一、水电厂计算机监控系统的基本类型
小浪底水电厂 河南省洛阳市以北； 长期有效库容51亿m3； 引水式电站； 6台30万KW混流机组； 总装机180万kW； 年均发电51亿kW·h。
意大利英波吉罗公司承建大坝工程；德国旭普林公司为责任方的中德 意联营体中标承建泄洪工程；法国杜美兹公司为责任方的小浪底联营体中 标承建引水发电设施工程；水轮机由美国VOITH公司制造，发电机由哈尔滨 电机和东方电机股份有限公司联合制造；机电安装工程由水电十四局、水 电四局、水电三局组成的FFT联营体中标。
适用对象：早期水电厂和中小型水电厂的分
步技术改造
典型应用：富春水电厂一期工程
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
富春江电厂
浙江省桐庐县；库容 4.4亿m3；总装机29．72万kW；
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
基本结构类型
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集中式 计算机 监控系统
分散式 计算机 监控系统
分层 分布式 计算机 监控系统
江西省赣江中游万安县； 大坝全长11 04 m； 最大坝高68．1m； 总库容22．16亿m3。 装机容量510万kW； 初期装机 410万kW； 年发电量11．50亿kW· h。
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
3
以计算机为辅、常规设备为主的监控系统 特 点：控制操作主要由常规设备完成； 过渡模式
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分层分布式计算机监控系统
水电厂控制层次的划分 （2）功能组控制层
任务：独立完成某一特定功能 特征：自治性自动控制子系统 内容：微机调速器 微机励磁调节器 微机同期并列装置 温度巡检装置 事件顺序记录装置等 要求：稳定、简单、可靠
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
3
分层分布式计算机监控系统
水电厂控制层次的划分 （3）机组控制层
水电厂计算机监控系统
主讲：许 翔
贵州水投能源开发有限责任公司 平寨电站运行分公司
第二章：水电厂计算机监控系统的结构与功能
一
二 三 四
计算机监控系统的基本类型 计算机监控系统的基本结构
计算机监控系统的基本功能
计算机监控系统的性能指标
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
CASC: Computer-Aided Supervisory Control 计算机辅助监控系统
任务：工况的转换、有功、无功 调整、数据采集处理、运 行参数 检测报警、与上一 层信息交换等 特征：监控子系统，按设备分布 要求：稳定可靠 可独立工作
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
3
分层分布式计算机监控系统
水电厂控制层次的划分 （4）电厂控制层
在独立水电厂中，这一层 是控 制系统中的最高层，用于 控制 整个水电厂的运行。
CCSC:Computer-Conventional Supervisory Control 计算机与常规装置双重监控系统 CBSC: Computer-Based Supervisory Control 以计算机为基础的监控系统 全计算机监控系统
CBSC:
以计算机为主，常规设备为辅的监控系统
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
三、水电厂计算机监控系统的基本功能
一、数据采集功能
1、模拟量数据采集
电气模拟量：定子电压
定子电流 有功功率
非电气模拟量：各轴承油温
各轴承油瓦温 定子线圈温度 定子铁芯温度 冷风和热风温度 机组的流量 振动、摆度 主变压器油温度 上、下游水位
无功功率
励磁电压 励磁电流 频率（转速）
对非电气模拟量数量要求： 闸门开度 机组容量：100MW及以下时，一般不超过50个 机组容量：100 - 200MW时，一般不超过80个 机组容量为200MW以上时，一般不超过120个
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
大广坝水电厂
海南省东方市境内昌化江中游河段，最大库容17．1亿 m3， 电厂装有4台6万 kW混流式机组，设计年发电量5.04亿kW· h。 工程于1990年6月正式开工，1993年第一台机组发电，1995 年竣工。
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
万安水电厂
CRT1
CRT1
打印机1
打印机2
CRT2
键盘1 键盘2 打印机
CRT2
键盘1 键盘2 打印机
双机切换装置 主控计 算机站1 主控计 算机2 工程师 工作站
通信工 作站
操作员 工作站1
操作员 主机站2
#1机组 LCU
#1机组 LCU
#1机组 LCU
#1机组 LCU
#1机组 LCU
#1机组 LCU
水口水电厂计算机监控系统结构图
特征：正常运行时，备用机也处于运转状态； 存储器被主控机的实时刷新； 主控机机故障时人工投入。
• 热备用（Hot StandbБайду номын сангаас）
特征：主控机和备用机并列运行； 备用机不输出控制； 主控机故障时自动投入备用机。
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
实例：集中式计算机监控系统 新安江水电厂早期采用的单计算机系统 机型：DJS-131 字长16位 内存32KB 美国的石河段水电厂 装机11台 总容量1300MW 1977年装设了一台PDP-11/35小型计算机 字长16位 内存80KB 美国田纳西州的拉孔山抽水蓄能水电厂 一套计算机系统 4台425MW抽水蓄能机组
解决办法：将主机的任务分散到多台计算机中去
