水电厂计算机监控系统
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。
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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：葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统
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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
3 分层分布式计算机监控系统
❖ 问题的提出 ❖ 基本特征
❖ 基本结构
• 具有多个分布的资源 • 具有统一的操作系统 • 分布的资源独立而又相互一作用 • 系统内部不存在层次控制关系
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水电厂计算机监控系统
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
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
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水电厂计算机监控系统
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
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。
❖ 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
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
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
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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
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水电厂计算机监控系统
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
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 计算机监控系统的基本类型 二 计算机监控系统的基本结构 三 计算机监控系统的基本功能 四 计算机监控系统的性能指标
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水电厂计算机监控系统
一、水电厂计算机监控系统的基本类型
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
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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
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
特 点：主控机1～2台 双机互为备用
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
解决办法：将主机的任务分散到多台计算机中去
#1机组 LCU
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水口水电厂计算机监控系统结构图
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水电厂计算机监控系统
三、水电厂计算机监控系统的基本功能
位置：长江西陵峡出口； 装机：96.5万kW；
17万KW*2 12.5万KW*5
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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
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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：葛洲坝二江电厂分散式计算机监控系统
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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 ❖ 基于局域网技术的分层分布式监控系统
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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
(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。
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 微机同期并列装置 温度巡检装置 事件顺序记录装置等 要求：稳定、简单、可靠
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厂长终端 打印机1 打印机2
双机切换装置
通信工作站 主控计算机 主控计算机 工程师工作
站1
2
站
CRT1 CRT2 键盘1 键盘2 打印机
操作员工作 站1
CRT1 CRT2 键盘1 键盘2 打印机
操作员主机 站2
#1机组
#1机组
LCU
LCU
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#1机组 LCU
#1机组 LCU
#1机组 LCU
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。
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• 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。
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Hale Waihona Puke 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
❖ 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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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
基本结构类型
1
集中式 计算机 监控系统
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2
分散式 计算机 监控系统
3
分层 分布式 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
CBSC:
全计算机监控系统 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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一、水电厂计算机监控系统的基本类型
❖ 五强溪水电厂
湖南省沅陵县境内； 混凝土重力坝； 坝高85.5m； 5台24万kW混流式机组； 年发电53.7亿kW·h。
工程成功地应用了大型表孔弧门（高23m，宽19m）、水轮机大转轮（直径8.3m）、大面积通仓 薄层浇筑、蠕变高边坡治理等10项国内、国际领先的新技术，为中国大型水电站新技术的推广和应 用作出了贡献。
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。
（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。
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二、水电厂计算机监控系统的基本结构
❖ 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。
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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。
位于广西郁江上游的右江 河段。是一座以防洪为主，结 合航运、发电、灌溉、供水等 综合利用的大型水利枢纽。
百色水电厂装机4台，单机 135MW 。 在 系 统 中 承 担 调 峰 作用。
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水电厂计算机监控系统
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
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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）
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；
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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
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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