需要监测、控制、调节和保护的设备，包括水电站机组、水电站机组附属设备、水电站升压站设备、水电站辅助设备以及水工设施等。水电站监控对象接口计算机（主机）执行机构接口检测输入通道输出通道控制操作台水电站现地控制单元原理简图测控装置：对水电站监控对象中需要监控的参数进行监测、并由执行机构完成调节动作，使之保持在规定范围之内。检测装置如智能电参数测量仪、温度巡检仪等。执行机构如调速器等。水电站监控对象接口计算机（主机）执行机构接口检测输入通道输出通道控制操作台水电站现地控制单元原理简图水电站监控对象接口计算机（主机）执行机构接口检测输入通道输出通道过程通道输入通道输出通道模拟量输入通道数字量输入通道(开关量)模拟量输出通道数字量输出通道(开关量)控制操作台水电站现地控制单元原理简图水电站现地监控原理详图A/DD/A水电站监控对象多路开关接口计算机（主机）显示打印反多路开关执行器接口接口接口开关量输入开关量输出监控对象检测变送执行过程通道微机接口操作台手动自动转换隔离隔离隔离隔离光电隔离控制台监控实例其他计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统

水电站计算机监控系统监控实例老石坎水电站计算机监控系统

老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统老石坎水电站计算机监控系统其他水电站计算机监控系统SSJ-3000（南瑞）其他水电站计算机监控系统SDJK系列水电站计算机监控系统

研制：杭州亚太小水电研发中心数据库系统的常用术语。数据库系统的常用设备。实时数据库系统设计；实时数据库系统开发；

水电站计算机监控数据库系统数据库概述实时数据库历史数据库系统设计；历史数据库系统开发；历史数据库数据库概述监控系统软件数据库管理系统上行信文下行信文监测控制电网层电网层数据库电站主控层电站层数据库现地控制层监控数据包括物理数据库和数据字典。数据库建立、操纵、控制和维护的管理平台。数据库主机、数据通道、输入输出等设备。管理、开发、维护和控制数据库的人员。数据库系统数据库管理平台硬件管理人员人机界面数据库语言数据库管理控制程序数据库服务程序查询工具报表工具……数据库引擎数据库管理平台（DBMS）数据库管理人员数据库数据库系统包括物理数据库和数据字典。数据库建立、操纵、控制和维护的管理平台。数据库主机、数据通道、输入输出等设备。管理、开发、维护和控制数据库的人员。管理平台硬件管理人员数据库规则过程关系视图角色物理数据库数据字典对数据库定义信息的描述。如数据规则、存储过程、视图、角色、关系图等。它可以由数据库管理系统生成和维护。按照一定的数据模型组织并存放在外存上的一组相关数据的集合。如水电站计算机监控系统中，有功功率、无功功率等信息集合。有功无功温度开关压力常见的商用数据库

ACCESSSQLserver2000Oracle8i数据库ACCESSOraclewindowsWindowsLinuxSQLserverwindows数据字典管理平台物理数据库数据库管理人员数据库管理平台数据库操作系统硬件监控系统的常用术语。监控系统的常用设备。监控系统总体层次构架；监控系统各层结构剖析；水电站计算机监控系统的性能；水电站计算机监控系统的基本指标；

水电站计算机监控系统模式与配置术语