水电厂自动化发展趋势的技术措施探讨

1.前言随着水电厂“无人值班”（少人值守）和状态检修工作的不竭深进展开，对水电厂的生产运行和治理提出了更高的要求；以“厂网分隔、竞价上网”为根蒂根基的电力体系体例的改造也对水电厂自动化技术提出了新的要求。计较机技术、信息技术、网络技术的飞速成长，给水电厂自动化系统不管在结构上仍是在功能上，都提供了一个广漠的成长舞台。水电厂自动化也必需顺应新的形势需要，成长成为一个集计较机、控制、通讯、网络、电力电子为一体的综合系统，具有完整的硬件结构，开放的软件平台和壮大的运用系统。不仅可以完成对单个电厂，还要进一步实现对梯级、流域、甚至跨流域的水电厂群的经济运行和平安监控。本文就水电厂自动化系统方面作几点探讨。2．系统结构　　2.1　硬件结构今朝水电厂监控系统的结构基本上以面向网络为根蒂根基，系统级装备年夜多采用以太网Ethernet或光纤环网FDDI等通用网络装备毗连高性能的微机、工作站、服务器，在被控装备现场则较多地采用PLC或智能现地控制单元，再经由过程现场总线与根蒂根基层的智能I/O装备、智能仪表、远程I/O等相毗连组成现地控制子系统，与厂级系统连系形成整个控制系统。随着平安生产、经济治理、电力市场等功能的扩大，对计较机系统的能力也提出了更高的要求，在系统级装备中64位的工作站、服务器的选用已经是尽年夜大都系统的必然选择。高速交换式以太网技术的成长克服了以往低速以太网在实时运用上的不足，其更具开放性的尺度，众多生产厂商的支持，使其不管是在装备的选购，产物的更换、产物的价格、硬软件的可移植性等诸多方面都比FDDI等其它网络产物有着较着的甚至是没法替换的势。对于现地控制单元，智能控制器加上现场总线技术应是一个很好的成长趋向，凭据IEC尺度及现场总线基金会的界说：现场总线是毗连智能装备和自动化系统的数字式双向传输、多分枝结构的通讯网络。它具有以下技术特点：·系统开放性；·互可操作性与可用性；·现场装备的智能化与功能自治性；·系统结构的高度涣散性；·对现场情况的顺应性。机组容变年夜、控制信息增多，控制使命功能增加，控制负荷加重、网络通讯故障城市造成现地控制单元控制能力的下降。针对水电厂被控制对象涣散的特点采用现场总线将涣散在现场的智能仪表、智能I/O、智能执行机构、智能变送器、智能控制器毗连成一体。正好体现了涣散控制的特点，提高了系统的自治性和靠得住性，节省了年夜旌旗灯号电缆和控制电缆。是以，使用现场总线网络比力顺应散布式、开放式的成长趋向。固然，现场总线控制系统主要是要有涣散在被控对象现场的智能传感器、智能仪表、智能执行机构的支持，而今朝在水电厂中这些元件仍是年夜的旧式的装备。只能慢慢过度，后取代旧式的数字/模拟夹杂装备和技术，形玉成新的全数字式系统。2.2软件系统平台2.2.1支持软件平台和运用软件包向通用化、规范化成长为顺应开放化、尺度化、网络化、高速化和易用化的成长技术，计较机监控系统中的软件支持平台和运用软件包趋向于通用化、开放化、规范化。从电力行高靠得住性的要求动身，在年夜中型水电厂监控系统中的UNIX操作系统获得普遍的运用，中小型的水电厂因较多采用PC构架的计较机，所以较多地采用Windows操作系统。在数据库方面由于商用数据库电力生产控制的实时性要求还难以充实知足，是以今朝较为普遍采用的用实时数据库和商用历史数据库相连系的形式还会继续存在。由于部门数据库的用性带来了数据变换的未便，在现今电力行推动信息化，数字化建设的年夜布景下它的不顺应性就凸现出来，较好的法子是遵循统一的尺度接口规范，使年夜家可在统一的“数字总线”上便捷地进行数据交换。2.2.2Web、Java等新技术的运用Web、面向对象的Java等新技术将越来越多地引进计较机监控系统。如在年夜中型电厂用高性能的UNIX工作站或服务器作为全系统的主控机和数据服务器，而用PC机作为操作员站，由Java一次编译，多处运行的特征，加上Internet/Intranet，Web技术的支持，不仅可轻松地在操作员站，主处置器等监控系统内的节点获得一样的人机界面，更可在厂长，总工办公室、生技科等厂内PC联网的地方直接阅读到一样的界面，甚至于在任何地址经电话接进后也能够阅读到一样的界面（为保证平安需增加需要的平安措施）。