水電站監控系統概述

時間： 來源：哈爾濱國瑞電氣有限公司

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

　　水力發電廠的電廠級監控系統的目的是要實現集中控制或遠方控制。對于前者來說，是要將檢測到的數據集中起來進行分析處理，然后再由中控室控制臺發出相應的控制命令。而后者主要是將數據發給調度所(梯調或地區調度所)，并接收和執行調度所的命令。

　　電廠級的監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，按照常規的配置方式，電廠級監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。在采用計算機監控系統后，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，是全廠集中監視和控制的中心和人機接1：3，用來實現水電廠的實時圖形顯示、各種事件的發布、各種報表顯示、報警和復歸的顯示、系統自診斷信息的顯示、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、航運過壩系統、閘門啟閉系統以及電廠管理信息系統等進行通信。在該水電廠與外部聯系較少時，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、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，如自動發電控制(AGC)、自動電壓控制(AVC)、歷史數據庫、數據統計處理、人工智能、專家系統等有關功能等。有時可替代通信工作站來完成與外部系統的通信功能以及打印制表等。

　　此外，也可根據實際情況單獨設置培訓工作站、歷史數據站、打印作站等。上述這些工作站各構成一個節點，常由符合IEEE802.3規約的以太網連接，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控系統，甚至還采用了操作員工作站和監視員工作站冗余的方式，但新系統中應用極少，國內研制的計算機監控系統一般只采用雙重冗余方式。

　　上位機系統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送的數據可以由1號網絡傳輸，也可以由2號網絡傳輸。但具體對每一個發送請求使用哪個網絡，則由客戶進程根據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據發送出去。這樣可以充分發揮網絡的通信能力。

　　為了提高系統性能，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、歷史數據站、通信站、Web站點等都采用服務器來實現。采用服務器的目的是提高系統可靠性，增大系統容量。由于服務器的綜合處理能力強，整個系統吞吐量也大。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自動容錯功能，還能實現磁盤陳列數據的檢驗和恢復。所謂集群(C1uster)是指包含2臺以上的有共享數據存儲空間的服務器，當一臺服務器發生故障時，它所運行的應用程序將由其他服務器自動接管。提高了系統的可靠性、可擴充性和抗災難性能，并允許商用數據庫公司如Oracle等在此基礎上實現完善的冗余軟件開發，實現真正意義上的熱備用。此外磁盤陳列還能實現熱插拔，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。