随着现代计算机科学技术的迅猛发展，计算机在电力系统中的应用已越来越广泛，国内大型水电站全部采用了计算机监控系统，而计算机监控系统在国内中小型水电站中的应用，也是最近几年里才引起人们的注意。从一些国内中小型水电站使用计算机监控系统的情况来看，采用计算机监控方式不仅提高了中小型水电站的自动化及监控水平，也提高了水电站设备运行的可靠性，同时降低了劳动生产强度，明显地提高了水电站的经济效益。

2 目前国内中小型水电站计算机监控系统主要构成方式和应具备的功能

2．1 计算机监控系统的结构

    中小型水电站计算机监控系统一般采用分层分布式系统。整个系统由电站主控级和现地控制单元(LCU)组成，采用以太网联接。现地控制单元(LCU)在与主控级脱离联系时可以独立运行，这样增加了水电站设备运行的可靠性。

    中小型电站主控级通常采用单机系统，主机兼作操作员工作站。目前主机一般选用工业控制用微机，PIICPU，主频350MHz，内存64MB，硬盘10GB，软盘1．44MB+1．2MB，4串口、2并口，通用字符标准键盘，8路智能串行接口板。另外配置图形板，21”彩色显示器(分辨率1024×1280)，2台宽行24针汉字打印机。

    每台机组设置一套现地控制单元(LCU)，全站公用设备设置一套现地控制单元(LCU)。现地控制单元(LCU)直接监控现地设备的运行过程，既可作为分布系统中的现地智能终端，又可作为独立装置单独运行。电站的励磁设备、调速器和微机保护均以数据通信的方式进入各现地控制单元(LCU)。

2．2 监控系统的功能

2．2．1 控制和调节方式

2．2．1．1 控制方式

    (1)LCU级现地控制；

    (2)中控室集中控制；

    (3)在现地控制单元(LCU)上设置远方/现地方式切换开关，只有当方式切换开关置于“远方”位置时，才能在中控室集中控制。

2．2．1．2 负荷给定方式

    (1)由运行人员在中控室给定全厂总负荷或机组设定值；

    (2)由调度给定全厂总负荷；

    (3)按水位(流量)给定负荷，并确定运行机组数。

2．2．1．3 单机负荷给定方式

    (1)由运行人员在中控室给定负荷；

    (2)直接在现地控制单元(LCU)上给定机组负荷；

    (3)按水位(流量)变化确定运行机组的负荷。

2．2．2 电站主控级

2．2．2．1 数据采集和处理

(1)周期性地采集各现地控制单元(LCU)收集的实时数据；

(2)更新实时数据库；

(3)运行数据存盘；

(4)对采集的各现地控制单元(LCU)的数据进行分析和处理，并向上级调度中心传送。

2．2．2．2 运行监视和事件报警

(1)状态变化监视：状态变化分为两类，一类为自动状态变化，如由自由控制或保护装置动作而导致的状态变化；另一类为受控状态变化，如由计算机监控系统的命令引起的状态变化。发生此两种状态变化都应显示并打印。

(2)趋势分析和越限检查：电站主控级能接收各现地控制单元(LCU)的越限报警信号，响应现地控制单元(LCU)确认后上送的模拟量越限、梯度越限、开关量状变和监控系统自诊断故障等各种信息，自动推出相应画面和事故处理指导，画面闪光和变色，打印事故追忆记录。

(3)过程监视：监视机组开、停机过程。在CRT上显示过程的主要操作步骤，当发生过程阻滞时，在CRT上显示阻滞原因，并将机组自动地转换到安全状态或停机。

(4)监控系统异常监视，并进行报警处理。

(5)事件顺序记录。

2．2．2．3 人机联系

由中控室操作人员工作站完成。具有标准键盘、打印机及彩色CRT。

人机界面为全图形动态画面，用户可离线交互产生或修改用于实时显示的图形文件、符号库。

在CRT上能自动或经运行人员的召唤，实时显示厂内各主系统的运行状态、主要设备的动态操作过程、事故和故障、有关参数和运行监视图、操作接线图等画面，以及趋势曲线、各种一览表、测点索引等，定时刷新画面上的设备状况和运行数据，且对事故报警的画面具有最高优先权，可覆盖正在显示的其他画面，事故时自动推出画面和处理指导。运行人员可通过画面监视全厂的实时运行状况，并可通过图形上的软功能键对电站的运行过程发出控制命令。

在工作站上可发出机组启停、有功功率增减、无功功率增减、断路器分合闸命令，并可设置或修改各项给定值和限值。能自动定时或按运行人员的召唤实时打印各主要设备的各类操作、事故和故障记录以及有关参数和表格，并能实时打印各种生产报表。

2．2．2．4 操作人员工作站上实时调节和控制

(1)无功功率控制；

(2)机组自动开／停／紧急停机，同期并网以及运行工况转换，过程监视；

(3)控制断路器及隔离开关的投入和切除；

(4)公用设备控制。

2．2．2．5 自动电压控制

根据上级调度的要求，合理分配机组间的无功功率，经机组控制单元调节机组励磁。

2．2．2．6 事故追忆和相关量记录

系统始终存储事故发生前15个采样点和事故后15个采样点的主要参数及数据采样值。事故追忆值为出线有功、无功功率、三相电压、电流及频率；主变零序电流、温度；发电机三相电压、电流及转子电压、电流和有功、无功功率。

相关量记录：当出线、主变和发电机发生事故时，监控系统同时记录各参数的对应值。

当机组各部位测温电阻温度越限报警时，应同时记录该机组的参数值。

2．2．2．7 统计和制表打印

打印包括定时打印和召唤打印，召唤打印包括实时打印和历史打印，事故和故障时自动打印。打印表格有：

(1)越限报警报表；

(2)事件顺序记录报表；

(3)电量分时计度报表；

(4)年、月、日生产报表；

(5)设备运行状态统计报表。

2．2．2．8 通信功能

(1)与各LCU通信；

(2)与上级调度通信。

2．2．2．9 时钟同步

通过时钟同步装置实现系统内设备之间的同步。

2．2．2．10 自诊断功能

具有在线自诊断功能。

2．2．3  现地控制单元功能

2．2．3．1 机组现地控制单元(LCU)

(1)模拟量采集和处理

①定时采集：按扫查周期定时采集数据，存入输入映象表中。

②越限检查：对模拟量测值进行越限检查与报警，记录越限点号、发生时间，越限值存入数据库。

②梯度越限检查：对温度量测点前后两次采集数据进行检查，当其变化梯度超过允许值时报警。

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