水电厂计算机监控系统
长春工程学院能源动力工程学院
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 （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
水电厂计算机监控系统
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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
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
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CBSC:
以计算机为主，常规设备为辅的监控系统
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一、水电厂计算机监控系统的基本类型
1
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
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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
简单的分层分布式监控系统
水电厂计算机监控系统
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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 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
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。
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一、水电厂计算机监控系统的基本类型
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水电厂计算机监控系统
二、水电厂计算机监控系统的基本结构
实例：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
百色水电厂计算机监控系统结构示意图
至地调 至中调 至水情系统 至防汛系统 至火灾系统 至闸门系统 至升船系统 至通风系统 厂长终端
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
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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
水电厂计算机监控系统
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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
水电厂计算机监控系统
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二、水电厂计算机监控系统的基本结构
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 （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 微机同期并列装臵 温度巡检装臵 事件顺序记录装臵等 要求：稳定、简单、可靠
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基本结构类型
1
2
3
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
水电厂计算机监控系统
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二、水电厂计算机监控系统的基本结构
1
集中式计算机监控系统
基本结构 基本概念
所谓集中式监控系统，就 是用一台计算机对整个水电厂 的各种电量和非电量的信息进 行采集、分析、处理，并由这 台计算机发出所有的控制命令。
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一、水电厂计算机监控系统的基本类型
2
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
水电厂计算机监控系统
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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
水电厂计算机监控系统
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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
位臵：长江西陵峡出口； 装机：96.5万kW； 17万KW*2 12.5万KW*5
(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、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。
1993年6月首台机组发电，1994年11月4台机组全部投产，1998年4月整个 工程除升船机外，通过国家竣工验收。
基本特点
（1）价格便宜； （2）危险比较集中； （3）电缆敷设多、长；
适用范围
水电厂计算机监控系统
机组台数少，容量小、主接线简单的小型水电厂
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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）
操作员 主机站2
#1机组 LCU
#1机组 LCU
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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。
CASC: Computer-Aided Supervisory Control 计算机辅助监控系统
CCSC:Computer-Conventional Supervisory Control 计算机与常规装臵双重监控系统 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
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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
(2) 开放式分层分布监控系统的特点
A、模块化的体系结构 B、标准化的模块接口 C、分布化的功能处理 D、可移植的应用软件 E、不同系统之间的相互操作
F、分布数据库的应用
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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）
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 Standby）
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。
水电厂计算机监控系统
主讲：贾振国
长春工程学院能源动力工程学院 电站控制教研室
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
水电厂计算机监控系统
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一、水电厂计算机监控系统的基本类型
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
水电厂计算机监控系统
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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；
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二、水电厂计算机监控系统的基本结构
水电厂计算机监控系统 长春工程学院能源动力工程学院
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
水电厂计算机监控系统
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二、水电厂计算机监控系统的基本结构
2
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；