水电厂技术论文
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水电厂技术论文篇一
水电厂计算机监控技术探讨
摘要：作为水电站运行管理的主要组成部分，计算机监控系统在水电站的运用提高了水电站的自动化程度和经济效益。本文先对国内外水电站计算机监控系统的发展进行了简要分析，介绍了水电站计算机监控系统的意义、技术特点及水电厂自动化监控系统的常见问题与分析 。
关键词：计算机监控;监控系统意义;监控技术特点;措施
中图分类号：C35文献标识码： A
一、水电站计算机监控系统的意义主要体现在以下几个方面：
1、提高水电站设备、电网运行的可靠、稳定性
计算机监控系统能快速、精准地反映水电站各设备运行的状态和参数，通过设备运行的状态和参数来判断是否正常运行，当设备处于非正常运行情况下时，控制系统将自动发出告警信号以引起操作人员的注意或处理;当水电站设备的运行出现故障时，自动控制系统能及时停机，从而避免了故障的进一步扩大，以造成水电站设备的损坏，同时保证了水电站设备运行的可靠性和电网运行的稳定性。当设备处于正常可靠运行的情况下时，计算机监控系统能自动控制发电机的电压幅值和频率大小，根据电力系统调度的基本要求，实现发、供、用电的平衡调节，进而使水电站发出的电能的质量和电网运行的稳定性得到保障。
2、加快水电站控制、调节过程
计算监控系统被运用于水电站，可加快水电站、机组的调节过程。水电站采用计算机监控系统的逻辑顺序控制和调节规律、计算机硬件和软件构成，计算机监控系统可根据预设的逻辑控制顺序和调节规律，快速完成各个环节的检查复核，大大加快了控制调节的过程，实现水电站、机组的控制调节。
3、实现水电站优化运行，力求最大的发电效益
由于计算机监控系统技术在水电站的运用，使得水电站运行的自动化得以实现，大大减少了人工对设备操作的工作量，减轻了操作人员的负荷，使水电站实现无人或少人值班，进而降低了水电站的运行及发电成本。另一方面，促使水电站的优化运行功能较易实现，让水电站能根据优化运行方案给机组分配有用功和无用功，以保证机组高效的运行。根据国内外资料表明，通过水电站的优化运行，可最大限度地利用水能，从某种意义上也就给水电站带来了直接的经济效益。
4、简化设计工作，采用选型的方式进行设计
在常规控制中，电气设计复杂度高，需向厂家提供原理图、布置图、各种继电器的选型后才能成功订货，在采用了自动控制设备集成后，设计者只需提供一次主接线、保护配置及自动化要求即可，使设计、安装和调试工作得以简化。
二、水电厂计算机监控技术特点研究
1、网络化数据共享。
水电厂计算机监控系统是由上位机现地控制单元等计算机装置组成，这些计算机均能独立运行，完成各自的控制功能，但要让这些计算机协调工作，充分挖掘出计算机监控系统的潜能，就必须通过网络数据交换，实现数据共享，更好地对整个电站各个设备进行协调控制，实现电站的优化运行装置共享水电厂计算机监控系统采用网络后，可以共享计算机硬件设备装置，以减少控制系统的设备投资，和维护工作量调度自动化要对水电厂进行自动调度，除水电厂内部计算机及装置组成网络外，水电厂计算机监控系统应与调度自动化系统网络连接，进行数据交换通过网络通信，调度计算机将调度命令送至计算机监控系统，水电厂计算机监控系统将电站各设备运行参数状态传输到调度计算机，并按调度的命令进行调峰调荷运行网络化是实现水电厂调度自动化的必要前提。
2、智能化水电厂
计算机监控系统智能化，主要体现在对监控系统的人工智能诊断，对运行人员进行操作指导，对事故故障处理进行的指导目前，人工智能诊断主要包括：①专家系统诊断法，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟专家的决策过程，以解决需要专家处理的复杂问题;②神经网络诊断法，利用神经网络进行故障诊断的基本思想是以故障特征信号作为神经网络输入，诊断结果作为神经网络输出;③模糊诊断法，利用集合论中的隶属度函数和模糊关系矩阵的概念来解决故障与征兆间的不确定关系构造隶属函数是实现模糊故障诊断的前提人工智能诊断技术已经被引入到水电厂计算机监控系统中，刘晓波等等针对水电机组故障原因与征兆间的关系，建立了水电机组故障诊断模糊专家系统，结果表明该系统推理效率高，可信度好梁业国等将神经网络法对发电设备故障诊断，证明此法是有效可行的。