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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分层分布式计算机监控系统
基于局域网技术的分层分布式监控系统
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
开放式分层分布监控系统
(1) 问题的提出： 随着装机容量越来越大，功能越来越复杂，计算机系统的 规模也越来越大。由单一厂商包揽控制系统的全部硬件和软件 已越来越困难。 随着生产技术的发展，原有计算机监控系统的规模和功能 也需要扩充，新增加的硬件设备如何与原有系统接口就是个大 问题。 随着系统的扩充，有时需要开发一些新的软件，原有软件 怎么办，能不能保留，如何接口，都是需要解决的问题。
一、数据采集功能
2、数字输入状态量
数字输入状态量也常常被称为开关量，主要包括断路器及 隔离开关的位置信号、机组设备运行状态信号、继电保护的动 作信号、手动自动方式选择信号、位置报警信号等。 主要内容： （1）机组的停机、发电、调相、抽水等运行工况状态信号。 （2）6 kV及以上高压断路器、反映厂用电源情况的断路器和 自动开关以及反映系统运行状况的隔离开关的位置信号。 （3）主要设备的事故和故障信号，以及主要设备的总事故和 总故障信号。 （4）计算机监控系统的故障信号。
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取消常规设备的全计算机监控系统 特 点：取消全部常规设备
适用对象：新建大、中型水电厂
典型应用：隔河岩水电厂
五强溪水电厂
小浪底水电厂
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
隔河岩水电厂 最大坝高151m； 坝顶长653．5m； 坝顶高程206m； 正常蓄水位为200 m； 总库容34亿m3； 4台30万kW机组； 年发电30.4亿 kW·h。
问题的提出 • 基本特征 • • • 基本结构
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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分层分布式计算机监控系统
水电厂控制层次的划分 （1）驱动层
任务：机组油、水、风、电 系统数据据采集及设备 驱动 特征： 最底层， 与生产设备直接连接 要求： 高安全性 高可靠性
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
（5）梯级调度层
制定发电计划，实现负荷 频率控制，协调各梯级电厂的 运行。
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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分层分布式计算机监控系统
简单的分层分布式监控系统
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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分层分布式计算机监控系统 点：主控机1～2台 双机互为备用
简单的分层分布式监控系统 特
应用范围：机组台数较少的电厂 存在问题：主机承担的任务过多
机组台数少，容量小、主接线简单的小型水电厂
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
问题：如何提高集中式监控系统可靠性 （1）以常规控制为备用的集中式计算机监控系统 （2）采用双机备用方式 • 冷备用（Cold Standby）
特征：备用机平时处于空闲状态； 主机故障时人工投入。
备用方式
• 温备用（Warm Standby）
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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分散式计算机监控系统
问题的提出 基本结构
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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分散式计算机监控系统
基本特征 （1）按功能分散构成多个 计算机的子系统； （2）子系统由专项功能计 算机构成； 特点 （1）有效缩小故障影响； （2）可靠性高； （3）降低设备性能要求； （4）连接复杂；
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
改进：总线型分散式计算机监控系统
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
实例：葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统
位置：长江西陵峡出口； 装机：96.5万kW； 17万KW*2 12.5万KW*5
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
实例：葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
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以计算机为主、常规设备为辅的监控系统 特 点：保留部分常规设备作为备用
适用对象：新建大、中型水电厂
老电厂的技术改造 典型应用：新安江水电厂 大广坝水电厂 万安水电厂
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
新安江水电厂
浙江省钱塘江上游新安江上，距杭州市170km,混凝土宽缝 重力坝，最大坝高105m，水库总库容220亿m3。总装9台，总容 量66.25万kW，1960年首台投产，1977年全部投产。