水電站監(jiān)控系統(tǒng)概述

時間： 來源：哈爾濱國瑞電氣有限公司

　　水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)通常分成兩大部分，一是用于全廠范圍設備控制的部分，稱為廠級監(jiān)控系統(tǒng)(也稱為上位機系統(tǒng))，另一部分是水輪發(fā)電機層的控制部分，稱為現(xiàn)地控制系統(tǒng)(也稱為下位機控制系統(tǒng))。

　　水力發(fā)電廠的電廠級監(jiān)控系統(tǒng)的目的是要實現(xiàn)集中控制或遠方控制。對于前者來說，是要將檢測到的數(shù)據(jù)集中起來進行分析處理，然后再由中控室控制臺發(fā)出相應的控制命令。而后者主要是將數(shù)據(jù)發(fā)給調度所(梯調或地區(qū)調度所)，并接收和執(zhí)行調度所的命令。

　　電廠級的監(jiān)控設備一般布置在水電廠的控制室和計算機機房，為了完成上述功能，按照常規(guī)的配置方式，電廠級監(jiān)控層的設備有控制臺、模擬屏、光字牌、音響信號器及遠動設備等。在采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)后，其總體配置則由操作員工作站、通信工作站、廠級工作站、工程師工作站以及語音處理機、通道切換裝置、打印機等構成，各種工作站的作用如下。

　　(1)操作員工作站。操作員工作站常被稱為控制臺，是全廠集中監(jiān)視和控制的中心和人機接1：3，用來實現(xiàn)水電廠的實時圖形顯示、各種事件的發(fā)布、各種報表顯示、報警和復歸的顯示、系統(tǒng)自診斷信息的顯示、操作員操作權限的登錄及其管理、設備的控制操作、系統(tǒng)配置等各種操作處理。操作員工作站的顯示器、標準鍵盤和功能鍵盤一般布置在電廠中控室的控制臺上，而主機放置在計算機房。

　　(2)通信工作站。通信工作站主要是用來與外部系統(tǒng)進行通信。如在大范圍內可用于與網調、省調、梯調進行通信，在小范圍內也可用來與水情測報系統(tǒng)、航運過壩系統(tǒng)、閘門啟閉系統(tǒng)以及電廠管理信息系統(tǒng)等進行通信。在該水電廠與外部聯(lián)系較少時，可與其他工作站合并來完成通信功能，而不單獨設置通信工作站。

　　(3)工程師工作站。工程師工作站除具有程序開發(fā)、調試以及培訓仿真等功能外，并兼有操作員工作站全部功能，是水電廠進行設備維護、程序改進的重要工具。

　　(4)廠級工作站。廠級工作站主要用來完成一些后臺工作，或計筍量較大的工作，如自動發(fā)電控制(AGC)、自動電壓控制(AVC)、歷史數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理、人工智能、專家系統(tǒng)等有關功能等。有時可替代通信工作站來完成與外部系統(tǒng)的通信功能以及打印制表等。

　　此外，也可根據(jù)實際情況單獨設置培訓工作站、歷史數(shù)據(jù)站、打印作站等。上述這些工作站各構成一個節(jié)點，常由符合IEEE802.3規(guī)約的以太網連接，傳輸介質可選用同軸電纜或光纜。

　　上位機的冗余方式也有其特點，一般采用全冗余的方式，廠級計算機、操作員工作站、通信服務器等都是采用全冗余的方式。另外有些水電廠的操作員工作站還有采用三重冗余方式的，如加拿大CAE公司為古里水電廠提供的監(jiān)控系統(tǒng)，甚至還采用了操作員工作站和監(jiān)視員工作站冗余的方式，但新系統(tǒng)中應用極少，國內研制的計算機監(jiān)控系統(tǒng)一般只采用雙重冗余方式。

　　上位機系統(tǒng)采用網絡通信也是一種常用的方式，其中采用總線方式的為多，也有一些采用環(huán)形網絡和星形網絡的。其頻率為l0Mbps或l00Mbps的以太網用得較普遍，1000Mbps的網絡目前已有個別電站試用過。采用冗余以太網時，按現(xiàn)在的工作方法，兩個網絡不分主用網絡與備用網絡，而是處于同等地位并行工作的，也就是說對于通過網絡發(fā)送的數(shù)據(jù)可以由1號網絡傳輸，也可以由2號網絡傳輸。但具體對每一個發(fā)送請求使用哪個網絡，則由客戶進程根據(jù)網絡的健康狀況和忙閑程度自動選擇其中的一個網絡將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。這樣可以充分發(fā)揮網絡的通信能力。

　　為了提高系統(tǒng)性能，上位機有時選用服務器的配置方式，如在福建水口和湖北葛洲壩水電廠，其電廠級計算機、歷史數(shù)據(jù)站、通信站、Web站點等都采用服務器來實現(xiàn)。采用服務器的目的是提高系統(tǒng)可靠性，增大系統(tǒng)容量。由于服務器的綜合處理能力強，整個系統(tǒng)吞吐量也大。服務器的高可靠性主要是由于采用了磁盤陳列技術而得到的。采用磁盤陳列后能實現(xiàn)自動容錯功能，還能實現(xiàn)磁盤陳列數(shù)據(jù)的檢驗和恢復。所謂集群(C1uster)是指包含2臺以上的有共享數(shù)據(jù)存儲空間的服務器，當一臺服務器發(fā)生故障時，它所運行的應用程序將由其他服務器自動接管。提高了系統(tǒng)的可靠性、可擴充性和抗災難性能，并允許商用數(shù)據(jù)庫公司如Oracle等在此基礎上實現(xiàn)完善的冗余軟件開發(fā)，實現(xiàn)真正意義上的熱備用。此外磁盤陳列還能實現(xiàn)熱插拔，有利于快速維修和設備恢復。采用服務器的主要問題是價格高，是使用工作站價格的若干倍。