流域梯级水电厂集控中心监控系统的建设

王晓　樊建军

摘 要：文章以流域梯级水电厂作为研究对象，首先列举了集控中心监控系统具有的特点，然后通过理论与实际相结合的方式，从系统结构和系统功能两个方面，分别展开了较为系统并且全面的论述，希望文中讨论的内容可以在某些方面给相关人员以启发，为集控中心监控系统的建设提供帮助。

关键词：流域梯级水电厂；集控中心；监控系统

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0162-02

随着市场经济的发展，无论是工业、农业还是其他行业，对电能具有的需求均有所上升，发电厂面临着全新的挑战。作为我国诸多发电机构中具有代表性的机构，水电厂不仅需要为所对应地区提供安全、稳定的电能，还需要对流域水资源的利用情况进行实时监控。具有整合水电站群、监控、调度及优化水电站配置等功能的集控中心监控系统的重要性自然不言而喻。

1 水电厂集控中心监控系统的特点

其一，水电成所应用的集控中心监控系统的结构应当为开放结构，无论是服务器、工程师的工作站还是操作员的工作站，都应当对UNIX系统加以应用。除此之外，上文所提及的系统均直接接入网络，这样做的目的是保证系统所具有资源共享能力、通讯速度以及可靠性的提升；其二，接入网络的任何设备，都应当具备符合自身特点的功能，在保证功能分布的基础上，以网络为依托，实现各节点间信息的实时交换，这样做不仅可以在很大程度上限制设备故障所产生影响的范围，还能够为功能扩充提供便利；其三，无论是开放式的结构还是冗余的设计，都间接的增强了集控中心监控系统所具有的可靠性和实用性，与其他系统相比，该系统具有较高的性能价格比。

2 水电厂集控中心监控系统的建设

2.1 系统主要构成

如果想要保证即使在无人值班的前提下，各发电站仍旧能够正常运转，完成相应的工作，集控中心监控系统需要具备实用、安全、稳定等特点，除此之外，提高技术所具有的先进水平也是很有必要的，只有这样，才能将集控中心监控系统在远程控制方面具有的作用进行最大化发挥[1]。在对应用于水电厂的集控中心监控系统进行设计时，设计人员必须保证该系统结构满足以下几点要求：

其一，开放式结构。通过调查可以发现，现阶段，我国各地区在对流域梯级发电站群进行建设时应用的形式主要是分期建设，因此，在对集控中心进行建设时，也应当参考发电站群的建设形式，选择滚动式建设。另外，在科学技术发展速度极快的当今社会，软件更新速度逐渐提升，应用在集控中心监控系统中的软件也是如此，这就要求设计人员在安装软件和硬件的过程中，应当将结构化、模块化的模式作为首选，这样做的目的是为后续系统建设工作的开展提供便利，扩大系统规模时，也不会出现不必要的麻烦；其二，分布式结构。集控中心监控系统的建设工作，需要以不同网络节点机所构成的系统网为基础，因此，只有选择分布式结构，才能保证某个节点机即使出现故障，也只能够影响其所对应的管理区域，流域梯级发电站群的整体系统并不会受到相应的影響，无论是稳定性还是安全性都会得到明显的提升；其三，在靠近广域网的一侧，应当设置通信服务器专用的网段，以此来实现对监控系统所对应内网段进行有效隔离的目标。以网络为基础所衍生出的监测系统，则应当被设置在系统边界处广域网的侧网段之上，用以对数据网边界流量进行实时监测。纵向加密的认证装置则需要被部署在数据网和接入交换机之间，该装置的作用主要是为监控系统的稳定、安全提供保障；其四，由于以太网技术正处于快速发展之中，因此，在对集控中心监控系统的内网进行设置时，设计人员应当保证所应用以太网具备结构清晰、组网简单等要求，对主要功能节点而言，双机冗余模式的应用是很有必要的，实践结果表明，这样做不仅能够提升该系统具有的稳定性，还可以为后续操作及维护工作的开展提供便利。

2.2 系统功能构成

通过分析可以发现，如果想要保证针对不同流域水电厂所开展的远程监控工作能够取得应有的效果，在建设集控中心监控系统对应的网络节点时，设计人员需要对通讯网络、服务器、操作站等部分的建设引起重视。水电厂所应用的集控中心监控系统，应当以双局域网为基础，只有这样才能保证各节点机都能够分担相应的功能，数据也可以得到分散的保存，还可以保证不同节点机系统地位平等且独立，在后续对系统进行扩充的过程中，原系统不会受到不利影响[2]。除此之外，该监控系统需要具备的功能还包括数据发布、培训站等，下面就以此为核心，结合水电厂的实际需求展开论述。

