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阳春市水利水电勘测设计室 529600
摘要：我国社会经济以及科学技术的不断发展进步的同时，对水电站计算机监控系统提出了更高的要求。计算机监控系统是指对整个电站所有设备进行控制、测量、监视和保护的自动控制系统。随着我国社会经济以及电力事业的飞速发展，人们对供电质量以及用电的安全可靠性也提出了更高的要求。本文主要根据水电厂计算机监控系统以及相关技术的应用进行简要的分析，并提出了水电厂计算机监控系统改造控制模式设计的方案思路。
关键词：水电站；监控系统；控制模式
一、引言
水电站计算机监控系统主要是指整个水电站的设备都是由计算机系统来进行控制、测量、监视以及保护的。计算机监控系统的应用代替了常规控制设备的监测表计，能够很好的完成对机组的开停机控制、断路器等开关设备的控制，还可以实现电站的优化运行、对电站进行自动发电控制、自动电压控制等。此外，计算机监控系统还很好的实现了电站机组、变压器、线路等多种运行设备参数的在线监视等。
二、水电厂计算机监控系统结构
计算机监控系统是指对整个电站所有设备进行控制、测量、监视和保护的自动控制系统，可以将监控信息有效转化为信号并进行合理的整理，之后再具体处理，进而实现对水电厂设备的有效监控以及科学有效的自动化调控。
水电厂计算机监控系统所面对的对象主要包含发电机组和相关的电器设备、开关站电气以及水工建筑物等。将其按类型分类为：主计算机和常规性的监控系统。
就目前看来，水电厂监控系统中采用的最为广泛的结构是双星型网络和双环网网络结构。
双星型的网络具有十分显著的优势，在完善了传统分布的网络结构的基础上，极大地加快了其反应速度，但是这种网络也具有其缺点，主要为需要布置大量的介质设备，成本相对较高，其结构如图1所示。
图1双星型监控系统网络结构
与双星型的网络相比，双环网网络具有成本低、结构清晰的优点，但其也存在缺点，如在冗余设备都没有供电时，就可能导致设备无法联网等问题出现，其结构如图2所示。
图2双环网监控系统网络结构
三、目前国内水电厂计算机监控系统存在的问题
（1）没有足够的经济支持。对于一些针对农村地区用电需求的小型水电厂而言，一般是由周边的乡村筹集资金而建成的，因此，为了适应农村居民的用电需求，水电厂的电价都会适当调低，这样的调整无意给水电厂带来了十分严重的经济负担。
（2）我国没有对水电厂给予高度的重视。
（3）水电厂所使用的设备没经过严格的审核。
（4）水电厂计算机监控功能不够全面：由于建立计算机监控系统所需的成本相对较高，但是在后期的实际应用时却没有与水电厂的实际运行相结合，而只是对相关设备的运行情况进行简单的记录和监控，因此，计算机监控系统的应用并没有真正提高水电厂的经济效益。
四、水电厂计算机监控系统改造中的控制模式
4.1、对可行度进行分析
（1）进行改造工作之前必须向上级管理部门提交水电厂全厂停运的申请，以保证工作能够顺利进行。虽然改造工作不需要高度的技术支持，但是一些水电厂为了不影响其整体运营的经济效益，通常不会选择停运来进行改造。
（2）可以根据水电厂机组和开关站等设备的总量，继而向管理部门提交单个LCU或开关站的停运申请，申请过后开始全面的改造工作，改造完成后需要进行系统性的调试，调试之后才可以继续使用，通过这种方法最终完成水电厂的整体改造。这种改造方式具有很多优势，可以在满足电网监控系统的改造需求的同时，尽量减少对水电厂正常运行的影响，此外还可以及大地减少电厂的停运时间。
（3）在对下位机部分的机组进行改造时会存在工作上的冲突，下位机改造的同时，上位机仍然处于工作状态，因此，值班员还需要使用之前的监控系统进行监测，这样导致的结果就是下位机改造过后的工作形式与上位机的管理人员的工作存在冲突，导致工作无法正常进行。
为解决这一现象，通常的做法是：在进行全面改造的工作之前，在保持既有的监控工作的基础上，为相关的管理人员其配备1～2台服务器，以便操作人员对改造完成后的下位机实施有效的监控。
（4）在进行改造工作时，如果有优先对上位机部分的工作站进行监控系统改造的需要时，要注意其差异性，由于上位机系统中各个部分工作站在性能上都存在不小的差异，因此，要根据不同部分的工作站进行差别式分析。
4.2、对控制模式进行优化设计
