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【摘 要】在水电厂自动化领域，电气智能化、自动化发展力度越来越深入，特别是在各种智能化开关、充电式互感器趋于普及的新时期，水电厂自动化发展已成为数字技术应用的主要产业，也是数字技术迈进的新阶段。本文从水电厂自动化概念与构成入手，简单的探讨了其未来发展趋势。
【关键词】水电厂；自动化；发展趋势；智能化；数字化
我国水电厂自动化技术经过几十年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造工程中已经逐步实现了无人值班管理的工作模式，为电力事业的更进一步发展做出了积极贡献。随着水电厂无人值班和状态检修工作力度的不断深入，水电厂生产与管理要求越来越高，这就给水电厂自动化技术的利用打下了坚实的理论基础。
1.水电厂自动化技术概述
我国水电厂自动化技术的应用有效的提高了设备运行的自动化水平，大大提高了电网建设的自动化，增强了输电网与电网调度的可行性、科学性和稳定性，降低了水电厂建设的总体造价，这已成为未来我国电网建设不可逆的趋势。然而技术的发展是永无止境的，随着智能化开关、光电技术、电业电压互感器和以此设备运行的开展，水电厂自动化技术的研究越来越深入，深受业界的重视和关注。
1.1智能化一次设备
一次设备在运行的过程中，被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路均采用了微机控制处理器和光电技术进行设计，这种设计方法在应用中同原来的技术方法相比差异很大，其数字控制器的应用取代了传统的网络和导线连接方式，使得逻辑回路被可编程控制器代替，常规的强电模拟信号也成为以控制电缆和光纤技术为主的现代化工作标准。
1.2网络化二次设备
水电厂内常规的二次设备包含了继电保护器、开关装置、测量装置和运动装置等，这些设备在运行的过程中对于在线监测要求十分严格，一旦出现在线监测不力的问题，必然会给设备运行状况和效果造成威胁，甚至影响到设备的工作标准。因此在网络化设备的运行中，对于二次设备的在线监测要求十分严格，需要采用科学、合理的技术标准进行控制。这里所选择的控制策略主要是以现场接口和电波方式进行信息传输，从而实现了数据的共享、常规能源装置。
1.3自动化运行管理系统
水电厂运行管理的自动化系统包含了生产运行数据的管理、状态记录数据的统计、数据信息分层、分流交换自动化系统等。同时在管理的过程中还需要根据管理标准和设备运行情况综合的统计出故障的管理策略，指出故障发生的原因，并提出相应的预防和处理意见。系统在运行的过程中，我们还需要充分的发挥系统自我管理和完善从根本上发挥出系统的自我修复和处理性能。
2.系统结构
在水电厂自动化领域中，智能电器的发展与应用至关重要，特别是智能开关、光电式互感器等机电一体化技术的應用，更是为水电厂自动化工作的开展做出了积极贡献。在水电厂自动化技术的应用中，具体的系统结构包含了硬件结构和软件结构两个方面。
2.1硬件结构
目前，水电厂自动化监控系统的应用基本上都是以网络结构为基础的，系统设备在选择中大多选择了以太网技术和光纤网络体系，这些尖端、先进的网络策略和技术设施的应用为系统自动化的应用提供了理论基础，同时也使得现场管理和控制技术得到有效的发挥。随着安全生产、经济管理、电力市场功能的出现和拓展，计算机系统能力要求越来越严格，以系统设备的综合、全面、统一为指导的优化策略逐渐受到人们的重视，也成为未来服务器、现场管理设备选择的必然。在这个过程中，高速交换式以太网技术的利用有效的克服了传统数据传输低、效果差以及信息参数不安全的现象，使得整个电厂的设备价格、性能得到有效的保障。
2.2软件系统平台
2.2.1支持软件平台和应用软件包向通用化、规范化发展
为适应开放化、标准化、网络化、高速化和易用化的发展技术，计算机监控系统中的软件支持平台和应用软件包趋向于通用化、开放化、规范化。从电力行业高可靠性的要求出发，在大中型水电厂监控系统中的UNIX操作系统得到广泛的应用，中小型的水电厂因较多采用PC构架的计算机，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分满足，因此目前较为广泛采用的专用实时数据库和商用历史数据库相结合的形式还会继续存在。
2.2.2 Web、Java等新技术的应用
