1、水電站控制系統總體構架謖計算機監控系統采用分層分布、開放式的可配置結構，以保證系統的互操作性、可擴展性和可移植性.主要設備選用進口設備，操作系統軟件采用9。年代最新推岀的Endows時多任務操作系統.多窗口顯示人機界面適用于電站刷腦工竹站I實時數據庫管理系統.系統的總體結構圖參見圖茁打罡口B罡口B口S3CFSHJ1時種週旦丁申獨I«OI«O倉機同期SID-2H沁度漣檢MHMSJh2H機初嗨SID-2Htt機交流故OKMI30滋機査流參放采UKlllSQ嗨送H窘宜曲電源機扇整POU兀燮送器變直複電譚交曲瀕電源l£l:W皿柜)瓷用L01B(tBfti)LOJ屛*框）酬

2、ft利LfliW麗"口廠二二一-11!;_11nrU口LANTECHAVS-88ADVANTECHAis-aswGEMHOPLTi血頃蝕A»S-8248GE30-30PICU-護叢賈曲機紐槪機探護甦覽曲機紐槪機探護甦覽35肌吐捋此護裝哥BJ2-1桐柏水電蛤計Jt機監榜系統總體結構圖整個系統共分兩層：電站主控制屋以及現地控制單元層*是-個完整的實時閉壞控制系統，既可獨立完隴各種現地閉環控制功能，也可通過與調度中心計算機監控系統聯網實現遠方監控。2.L1電站主控制層電站主控制層作為電站的實時控制中心，主要是負責全廠的自動化功能、采I集和處理來自現地控制單元層的數據、全站的人機對

3、話、與現地控制單元層和調度中心計算機、電廠管理系統、水情測報系統等進行通訊。現地控制單元層現地控制單元層由兩個機組現地控制單元（機組LCU屏A柜、B柜）和一個公用設備現地控制單元（公用LCU屛）組成.現地控制單元層能對所管轄的生產過程進行完善的監控，通過各自的輸入輸出接口與生產過程相連；通過通訊接口及相關設備與主控制層交換信息。各現地控制單元對主控制層具有相對獨立性，能脫離主控制層直接完成生產過程中實時數據的采集和預處理、完成對各設備狀態的監視、調整和控制等功能。現地控制單元層結構圖參見圖2-2LCU單元實現對各生產對彖的過程監控.LCU選用美國GE公司生產的GE90-30系列PLC構成現地控

4、制單元.能保證當LCU單元與主控制層脫離后仍能實現對各生產對彖進行必要的監控功能。而當其與主控制層恢復聯系后又能自動服從主控制層的控制和管理。系統采用GBS全球衛星時鐘系統。GPS是消化采用美國軍方技術構成的高精度衛星時鐘裝賈，在國內電力系統廣泛采用，具有精度高、負載能力大、接口擴充能力強等特點（”）。圖2-2現地控制單元層22功能分析2J.1數據采集處理系統對電站主要設備的運行狀態和運行參數等實時數據進行自動采集，并作必要的預處理，存于實時數據庫何，供計算機系統實現畫面顯示、制表打印以及完成各種計算、控制等設計功能使用。電站現場各種數據的采集基本上由各自的LCU單元來完成，現場數拡包括：模擬

5、董、脈沖量、數字量、一般開關11和中斷開關量。不同性質的數據其采集與處理的方法各不相同。模擬量的采集與處理，模擬量包括電量模擬量、非電量模擬量。對不同類型的實時量的采集范圍、處理方式以及各量的變化規律各不相同，所要求的采樣周期也各不相同.開關量的采集與處理，對事故信號、斷路器及重要繼電保護的動作信號，計算機監控系統能以中斷方式迅速響應這些信號并作出一系列必要的反應及自動操作。中斷開關量信號輸入為無源接點輸入，中斷方式接收。對各類故障信號、隔離開關的位置信號、排水泵設備運行狀態信號，手動自動方式選擇的位置信號等非中斷開關信號，計算機監控系統對這些信號的采集方法為定期掃黃.對信號的處理包括光電隔離

6、、接點防抖動處理、硬件及軟件濾波、基準時間補償、數據有效性合理性判斷、啟動相關量功能（如啟動事故順序記錄、發事故報警音響、畫面自動推岀以及自動停機等），最后經格式化處理后存入實時數據庫.脈沖*、數字量的采集與處理，脈沖*信號主要指有功無功電度量、機組過水流量、冷卻水流量等的累加脈沖量的輸入為無源接點或有源電脈沖，即時采集。對脈沖量的釆集處理包括接點防抖動處理、數起有效性合理性判斷、標度變換、檢錯糾錯處理，經格式化處理后存入實時數據庫.數字量信號指水位等輸入量.對數字量的采集處理有光電隔離、數字濾波、碼制變換、數據有效性合理性判斷.標度變換、檢錯糾錯處理，經格式化處理后存入實時數據庫。開關量輸出

7、，特指各類操作控制指令.計算機在輸出這些信號前進行校驗,經判斷無誤后才能送至執行機構。為保證信號的電氣獨立性及準確性，開關輸出信號也經光電隔離、接點防抖動處理后發出。信號量值及狀態設定，對在監控系統實施時無法采集到的信號，或某些由于設備原因而造成的信號出錯以及在必要時要進行人工設定值分析處理的信號量，計算機監控系統應允許運行值班人員和系統操作人員對其進行人工設定，并在處理時把它們與其它正常采集到的信號等同對待，計算機監控系統可以區分它們并給出相應標志安全監視和事件報警運行安全監視和事件報警包括：運行實時監視:監控系統可以使運行人員通過CRT對全站各主設備進行實時監視。所有要監視的內容包括當前各