2.2.1 数据的发布

数据发布是监控系统必须具备的功能之一，这一要求的提出，是因为只有通过数据发布功能，才能够实现将不同节点机数据进行实时交换与统计的目标。该功能的原理是以两台或以下的冗余接口服务器为依托，将各节点机的数据通过Web进行实时发布，安全系统的存在而保证了数据在交换过程中不会出现泄漏或是丢失的问题。

2.2.2 工作站实时控制调节

其一，根据上级调度机构发出的指令完成开机或关机的工作；其二，对某些需要进行单点控制的水电厂设备，工作人员应当以安全锁闭为前提，完成相应的控制操作；其三，无论是对机组的有功功率、频率，还是对机组的无功功率、电压而言，都需要根据设定值完成相应的闭环调节；其四，该监控系统应当具备自动开机、停机和紧急停机的功能，并且能够对运行工况进行转换。无论是监视机组的开机、停机过程，还是集控中心的开机、停机过程，都应当在TFT上进行实时显示，一旦有阻滞或其他异常情况出现，应当在第一之间中止程序执行，并将出现阻滞的原因、出现故障的部位显示在TET上，工作人员可以通过人工干预的方式，将保证机组状态的安全性；其五，对上级调度机构所发出的单机、联合调节命令进行接受，并开展相应的工作；其六，对机组同期令进行发布，不同节点机都能够自动完成准同期并网的工作；其七，对进水闸门、泄洪闸门和冲沙闸门的流程进行单点控制。

2.2.3 培训站

培训站的作用主要是为维护人员或其他从事相关工作的人员提供模拟作业的平台，保证工作人员能够熟练掌握系统操作以及维护的流程，除此之外，培训站还可以作为开发、利用系统软件的实验平台。通过实践可以看出，培训站的设立，能够在很大程度上增加工作人员对知识掌握的准确性和技术的熟练程度，即使有问题发生，工作人员可以在第一时间选择相应的解决方案，保证问题的有效解决。

2.2.4 电站负荷的给定方式

（1）无功功率。首先，根据实际情况对不同节点机所对应母线电压值和电压曲线进行给定；其次，上级调度机构给定各节点机所对应无功功率的设定值，以此为依据，集控中心对机组的无功功率进行自动分配，或将无功设定值向厂站层进行转发，各厂站层分别完成机组无功功率的分配工作；最后，上级调度机构应当具备对不同节点机进行直接调度和控制的功能[3]。（2）有功功率。首先，对总有功功率所对应的设定值进行给定；其次，结合实际情况，对不同节点机的总有功功率进行设定；接下来，上级调度机构应当给定不同节点机相应的频率值，以此为依据，集控中心对开机、停机计划以及机组负荷的分配进行自动制定，或将给定频率值向厂站层进行转发，各厂站层分别完成对开机、停机计划以及机组负荷的分配工作；最后，上级调度机构应当具备对不同节点机进行直接调度和控制的功能。

2.2.5 工程师站

集控中心监控系统至少需要配备一个工程师站，用以对系统进行维护，无论是对系统维护还是对故障维修维修工作而言，工程师站都作为人机接口而存在，也就是说，工程师站的作用主要是對系统进行远程的启动及维修，对软件进行开发、修改与升级，对数据库进行传输以及维护。

3 结语

通过对上文所叙述的内容进行分析能够看出，集控中心监控系统能否高效、稳定运行，对水电厂发电工作的开展具有十分重要的意义。可以说科学的监控系统，不仅可以保证电力调度的稳定性和安全性，还能够通过对远程控制、调节能力的充分发挥，提高电站群运行的可靠性，在保证工作效率提升的基础上，降低事故发生的几率。

参考文献

[1]谢振宇.梯级水电站群集中监控和联合调度系统研究[J].科技与企业，2015，（02）：87-91.

[2]庞莉琼，余笑，汤帅健.水口集控计算机监控系统的设计与实现[J].可编程控制器与工厂自动化，2014，（12）：79-82.

[3]饶立波.流域水电厂集控中心监控系统建设与优化[J].硅谷，2014，（22）：213+217.