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    水電是電力生產(chǎn)的第二大組成部分，相對于火電而言，水能是可再生能源，具有環(huán)保效益高、無有害氣體、煙塵和灰渣，發(fā)電效率高、發(fā)電成本低廉等方面的優(yōu)勢，是理想的發(fā)電模式。

    作為水電站信息化、自動化基礎(chǔ)的水電站自動控制系統(tǒng)在整個水力發(fā)電廠的生產(chǎn)運行中起著十分重要的作用。基于和利時公司HOLLiAS LK系列PLC的水電廠監(jiān)控系統(tǒng)采用高性能、高可靠性的控制器，結(jié)合高速以太網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)組成大型分布式控制系統(tǒng)，具有配置靈活、操作簡單、維護方便的特點，適用于新建水電站的監(jiān)控、已建水電站的監(jiān)控技術(shù)改造及梯級水電站調(diào)度自動化系統(tǒng)。

    系統(tǒng)設(shè)計

    根據(jù)控制對象，水電站自動化控制系統(tǒng)主要包括水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)、開關(guān)站控制系統(tǒng)、水電站公用設(shè)備控制系統(tǒng)、水電站閘門自動控制系統(tǒng)等。通過開放、模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)對水電站生產(chǎn)過程的監(jiān)視、采集、控制和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對機組、變壓器、線路等電氣設(shè)備及全廠油、氣、水系統(tǒng)等輔機的監(jiān)控和保護功能。

          

    基于和利時HOLLiAS LK系列PLC的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一個完整的基于高速工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的分布式水電站實時過程控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)設(shè)計分為三層結(jié)構(gòu)：

    站級監(jiān)控層：包括主備服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、通訊處理機、打印服務(wù)器等設(shè)備；

    通訊層：起著間隔層與站級監(jiān)控層的橋梁作用，為下發(fā)命令與上傳數(shù)據(jù)的匯集點；

    間隔層；間隔層負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)并執(zhí)行后臺發(fā)出的遙控、遙調(diào)命令，主要有機組現(xiàn)地控制單元(LCU)、公用現(xiàn)地控制單元(LCU)、開關(guān)站現(xiàn)地控制單元（LCU）、前置通訊機等設(shè)備構(gòu)成。

       

    另外，水電站自動化系統(tǒng)還配備了GPS時鐘同步裝置、中文語音報警裝置、不間斷電源（UPS）、大屏幕投影儀、遠(yuǎn)程監(jiān)視終端、操作員控制臺等設(shè)備，用戶可根據(jù)水電廠實際監(jiān)控功能的需求情況，進(jìn)行經(jīng)濟技術(shù)比較，選用性能價格比優(yōu)越的配置方案。

    系統(tǒng)功能

     系統(tǒng)具有實時采集水電站主要設(shè)備運行狀態(tài)、參數(shù)，對電站各控制點和監(jiān)視點進(jìn)行自動安全檢測、越限報警、事件順序記錄（SOE）、事故故障原因分析、事故語音報警等功能。本系統(tǒng)方案可以實現(xiàn)站內(nèi)經(jīng)濟運行、自動發(fā)電控制和自動電壓控制，實現(xiàn)水輪機發(fā)電機組的自動順序起停控制、斷路器、隔離開關(guān)等重要電氣設(shè)備的投切操作以及其他自動控制功能。同時，可以實現(xiàn)與網(wǎng)調(diào)聯(lián)網(wǎng)，接受調(diào)度指令，由電站的監(jiān)控系統(tǒng)完成閉環(huán)自動控制功能。監(jiān)控系統(tǒng)作為整個電廠的控制核心，除完成電廠的監(jiān)控功能外，還擔(dān)負(fù)著網(wǎng)調(diào)以及水情測報、工業(yè)電視等系統(tǒng)的通訊功能。

    上位監(jiān)控功能

                

    系統(tǒng)上位機能自動完成水電站實時狀態(tài)的采集與處理、實時運行參數(shù)的采集與處理、監(jiān)控、對被控對象運行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)、報警及事故記錄、順序事件記錄、遙控記錄、電站歷史數(shù)據(jù)狀態(tài)的查詢、報表處理與打印、事故追憶、計算統(tǒng)計、實時顯示電站設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)、語音報警等功能；能直接與同步裝置通訊并讀取時鐘值，對全站各個子系統(tǒng)進(jìn)行整點自動校時，使整個計算機監(jiān)控系統(tǒng)的時鐘保持一致，保證事故追憶的準(zhǔn)確性；能按水位或給定有功無功負(fù)荷曲線運行；能與電力調(diào)度中心進(jìn)行通信，完成電站與電力調(diào)度通信功能。