在对监控系统进行改造时，要注意对工作顺序的优化，要在保留原有工作站和系统的基础之上，再进行对新工作站和系统的科学配置，进而形成一个相对完整的新型的监控系统。对控制模式的优化设计主要体现在两方面：第一，升级下位机组LCU；第二，对上位机系统工作站进行逐步升级。在机组的实际工作过程中，对水电厂计算机监控系统的控制模式的优化设计时，要遵循安全有效性、冗余系统具有开放性、对重要硬件设备进行冗余配置的原则。此外，还要注意在系统中采用标准模块化的设计软件以及分布式数据库，这样做可以充分保证系统能够正常稳定的运行。监控系统控制模式的设计软件，应该具有一定的自适应的功能，以保证在系统发生故障时可以尽快做出反应。此外，监控系统应该把发电厂作为一个整体的监控对象，而不是个别的个体，还要使其尽快达到自动化无人监控的要求。在对水电厂计算机监控系统进行改造时主要包括以下几个方面：
（1）注意对监控系统的网络设备的更新：需要经常更新的网络设备主要是指监控网络主要交换机以及对相关设备进行优化升级，还包括一些铺设监控机房的双绞线和光缆等设备。
（2）对监控系统上、下位机设备进行改造：主要包括三方面，第一，对新型的监控系统安装相应的软件；第二，对主机操作系统和新型的应用软件进行安装和调试；第三，基本软件的调试以及对数据库和监控系统等方面进行整体性能的调试。
（3）对监控系统的工作站进行合理改造：改造的部分主要包括系统通
信站、工程师站以及管理人员的操作站等几个部分，其中还会涉及到相关的设备以及主机设备的调试等。
（4）对LCU进行改进，LCU改造主要包括对PLC网络通信模块的安装和调试，调试时要注意保持上、下位机保持通信稳定，还要注意对LCU控制程序进行科学合理的优化，以实现大幅度降低设备损耗的目的。除此之外，还应该铺设直流电源以及电缆线等并配备相应的直流式双供电电源。
（5）注意与管理大区进行安全隔离。在对监控系统进行改造的过程中，必须注意解决对电厂管理大区数据传输时进行安全隔离的问题。隔离的主要方式包括横向隔离、纵向加密等，所以，在向管理大区传输数据时，一定要增加正反向隔离装置以保证其安全性。
五、结束语
改造后的水电厂的计算机监控系统应该具备几点优势，主要包括良好的扩充能力，能够全面满足用户的需求进行合理的配置。除此之外，在对计算机监控系统进行结构化优化设计时，应该保证其具有全方位的开放性，进而保证监控系统的改造工作得以顺利进行。
参考文献：
[1]陈志成，马丽荣.刘家峡水电厂计算机监控系统改造模式的探讨[J].水电厂自动化.2014（04）
[2]谢赫，白方军.探讨对当前水电厂计算机监控系统改造的问题[J].科技创新导报.2013（25）
[3]李琴琴，冯志刚.水电厂计算机监控系统改造[J].水电自动化与大坝监测.2014（06）
[4]史俊杰，马红丽.水电厂计算机监控系统改造的控制模式分析与设计[J].水电站机电技术.2014（03）
摘要：我国社会经济以及科学技术的不断发展进步的同时，对水电站计算机监控系统提出了更高的要求。计算机监控系统是指对整个电站所有设备进行控制、测量、监视和保护的自动控制系统。随着我国社会经济以及电力事业的飞速发展，人们对供电质量以及用电的安全可靠性也提出了更高的要求。本文主要根据水电厂计算机监控系统以及相关技术的应用进行简要的分析，并提出了水电厂计算机监控系统改造控制模式设计的方案思路。
关键词：水电站；监控系统；控制模式
一、引言
水电站计算机监控系统主要是指整个水电站的设备都是由计算机系统来进行控制、测量、监视以及保护的。计算机监控系统的应用代替了常规控制设备的监测表计，能够很好的完成对机组的开停机控制、断路器等开关设备的控制，还可以实现电站的优化运行、对电站进行自动发电控制、自动电压控制等。此外，计算机监控系统还很好的实现了电站机组、变压器、线路等多种运行设备参数的在线监视等。
二、水电厂计算机监控系统结构
计算机监控系统是指对整个电站所有设备进行控制、测量、监视和保护的自动控制系统，可以将监控信息有效转化为信号并进行合理的整理，之后再具体处理，进而实现对水电厂设备的有效监控以及科学有效的自动化调控。
水电厂计算机监控系统所面对的对象主要包含发电机组和相关的电器设备、开关站电气以及水工建筑物等。将其按类型分类为：主计算机和常规性的监控系统。
就目前看来，水电厂监控系统中采用的最为广泛的结构是双星型网络和双环网网络结构。
双星型的网络具有十分显著的优势，在完善了传统分布的网络结构的基础上，极大地加快了其反应速度，但是这种网络也具有其缺点，主要为需要布置大量的介质设备，成本相对较高，其结构如图1所示。
图1双星型监控系统网络结构
与双星型的网络相比，双环网网络具有成本低、结构清晰的优点，但其也存在缺点，如在冗余设备都没有供电时，就可能导致设备无法联网等问题出现，其结构如图2所示。
图2双环网监控系统网络结构
三、目前国内水电厂计算机监控系统存在的问题
（1）没有足够的经济支持。对于一些针对农村地区用电需求的小型水电厂而言，一般是由周边的乡村筹集资金而建成的，因此，为了适应农村居民的用电需求，水电厂的电价都会适当调低，这样的调整无意给水电厂带来了十分严重的经济负担。
（2）我国没有对水电厂给予高度的重视。