3、软件组态化
软件组态化也是水电厂计算机监控系统的发展方向之一，是一种模块化的软件，它具有实时数据库动画显示上下限设置状态设置各种实时趋势图和历史趋势图各种输入输出接口等功能组态软件实际上是利用组态语言，通过控制算法构成的软件程序，而不需要用一条条语句或者指令来编写程序从本质上讲组态软件是一种可重用的软件，是将原有可重用的程序整合成新的程序事实上，组态软件就是为适应这种需要而开发的对于不同的应用对象，只需要改变数据实体即可从目前发展的情况看，组态软件在水电厂监控系统中的使用是必然的，它的便捷性实用性已得到水电厂监控系统开发和应用人员的青睐
4、控制无人化
现在工业发达国家，无论是大型水电厂还是小型水电厂，许多电站都在实行无人值守，或称为一人操作电站，即只需一个值班员就可以进行电站的开停机控制运行操作控制无人化的最大优点就是极大地减少了电站的运行人员，减少了电站的运行费用等
5、面向对象技术
面向对象技术的基本概念是将客观事物即对象，根据其共性进行抽象，采用面向对象技术时只关注其本质的特征，操作人员面对的是他们熟悉的设备对象(发电机变压器开关刀闸等符号)，打开这些对象可以看到有关的参数，如与发电机有关的参数有机组转速机端电压有功功率无功功率等
6、WebJava等新技术的应用
Web以及面向对象的Java等新技术将越来越多地引入计算机监控系统全面采用面向对象的开发技术，人机界面采用跨平台的Java实现，它不仅给用户提供了更方便地进行二次开发的丰富多彩功能及生动的界面，而且由于Web，Java等技术的采用，前台操作员站的应用支撑软件大大减少，可以实现真正意义上的瘦客户机。
三、水电厂自动化微机监控系统的常见问题与分析
1、自动化微机监控系统中的电源问题分析
通常在水电厂自动化微机监控系统的控制层应配备有两种电源，即直流电源和交流电源。对于水电厂自动化微机监控系统的外围自动化装置以及LCU应该采用交直流电源交互使用的方式，以便某个单电源出现故障时可以采取互相切换、互为备用的应急供电方式。而为交直流电源装置选择电压时要保证可以在一般情况下进行交流电源供电、直流电源备用的方式，从而减轻直流电源供电系统的负担。大量水电厂自动化微机监控系统的运行经验证明，UPS在现场环境下运行，使用寿命较之正常情况要短促的多，并且以目前的技术UPS的维护是比较困难的。因此，这种运行方式不宜采用，通常情况下可以采用在直流电源供电的基础之上配备一台逆变装置即可。水电厂的自动化微机监控系统主站级设备的电源运行环境一定要达到国家环境质量标准，通常建议采取交流电源加逆变装置的供电方式。这种方式安全、高效，符合我国现有的技术条件。
2、自动化微机监控系统与励磁、调速系统接口的问题与分析
通常自动化微机监控系统与自动化设备采用DIO(开关量)接口与通信两种方式进行。以DIO方式为例，由于其交换信号是对应的，能直观的反应接线问题，因此系统的调试与故障检测，但是它的缺点是接线较多，部分控制功能如有功与无功调节都必须在LCU中进行PID程序的调节，假如出现PID的数据参数不正确就很容易造成调节性能的不稳定。
结语
随着计算机技术的发展，水电厂计算机监控技术同样也在迅速发展，新的系统结构控制装置软件等不断涌现使得水电厂计算机监控技术主要朝着网络化智能化人性化软件组态化控制无人化方向发展。计算机监控技术大大的增加了水电厂的运营效率，带来了巨大的经济效益，我们要加大水电厂计算机监控技术的研发，争取得到更大的发展空间，促进我国国民经济的进一步发展。
参考文献
[1]张修茂，滕梅.刍议水电厂计算机监控系统发展趋势[J].黑龙江水利科技，2005.
[2]谢云敏.水电站计算机监控技术[M].北京：中国水利水电出版社，2006.
[3]王定一.水电厂计算机监视与控制.中国电力出版社，2000.