Web、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。如在大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，多处运行的特性，加上Internet/Intranet，Web技术的支持，不仅可轻松地在操作员站。
3.强大的应用系统
3.1历史数据库系统
历史数据库系统实际上是监控系统的一个组成部分，只是将原来监控系统中需要历史保存的数据、事件和相关信息进行分门别类的存放在商用数据库中，供需要时进行查询、打印或备份。历史数据库系统以单独的计算机来实现，具有美观的人机界面，方便的操作方式和丰富多彩显示形式。
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竣工或大修结束后的现场验收试验，以便检查设计、制造、安装和检修质量是否满足要求，又能通过对机组运行性能进行长期连续监测，提供在不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为确定电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配以及机组的状态检修等提供参考。
3.3状态检修系统
这是水电厂的一个热门课题，设备状态检修和设备运行寿命评估，既是设备检修工作发展的必然趋势也是一项技术性很强的系统工程。状态检修主要利用现代化先进的检测设备和分析技术对水电厂主设备的某些关键部位的参量。
4.结束语
根据水电厂运行方式和检修方式的发展趋势，对水电厂自动化硬、软件系统相关方面发展进行了探讨。目前，水电厂计算机监控系统技术已比较成熟，在大中型水电厂和新建电厂中都已成功应用。文中提及的系统都是同计算机监控系统密切相关的。它们可配置成相对独立的系统，通过高速网络与计算机监控系统进行数据交换。也可配置成计算机监控系统的子系统。这样的计算机监控系统似乎应称之为水电厂生产综合管理系统。它提供了水电厂从最基础的数据采集和设备控制直到面向电力市场的经济运行决策的一整套完善服务功能，使电力生产的现代管理更上一个新台阶。
【参考文献】
[1]王强，韩颜祥.电力系统厂站及调度自动化综述，电力系统自动化，2000（24）.
[2]顾景芳，方辉钦，周志清等.我国水电厂自动化辉煌业绩回顾及新世纪展望，水电自动化与大坝观测，2002（1）.
[3]王德宽，张毅，刘晓波，何飞跃，余江城，段振国.智能水电厂自动化系统总体构想[J].水电自动化与大坝监测，2011（01）.
【关键词】水电厂；自动化；发展趋势；智能化；数字化
我国水电厂自动化技术经过几十年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造工程中已经逐步实现了无人值班管理的工作模式，为电力事业的更进一步发展做出了积极贡献。随着水电厂无人值班和状态检修工作力度的不断深入，水电厂生产与管理要求越来越高，这就给水电厂自动化技术的利用打下了坚实的理论基础。
1.水电厂自动化技术概述
我国水电厂自动化技术的应用有效的提高了设备运行的自动化水平，大大提高了电网建设的自动化，增强了输电网与电网调度的可行性、科学性和稳定性，降低了水电厂建设的总体造价，这已成为未来我国电网建设不可逆的趋势。然而技术的发展是永无止境的，随着智能化开关、光电技术、电业电压互感器和以此设备运行的开展，水电厂自动化技术的研究越来越深入，深受业界的重视和关注。
1.1智能化一次设备
一次设备在运行的过程中，被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路均采用了微机控制处理器和光电技术进行设计，这种设计方法在应用中同原来的技术方法相比差异很大，其数字控制器的应用取代了传统的网络和导线连接方式，使得逻辑回路被可编程控制器代替，常规的强电模拟信号也成为以控制电缆和光纤技术为主的现代化工作标准。
1.2网络化二次设备
水电厂内常规的二次设备包含了继电保护器、开关装置、测量装置和运动装置等，这些设备在运行的过程中对于在线监测要求十分严格，一旦出现在线监测不力的问题，必然会给设备运行状况和效果造成威胁，甚至影响到设备的工作标准。因此在网络化设备的运行中，对于二次设备的在线监测要求十分严格，需要采用科学、合理的技术标准进行控制。这里所选择的控制策略主要是以现场接口和电波方式进行信息传输，从而实现了数据的共享、常规能源装置。
1.3自动化运行管理系统