（3）水电厂所使用的设备没经过严格的审核。
（4）水电厂计算机监控功能不够全面：由于建立计算机监控系统所需的成本相对较高，但是在后期的实际应用时却没有与水电厂的实际运行相结合，而只是对相关设备的运行情况进行简单的记录和监控，因此，计算机监控系统的应用并没有真正提高水电厂的经济效益。
四、水电厂计算机监控系统改造中的控制模式
4.1、对可行度进行分析
（1）进行改造工作之前必须向上级管理部门提交水电厂全厂停运的申请，以保证工作能够顺利进行。虽然改造工作不需要高度的技术支持，但是一些水电厂为了不影响其整体运营的经济效益，通常不会选择停运来进行改造。
（2）可以根据水电厂机组和开关站等设备的总量，继而向管理部门提交单个LCU或开关站的停运申请，申请过后开始全面的改造工作，改造完成后需要进行系统性的调试，调试之后才可以继续使用，通过这种方法最终完成水电厂的整体改造。这种改造方式具有很多优势，可以在满足电网监控系统的改造需求的同时，尽量减少对水电厂正常运行的影响，此外还可以及大地减少电厂的停运时间。
（3）在对下位机部分的机组进行改造时会存在工作上的冲突，下位机改造的同时，上位机仍然处于工作状态，因此，值班员还需要使用之前的监控系统进行监测，这样导致的结果就是下位机改造过后的工作形式与上位机的管理人员的工作存在冲突，导致工作无法正常进行。
为解决这一现象，通常的做法是：在进行全面改造的工作之前，在保持既有的监控工作的基础上，为相关的管理人员其配备1～2台服务器，以便操作人员对改造完成后的下位机实施有效的监控。
（4）在进行改造工作时，如果有优先对上位机部分的工作站进行监控系统改造的需要时，要注意其差异性，由于上位机系统中各个部分工作站在性能上都存在不小的差异，因此，要根据不同部分的工作站进行差别式分析。
4.2、对控制模式进行优化设计
在对监控系统进行改造时，要注意对工作顺序的优化，要在保留原有工作站和系统的基础之上，再进行对新工作站和系统的科学配置，进而形成一个相对完整的新型的监控系统。对控制模式的优化设计主要体现在两方面：第一，升级下位机组LCU；第二，对上位机系统工作站进行逐步升级。在机组的实际工作过程中，对水电厂计算机监控系统的控制模式的优化设计时，要遵循安全有效性、冗余系统具有开放性、对重要硬件设备进行冗余配置的原则。此外，还要注意在系统中采用标准模块化的设计软件以及分布式数据库，这样做可以充分保证系统能够正常稳定的运行。监控系统控制模式的设计软件，应该具有一定的自适应的功能，以保证在系统发生故障时可以尽快做出反应。此外，监控系统应该把发电厂作为一个整体的监控对象，而不是个别的个体，还要使其尽快达到自动化无人监控的要求。在对水电厂计算机监控系统进行改造时主要包括以下几个方面：
（1）注意对监控系统的网络设备的更新：需要经常更新的网络设备主要是指监控网络主要交换机以及对相关设备进行优化升级，还包括一些铺设监控机房的双绞线和光缆等设备。
（2）对监控系统上、下位机设备进行改造：主要包括三方面，第一，对新型的监控系统安装相应的软件；第二，对主机操作系统和新型的应用软件进行安装和调试；第三，基本软件的调试以及对数据库和监控系统等方面进行整体性能的调试。
（3）对监控系统的工作站进行合理改造：改造的部分主要包括系统通
信站、工程师站以及管理人员的操作站等几个部分，其中还会涉及到相关的设备以及主机设备的调试等。
（4）对LCU进行改进，LCU改造主要包括对PLC网络通信模块的安装和调试，调试时要注意保持上、下位机保持通信稳定，还要注意对LCU控制程序进行科学合理的优化，以实现大幅度降低设备损耗的目的。除此之外，还应该铺设直流电源以及电缆线等并配备相应的直流式双供电电源。
（5）注意与管理大区进行安全隔离。在对监控系统进行改造的过程中，必须注意解决对电厂管理大区数据传输时进行安全隔离的问题。隔离的主要方式包括横向隔离、纵向加密等，所以，在向管理大区传输数据时，一定要增加正反向隔离装置以保证其安全性。
五、结束语
改造后的水电厂的计算机监控系统应该具备几点优势，主要包括良好的扩充能力，能够全面满足用户的需求进行合理的配置。除此之外，在对计算机监控系统进行结构化优化设计时，应该保证其具有全方位的开放性，进而保证监控系统的改造工作得以顺利进行。
参考文献：
[1]陈志成，马丽荣.刘家峡水电厂计算机监控系统改造模式的探讨[J].水电厂自动化.2014（04）
[2]谢赫，白方军.探讨对当前水电厂计算机监控系统改造的问题[J].科技创新导报.2013（25）
[3]李琴琴，冯志刚.水电厂计算机监控系统改造[J].水电自动化与大坝监测.2014（06）
[4]史俊杰，马红丽.水电厂计算机监控系统改造的控制模式分析与设计[J].水电站机电技术.2014（03）