2.2.3功能壮大的组态工具用户无需对操作系统饬令深进领会，也不需要复杂的编程技巧，非论是在UNIX系统上仍是在Windows系统上，都可经由过程组态界面十分利便地完成：·数据库测点界说·对象界说·现地控制单元的各类模件界说·处置算法界说·通讯端口·通讯协义的界说顺序控制流程生成、检测、加载等各类功能的运用界说和维护，很多功能只需点击鼠标进行选择，既快捷利便，又避免了使用编纂法式难免发生的输进毛病，真正体现主系统服务的面向对象、靠得住、开放、友好、可扩大和透明化。3.壮大的运用系统计较机技术成长到今天，其性能越来越高，而其价格却越来越低，其运用也就越来越普遍。随着无人值班工作向纵深的成长，也向计较机监控系统不管是系统结构上，仍是功能上都提出了进一步的要求，现就几个方面说明以下：　3.1历史数据库系统历史数据库系统现实上是监控系统的一个组成部门，只是将原来监控系统中需要历史保留的数据、事务和相关信息进行分门别类的寄存在商用数据库中，供需要时进行查询、打印或备份。历史数据库系统以零丁的计较机来实现，具有美观的人机界面，利便的操作方式和丰硕多彩显示形式。这样的设置装备摆设既减轻了监控系统的负担，减化了监控系统的软件复杂性，增加了监控系统的实时性，还能经由过程尺度数据库接口SQL、ODBC、JDBC等与其他系统互连，如MIS系统。3.2效率监测系统水轮机效率的实时监测对电站的经济运行有着重要的作用。水轮机的在线监测既可用于水电厂机组在安装完工或年夜修竣事后的现场验收实验，以便检查设计、制造、安装和检修是否知足要求，又能经由过程对机组运行性能进行持久接连监测，提供在分歧的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为肯定电厂经济运行中的开机台数和负荷化分配和机组的状态检修等提供参考。是以水轮机效率在线监测一直是实现电厂经济技术指标考核和经济运行的一个重年夜科技攻关课题。随着计较机、通讯、信息、测控等一系列新技术的迅速成长和在电厂的运用，给效率在线监测项目的开发提供了成熟的技术根蒂根基。当前，以厂网分隔为根蒂根基的电力体系体例改造方案已出台，电力市场竞价上网亦将成为必然的成长趋向，是以，在保证平安运行，知足电力系统要求的根蒂根基上，不竭提高水资本哄骗率，装备可用率，削减运行和维护费用，已成为每一个电厂迫切需要展开工作，以提高自身竞争力面向市场的重要方针。3.3状态检修系统这是水电厂的一个热门课题，装备状态检修和装备运行寿命评估，既是装备检修工作成长的必然趋向也是一项技术性很强的系统工程。状态检修主要哄骗现代化进步前辈的检测装备和分析技术对水电厂主装备的某些要害部位的参，如：机组的振动和摆度，发机电尽缘，发机电空气隙，尾水管真空及压力脉动，定子局部放电，变压器尽缘等数据进行在线实时收集、监视，经过纠合了现场堆集的运行、检修、实验资料和家经验的智能（家）系统，综合分析其运行纪律，并猜想装备可能存在的隐患，尽早发现装备所存在的缺陷和故障，对运行装备有针对性的维护。在实施中，它可作为一个相对自力的系统，但今朝国内年夜大都水电厂都有了较完善的计较机监控系统，集聚了年夜监测装备，从节省投资与现实运用的角度来看，状态检修系统与监控系统之间有年夜的数据需要同享，在斟酌状态检修系统时应与已建成的监控系统作统筹斟酌，使两者有机地连系起来，既可省往一些重复部件的投资，又可以使运行治理人员在执行实时生产控制时，监视到生产装备的健康状态，以合理地肯定装备所承当工作负荷的年夜小。也能够由经济生产调剂软件凭据这些数据自动地斟酌一下装备的健康与工作负荷问题，使生产调剂更合理。4.竣事语凭据水电厂运行方式和检修方式的成长趋向，对水电厂自动化硬、软件系统相关方面成长进行了探讨。今朝，水电厂计较机监控系统技术已比力成熟，在年夜中型水电厂和新建电厂中都已成功运用。文中说起的系统都是同计较机监控系统紧密亲密相关的。它们可设置装备摆设成相对自力的系统，经由过程高速网络与计较机监控系统进行数据交换。也可设置装备摆设成计较机监控系统的子系统。这样的计较机监控系统似乎应称之为水电厂生产综合治理系统。它提供了水电厂从根蒂根基的数据收集和装备控制直到面向电力市场的经济运行决议计划的一整套完善服务功能，使电力生产的现代治理更上一个新台阶。参考文献[1]王强、韩颜祥电力系统厂站及调剂自动化综述，电力系统自动化2000年第24期[2]顾景芳、方辉钦、周志清等我国水电厂自动化辉煌绩回首及新世纪展看，水电自动化与年夜坝观测　2002年第1期