水电厂运行管理的自动化系统包含了生产运行数据的管理、状态记录数据的统计、数据信息分层、分流交换自动化系统等。同时在管理的过程中还需要根据管理标准和设备运行情况综合的统计出故障的管理策略，指出故障发生的原因，并提出相应的预防和处理意见。系统在运行的过程中，我们还需要充分的发挥系统自我管理和完善从根本上发挥出系统的自我修复和处理性能。
2.系统结构
在水电厂自动化领域中，智能电器的发展与应用至关重要，特别是智能开关、光电式互感器等机电一体化技术的應用，更是为水电厂自动化工作的开展做出了积极贡献。在水电厂自动化技术的应用中，具体的系统结构包含了硬件结构和软件结构两个方面。
2.1硬件结构
目前，水电厂自动化监控系统的应用基本上都是以网络结构为基础的，系统设备在选择中大多选择了以太网技术和光纤网络体系，这些尖端、先进的网络策略和技术设施的应用为系统自动化的应用提供了理论基础，同时也使得现场管理和控制技术得到有效的发挥。随着安全生产、经济管理、电力市场功能的出现和拓展，计算机系统能力要求越来越严格，以系统设备的综合、全面、统一为指导的优化策略逐渐受到人们的重视，也成为未来服务器、现场管理设备选择的必然。在这个过程中，高速交换式以太网技术的利用有效的克服了传统数据传输低、效果差以及信息参数不安全的现象，使得整个电厂的设备价格、性能得到有效的保障。
2.2软件系统平台
2.2.1支持软件平台和应用软件包向通用化、规范化发展
为适应开放化、标准化、网络化、高速化和易用化的发展技术，计算机监控系统中的软件支持平台和应用软件包趋向于通用化、开放化、规范化。从电力行业高可靠性的要求出发，在大中型水电厂监控系统中的UNIX操作系统得到广泛的应用，中小型的水电厂因较多采用PC构架的计算机，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分满足，因此目前较为广泛采用的专用实时数据库和商用历史数据库相结合的形式还会继续存在。
2.2.2 Web、Java等新技术的应用
Web、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。如在大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，多处运行的特性，加上Internet/Intranet，Web技术的支持，不仅可轻松地在操作员站。
3.强大的应用系统
3.1历史数据库系统
历史数据库系统实际上是监控系统的一个组成部分，只是将原来监控系统中需要历史保存的数据、事件和相关信息进行分门别类的存放在商用数据库中，供需要时进行查询、打印或备份。历史数据库系统以单独的计算机来实现，具有美观的人机界面，方便的操作方式和丰富多彩显示形式。
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竣工或大修结束后的现场验收试验，以便检查设计、制造、安装和检修质量是否满足要求，又能通过对机组运行性能进行长期连续监测，提供在不同的水流和工况条件下水轮机性能的实时数据，为确定电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配以及机组的状态检修等提供参考。
3.3状态检修系统
这是水电厂的一个热门课题，设备状态检修和设备运行寿命评估，既是设备检修工作发展的必然趋势也是一项技术性很强的系统工程。状态检修主要利用现代化先进的检测设备和分析技术对水电厂主设备的某些关键部位的参量。
4.结束语
根据水电厂运行方式和检修方式的发展趋势，对水电厂自动化硬、软件系统相关方面发展进行了探讨。目前，水电厂计算机监控系统技术已比较成熟，在大中型水电厂和新建电厂中都已成功应用。文中提及的系统都是同计算机监控系统密切相关的。它们可配置成相对独立的系统，通过高速网络与计算机监控系统进行数据交换。也可配置成计算机监控系统的子系统。这样的计算机监控系统似乎应称之为水电厂生产综合管理系统。它提供了水电厂从最基础的数据采集和设备控制直到面向电力市场的经济运行决策的一整套完善服务功能，使电力生产的现代管理更上一个新台阶。
【参考文献】
[1]王强，韩颜祥.电力系统厂站及调度自动化综述，电力系统自动化，2000（24）.
[2]顾景芳，方辉钦，周志清等.我国水电厂自动化辉煌业绩回顾及新世纪展望，水电自动化与大坝观测，2002（1）.
[3]王德宽，张毅，刘晓波，何飞跃，余江城，段振国.智能水电厂自动化系统总体构想[J].水电自动化与大坝监测，2011（01）.