水电站计算机监控系统的结构和工作原理

水电站计算机监控系统的结构和工作原理第1页/共27页分类分层分布式结构集中式结构第2页/共27页集中式监控系统结构图第3页/共27页分层分布式监控系统结构图电站主控层现地控制单元层第4页/共27页分层分布式集中式总装机容量大于2000ｋＷ的小型水电站多采用分层分布式监控系统；电站主控层和现地控制单元层（LCU）电站主控层一般由多个功能工作站、网络设备、语音报警设备、模拟返回屏、卫星同步时钟（GPS）以及防雷保护设备等组成；现地控制单元层一般由工控机、PLC、现场总线、微机调速器、温度巡检、微机保护装置、微机同期装置、智能电参数测量仪以及其他智能设备组成。现地控制单元层与电站主控层可以相互通讯，也可以独立运行；各层中某一单元的设备故障不会影响其他单元的正常工作；因此可靠性和安全性比较高；但投资比集中式多。集中式监控系统在总装机容量小于2000ｋＷ的小型水电站应用较多；采用一台工业控制机实现整个电站的测量、控制、保护、调节和远动等功能；系统的结构简单，无需网络的投入，造价便宜一旦计算机出现故障，整个电站的运行将受到重大影响，甚至影响到整个电网的安全，因此安全性和可靠性不高。两种结构的比较第5页/共27页LCU层电站层电网层

现地控制单元层包括机组现地控制单元、升压站现地控制单元和公用设备现地控制单元。它对电站层负责。完成水电站各种设备的监测、控制、调节和保护。它为电站层发送数据并接收来自电站层的控制命令。3

电站层即电站主控层，指电站中控室的微机监控中心，包括监控服务器、监控工作站和控制显示屏等。它完成整个电站的监控任务，为电网层负责。接收现地控制单元层（LCU）的监测数据，向现地控制单元层发送控制命令等。2

电网层指远程调度中心，完成遥测、遥信、遥调和遥控等任务。接收各电站的监测数据、对监测数据进行优化分析，对各电站发出控制命令等。1第6页/共27页GPS以太网现地控制单元电站主控层远程调度中心第7页/共27页各层介绍现地控制单元层电站主控层电网层第8页/共27页电网层的主要组成部分水情测报系统：完成河流和水库的水情测报；3无线通信系统：完成无线通信的设置、管理和维护。4防火墙：对电网监控中心服务器进行保护。5以太网络：完成电网监控中心与外部的通信。6远方诊断系统：完成远程故障诊断和报警功能；2电网监控中心：完成对整个电网的调度、监测和控制；1第9页/共27页水情测报系统远方诊断系统无线通信系统防火墙电站层电网监控中心电网层结构简图第10页/共27页电站主控层的组成中央控制中心：对整个电站的监测、控制和管理；1工程师工作站：对电站操作人员进行系统培训和学习；3通讯工作站：发送和接收远动所需的各种信息量；4人机接口：在线图形显示、生产安全监控和操作；5交直流双供电源：为监控系统提供不间断电源保障。6操作员工作站：对整个数据进行管理

、计算和处理；2第11页/共27页电站层结构简图中央控制中心电网调度中心操作员工作站防火墙培训工作站通讯/打印服务器以太网通讯工作站第12页/共27页现地控制单元层（LCU）的主要组成部分温度巡检仪：用于测量轴瓦、定子铁芯、风冷等的温度

3微机准同期装置：完成发电机自动同期并网；4微机调速器：调节水轮发电机组在各种工况下运行。5微机保护装置：完成机组、升压站及公用设备的保护。6智能电参数测量仪：可代替交直流电量变送器；2PLC：可以对电站开关量或模拟量的采集与控制；1第13页/共27页以太网一体化工控机机柜微机保护同期并网温度巡检智能电参数测量PLC现地控制柜：把完成现地控制的各种设备按功能的不同进行分类集成，形成各种现地控制柜，便于安装和维护。第14页/共27页一体化工控机以太网PLC开关量模拟量辅助系统RS－232/485第15页/共27页工作原理现地控制单元层监控系统软件数据库管理系统电站主控层工作原理第16页/共27页上行信文下行信文监测控制电网层电网层数据库电站主控层电站层数据库现地控制层监控数据第17页/共27页第18页/共27页第19页/共27页第20页/共27页第21页/共