8、設備的運行及停運情況，并對各運行參數實時顯示。參數越限報警與記錄：監控系統將對某些參數以及計算數據進行監視。事件順序記錄與報警：當電站發生事故造成斷路器跳閘、重合閘動作等情況時，監控系統立即以中斷方式響應，并自動顯示、記錄和打印事故名稱及時間、相關設備的動作情況以及自動推出相關畫面，作事故原因分析及提示處理的方法。故障狀態顯示記彖:監控系統定時掃描和監測各故障狀態信號，一旦發生狀態變化將在CRT上即時顯示出來，同時記錄故障及其發生的時間，并用語音報警。事故追憶及相關金記錄：當電站發生事故時，需對事故發生前后的某些重要參數及相關量進行追憶記彖，以供運行人員事后分析.過程監視：包括機組現地控制單元

9、的過程監視、開關站及公用設備現地控制單元的過程監視和現地控制單元異常監視等.2.23控制與調節系統的控制與調節包含以下內容：控制與調節的對象:#2機組及其輔助設備和線路等.控制與調節方式：包括遠方控制方式和現地控制方式。遠方控制方式能完成自動開停機、自動準同期并網、增減負荷、調節頻率和電壓、給定負荷或負荷曲線、給定發電機出口電壓、給定系統頻率等。現地控制方式完成自動開停機、自動準同期并網、工況轉換、負荷調整等操作自動發電控制(AGC)和自動電壓控制(AVC)現地控制單元層控制方式，當監控系統切換到現地控制時，電站的設備可通過現地控制單元的人機接口部件進行手動操作控制。機組現地控制單元（LCU1

10、、LCU2）設有控制權切換開關，當開關置于“遠方”時，機組受控于主控制層；置于“現地”時，由運行人員通過人機接口部件對機組進行控制，控制方式按“全自動方式”進行，各操作完成后，現地控制單元均有返回信息。機組現地控制單元的控制和調節內容有：（但不限于此） 接受來自主控制層的控制調節命令： 自動完成機組的工況轉換； 機組開、停機操作； 機組緊急停機和事故停機操作； 機組有功、無功調節； 自動停機方式：發電至正常停機、發電至事故停機、發電至事故緊急停機;根據事故緊急程度分別作用到不同的自動停機程序。反映主設備的繼電保護信號，除作用于事故停機外，還直接作用于斷路器和滅磁開關的跳閘回路。 機組同期并網方

11、式：自動準同期、手動準同期； 其它功能.公用設備現地控制單元LCU3各設有控制權切換開關。當開關置于“遠方”時，開關站及公用設備受控于主控制層；置于“現地”時，曲運行人員通過人機接口或控制開關等部件對開關站及公用設備進行控制，控制方式按“全自動方式”進行，各操作完成后，現地控制單元均有返回信息。開關站及公用設備現地控制單元的控制和調節內容有：（但不限于此） 對線路斷路器和主變壓器斷路器的分合閘操作； 接受來自主控制層的控制調節命令； 根據集水井水位信號自動控制排水泵的工作； 根據壓縮空氣系統壓力信號自動控制空壓機的工作： 根據廠用電備用電源自投功能，在廠用電工作電源失電或故障時，自動投入廠用電

12、備用電源：一旦廠用電工作電源恢復，能自動切回工作電源供電；©將直流系統發生的故障報警信號送至上位機： 將上、下游水位信號送至上位機； 其它功能。人機界面，在線顯示實時圖形，使運行人員對全廠生產過程進行安全監視，并通過主控制站計算機功能鍵盤或現地控制單元控制面板，運行人員可以在線調整畫面，顯示數據和狀態，投退測點，修改參數，控制操作等。監控系統根據工作人員職權不同，設置不同的操作權限。畫面顯示是計算機監控系統的主要功能。畫面調用將允許以自動及召喚方式實現。自動方式指當有事故發生時或進行某些操作時有關畫面的口動推出。召喚方式指操作某些功能鍵或以菜單方式調出所需畫面。畫面種類包括單線圖、電

13、站剖面圖、棒形圖、曲線、表格等.要求畫面顯示清晰穩定，畫面結構合理，刷新速度快且操作簡單。數據通訊，包括監控系統與調度中心的通訊和監控系統內部主機與各現地控制單元的數據通訊何.2.3系統配置23.1現地控制單元配現地控制單元由2套機組設備控制單元LCULLCU2和1套公用設備控制單元LCU3組成.每套LCU設2面控制機柜。現地控制單元釆用高性能的可編程控制器.各笊元均由一體化工控機.PLC和電量交流采樣裝置等組成。PLC完成生產過程的順序控制、監視、調節功能并帶有人機接口，完成數據的采集及數據預處理功能，直接與相應的保護裝置通訊，完成啟/停或分/合閘控制操作。在與主控站工控機脫離聯系時，能通過

14、一體化工控機或操作元件進行獨立操作問。23.2監控系統軟件配操作系統：操作系統選用WindowsNT.WindowsNT是一個網絡化、安全且可變的操作系統，支持NovellNetwate和BanyanVines網絡的兼容，虛擬32位線性內存管理，支持多線程/多處理器，搶占式的多任務調，支持對等控制網絡方式，支持PRC的機制，文件系統管理保密性好的監控系統軟件：為實現全廠計算機自動監控功能，本系統備有數擁采集與處理軟件、實時數據庫管理軟件、基本應用軟件、人機聯系軟件、歷史數據軟件、LCI主要軟件、雙機切換軟件和系統實時時鐘管理軟件等。 系統應用軟件：包括廠內經濟運行軟件、自動發電軟件、自動電壓控制軟件、開停機過程監控軟件、廠用電監控軟件、電站公用設備監控