水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理第1頁/共27頁分類分層分布式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)第2頁/共27頁集中式監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第3頁/共27頁分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電站主控層現(xiàn)地控制單元層第4頁/共27頁分層分布式集中式總裝機(jī)容量大于2000ｋＷ的小型水電站多采用分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)；電站主控層和現(xiàn)地控制單元層（LCU）電站主控層一般由多個(gè)功能工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、語音報(bào)警設(shè)備、模擬返回屏、衛(wèi)星同步時(shí)鐘（GPS）以及防雷保護(hù)設(shè)備等組成；現(xiàn)地控制單元層一般由工控機(jī)、PLC、現(xiàn)場總線、微機(jī)調(diào)速器、溫度巡檢、微機(jī)保護(hù)裝置、微機(jī)同期裝置、智能電參數(shù)測量儀以及其他智能設(shè)備組成。現(xiàn)地控制單元層與電站主控層可以相互通訊，也可以獨(dú)立運(yùn)行；各層中某一單元的設(shè)備故障不會(huì)影響其他單元的正常工作；因此可靠性和安全性比較高；但投資比集中式多。集中式監(jiān)控系統(tǒng)在總裝機(jī)容量小于2000ｋＷ的小型水電站應(yīng)用較多；采用一臺(tái)工業(yè)控制機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電站的測量、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)動(dòng)等功能；系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，無需網(wǎng)絡(luò)的投入，造價(jià)便宜一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，整個(gè)電站的運(yùn)行將受到重大影響，甚至影響到整個(gè)電網(wǎng)的安全，因此安全性和可靠性不高。兩種結(jié)構(gòu)的比較第5頁/共27頁LCU層電站層電網(wǎng)層

現(xiàn)地控制單元層包括機(jī)組現(xiàn)地控制單元、升壓站現(xiàn)地控制單元和公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元。它對電站層負(fù)責(zé)。完成水電站各種設(shè)備的監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)。它為電站層發(fā)送數(shù)據(jù)并接收來自電站層的控制命令。3

電站層即電站主控層，指電站中控室的微機(jī)監(jiān)控中心，包括監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控工作站和控制顯示屏等。它完成整個(gè)電站的監(jiān)控任務(wù)，為電網(wǎng)層負(fù)責(zé)。接收現(xiàn)地控制單元層（LCU）的監(jiān)測數(shù)據(jù)，向現(xiàn)地控制單元層發(fā)送控制命令等。2

電網(wǎng)層指遠(yuǎn)程調(diào)度中心，完成遙測、遙信、遙調(diào)和遙控等任務(wù)。接收各電站的監(jiān)測數(shù)據(jù)、對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化分析，對各電站發(fā)出控制命令等。1第6頁/共27頁GPS以太網(wǎng)現(xiàn)地控制單元電站主控層遠(yuǎn)程調(diào)度中心第7頁/共27頁各層介紹現(xiàn)地控制單元層電站主控層電網(wǎng)層第8頁/共27頁電網(wǎng)層的主要組成部分水情測報(bào)系統(tǒng)：完成河流和水庫的水情測報(bào)；3無線通信系統(tǒng)：完成無線通信的設(shè)置、管理和維護(hù)。4防火墻：對電網(wǎng)監(jiān)控中心服務(wù)器進(jìn)行保護(hù)。5以太網(wǎng)絡(luò)：完成電網(wǎng)監(jiān)控中心與外部的通信。6遠(yuǎn)方診斷系統(tǒng)：完成遠(yuǎn)程故障診斷和報(bào)警功能；2電網(wǎng)監(jiān)控中心：完成對整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)度、監(jiān)測和控制；1第9頁/共27頁水情測報(bào)系統(tǒng)遠(yuǎn)方診斷系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)防火墻電站層電網(wǎng)監(jiān)控中心電網(wǎng)層結(jié)構(gòu)簡圖第10頁/共27頁電站主控層的組成中央控制中心：對整個(gè)電站的監(jiān)測、控制和管理；1工程師工作站：對電站操作人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)；3通訊工作站：發(fā)送和接收遠(yuǎn)動(dòng)所需的各種信息量；4人機(jī)接口：在線圖形顯示、生產(chǎn)安全監(jiān)控和操作；5交直流雙供電源：為監(jiān)控系統(tǒng)提供不間斷電源保障。6操作員工作站：對整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理

、計(jì)算和處理；2第11頁/共27頁電站層結(jié)構(gòu)簡圖中央控制中心電網(wǎng)調(diào)度中心操作員工作站防火墻培訓(xùn)工作站通訊/打印服務(wù)器以太網(wǎng)通訊工作站第12頁/共27頁現(xiàn)地控制單元層（LCU）的主要組成部分溫度巡檢儀：用于測量軸瓦、定子鐵芯、風(fēng)冷等的溫度

3微機(jī)準(zhǔn)同期裝置：完成發(fā)電機(jī)自動(dòng)同期并網(wǎng)；4微機(jī)調(diào)速器：調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組在各種工況下運(yùn)行。5微機(jī)保護(hù)裝置：完成機(jī)組、升壓站及公用設(shè)備的保護(hù)。6智能電參數(shù)測量儀：可代替交直流電量變送器；2PLC：可以對電站開關(guān)量或模擬量的采集與控制；1第13頁/共27頁以太網(wǎng)一體化工控機(jī)機(jī)柜微機(jī)保護(hù)同期并網(wǎng)溫度巡檢智能電參數(shù)測量PLC現(xiàn)地控制柜：把完成現(xiàn)地控制的各種設(shè)備按功能的不同進(jìn)行分類集成，形成各種現(xiàn)地控制柜，便于安裝和維護(hù)。第14頁/共27頁一體化工控機(jī)以太網(wǎng)PLC開關(guān)量模擬量輔助系統(tǒng)RS－232/485第15頁/共27頁工作原理現(xiàn)地控制單元層監(jiān)控系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)電站主控層工作原理第16頁/共27頁上行信文下行信文監(jiān)測控制電網(wǎng)層電網(wǎng)層數(shù)據(jù)庫電站主控層電站層數(shù)據(jù)庫現(xiàn)地控制層監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)第17頁/共27頁第18頁/共27頁第19頁/共27頁第20頁/共27頁第21頁/共