    數(shù)據(jù)管理

               

    系統(tǒng)上位機可對當(dāng)?shù)乜刂茊卧杉鱽淼母鞣N實時數(shù)據(jù)如模擬量(機組、主變和線路的U、I、F、P、Q、cosφ、電度、油氣水壓力等)、開關(guān)量(斷路器位置、事故信號、工作狀態(tài)信號等)、溫度等各種物理量，分別進(jìn)行數(shù)字濾波及工程單位換算、邏輯正確性判斷等處理，然后將其分為遙測量(YC)、遙信量(YX)、電度量(YM)等數(shù)據(jù)，放入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫文件中，以供不同的畫面用于實時顯示、事件和操作的提示；系統(tǒng)軟件的掃描模塊定時對畫面的動態(tài)數(shù)據(jù)實時刷新，并在每個整點時刻將所接收的所有數(shù)據(jù)存入硬盤保存。系統(tǒng)運行時，每天將在上位機的硬盤上留下帶有日期的數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件將存入歷史數(shù)據(jù)庫，用于運行參數(shù)、狀態(tài)的查詢。數(shù)據(jù)量可達(dá)10年或根據(jù)用戶的要求確定。

    動態(tài)實時控制調(diào)節(jié)

    系統(tǒng)可根據(jù)水庫水位和一定的數(shù)學(xué)模型計算出發(fā)電機的最佳出力，并將該數(shù)據(jù)和命令一起送給當(dāng)?shù)貑卧划?dāng)?shù)貑卧鶕?jù)收到的數(shù)據(jù)和命令自動調(diào)節(jié)發(fā)電機的有功及無功出力至給定值，從而完成動態(tài)實時調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)后系統(tǒng)將形成遙控量(YK)、遙調(diào)量(YT)數(shù)據(jù)文件，這些文件也帶有日期標(biāo)志，保存在硬盤上的歷史數(shù)據(jù)庫中用于查詢。

    自動發(fā)電運行（AGC）

    自動調(diào)功運行。調(diào)功方式直接控制機組，全廠總有功給定及全廠日負(fù)荷曲線給定三種方式運行。在后兩種方式下，計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)廠內(nèi)AGC。

    自動機組起停控制。

    自動有功功率調(diào)節(jié)。

    遙控操作

    系統(tǒng)可對發(fā)電機開停機、發(fā)電機斷路器、主變斷路器、線路斷路器、廠變斷路器等設(shè)備進(jìn)行遙控操作，并實時監(jiān)視遙控操作的整個過程。

    事故故障報警及追憶

                      

    系統(tǒng)在水電站發(fā)生事故、故障時，在顯示器上立即推出事故提示信息，將事故、故障發(fā)生的位置通知值班員；系統(tǒng)與當(dāng)?shù)乜刂茊卧狶CU能快速準(zhǔn)確地處理事故、故障，并自動將事故前及事故后一段時間的有關(guān)數(shù)據(jù)和事故發(fā)生的時間記錄下來，形成事故追憶記錄。事故追憶記錄能以數(shù)據(jù)和圖表的形式顯示和打印，供分析使用。

    事件順序記錄

    系統(tǒng)能將水電站所有設(shè)備發(fā)生的事件如各種越限及復(fù)限信號、事故信號、故障信號、遙控操作等具體內(nèi)容按一定的事件順序詳盡地記錄下來，形成數(shù)據(jù)文件，以便于隨時查詢、打印。

    事件趨勢記錄分析

                      

    系統(tǒng)能將水電站所有的溫度測點如定子溫度、軸承溫度、主變壓器油溫等參數(shù)進(jìn)行趨勢分析，當(dāng)溫度趨勢變化速率超過設(shè)定值時將發(fā)出告警信號。
系統(tǒng)還提供了定時打印、召喚打印、事故打印、屏幕打印等多種打印方式。利用上位機的打印功能，可隨時打印各種所需的信息。

    系統(tǒng)自診斷

    系統(tǒng)具有故障自檢及容錯處理功能，并將自診斷報告錄入數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控系統(tǒng)能自動測試各個當(dāng)?shù)貑卧现悄茉O(shè)備和整個網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的健康狀況，發(fā)現(xiàn)問題自動屏蔽故障部位并報警；當(dāng)故障消除后能自動消除屏蔽點，具有自恢復(fù)及復(fù)執(zhí)功能，并支持遠(yuǎn)程診斷功能。