水电厂计算机监控系统

水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统主讲：贾振国

长春工程学院能源动力工程学院

长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统

第一章：绪论第一章：绪论

本课程主要教学内容简介

一

二采用计算机监控系统必要性水电厂计算机监控系统发展

三

四无人值班（少人值守）


一、本课程主要教学内容简介一、本课程主要教学内容简介

第一章：绪论第二章：水电厂计算机监控系统的结构与功能第三章：现地控制单元（ LCU）第四章：电厂控制级第五章：物理量的检测与过程通道第六章：监控系统的数据通信与现场总线第七章：电磁兼容与干扰抑制技术基础第八章：监控系统设计、试验与诊断


二、采用计算机监控系统必要性二、采用计算机监控系统必要性事故、教训与生机 1

1965 年 11 月 9 日第一次美国纽约大停电及其教训


（ 1 ）电力系统自动化信息不能满足联网系统的复杂性要求；

（ 2 ）急需加快计算机监控系统的建设步伐；

（ 3 ）多区域电力系统的协调调度问题亟待解决。

第一代电力系统计算机监控系统诞生

教训：

生机：

事故、教训与生机 1



1977 年 7 月 13 日第二次美国纽约大停电及其教训


教训：

生机：


（ 1 ）计算机监控系统的发展不适应电网扩大的需要；（ 2 ）必须提高计算机监控系统的可靠性；

（ 3 ）基础自动化的改造不容忽视。

第二代电力系统计算机监控系统诞生



2003 年 8 月 14 日第三次美国纽约大停电及其教训



教训：

生机：

（ 1 ）电网互连：大面积断电危险根源；

（ 2 ）本应隔离：却产生了多米诺骨牌现象；

（ 3 ）电网改造与自动化装置的可靠性有待提高。

第三代电力系统计算机监控系统诞生


二、采用计算机监控系统必要性二、采用计算机监控系统必要性现代水电厂的运行与管理

2

三峡 --- 巨型水电厂计算机监控系统


现代水电厂的运行与管理

2

吉林云峰水电厂


吉林云峰水电厂


2



2

视频 1 ：白山水电厂视频 2 ：富春江水电厂


三、水电厂计算机监控系统发展三、水电厂计算机监控系统发展水电厂生产过程的特点

1

1

水电厂发电计划取决于水情及水库的调度计划

3

综合利用的要求使运行方式的确定更为复杂

2

水电厂的电气系统监控功能复杂、可靠性要求高


水电厂常规控制系统的缺陷

2

参数多监视面大，仪表配置受限，监视记录困难

运行维护困难

对被监控对象不能实施有效的连续监视

监测和控制的精度较低

扩充扩展难度大

适应系统高级要求和复杂操

作的能力差

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常规控制


水电厂采用计算机监控系统的优点

3

（ 1 ）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律（ 2 ）计算机监控系统具有记忆和判断的能力

（ 3 ）计算机监控系统具有分时操作的能力

（ 4 ）能够对电力生产过程进行连续实时监视

（ 5 ）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、物料平衡等，实现经济运行（ 6 ）减少运行人员 , 提高劳动生产率

（ 7 ）实现远程监控


水电厂计算机监控系统的总体发展

4

顺序控制闭环调节

局部控制全厂控制

电能生产综合监控

机组监控经济运行

单厂监控梯级运行

多人值班无人值班

低级

高级


国外水电厂计算机监控系统发展概况

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法国水电开发及计算机监控的发展概况水电厂数量： 4780座装机容量： 22900 MW 需值班人员场所： 14个， 3 个在电厂，其余在控制中心值班方式：无经常值班人员，联合调度，在家值班

东京电力公司为例， 90年代初水电装机 7340MW 水电厂 156座，机组 280台无人化达 98％以上通过远动装置与电厂的远方终端连接，从而实现监控抽水蓄能电厂均设置复杂的计算机监控系统

日本水电开发及计算机监控的发展概况



5

美国水电开发及计算机监控的发展概况特点 : 水电资源丰富 , 技术上可开发容量达 146700MW

装机容量大 , 监控系统起步早多数水电厂采用计算机监控

实例：大古力电厂：装机容量 6150MW70年代实现计算机监控，几十台小型机构成监控系统采用分层分布控制方式开关量 11000个，模拟量 3500个事件记录分辨率 1ms多台 CRT取代常规模拟返回屏监控系统可利用率 99.8％。



5

国外计算机监控系统主要厂商加拿大 CAE公司瑞士和德国的 ABB公司德国西门子公司法国的 ALSTOM公司美国和加拿大的 Baily（贝利）公司日本的日历公司日本的东芝公司奥地利的 ELIN（依林）公司


国内水电厂计算机监控系统发展概况

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总体水平：发达国家 90年代初或中期水平

起步探索 50 年代末广东流溪河

自动化探讨

试验试点 79 年 3 月

福建古田会议

富春江葛洲坝二江

浑江梯级永定河梯级

推广应用 87 年 10 月

江苏南京会议

试点总结引进吸收

葛洲坝大江隔河岩

提高普及 94 年 10 月太平湾会议

“ 无人值班” 鲁布革

白山紧水滩


四、无人值班与无人值班（少人值守）四、无人值班与无人值班（少人值守）“无人值班”问题的提出

1


无人值班的基本概念

2

值班负责对水电厂运行的监视、操作、调整等有关的运行工作。如参数及状态监视、机组的启动与停机操作、运行工况转换操作、功率调整操作等。

值班与值守

值守指对机组运行的日常维护、巡视检查、检修管理、现场紧急事故的处理及上级调度临时交办的其它工作。


无人值班的基本概念

2

无人值班

无人值班是指水电厂内没有经常性的值班人员，不是 24小时内都有运行值班人员。

少人值守厂内不需要 24小时有人值班，机组工况操作由上级调度或集中控制的值班人员及有关自动装置完成，厂内仅有少数值守人员。负责现场看守和特殊情况的处理工作。

无人值班与无人值班（少人值守）


实现无人值班（少人值守）的方式与条件

3

无人值班（少人值守）的实现方式

梯级梯级电厂电厂

由梯级调度所（梯调）的集中直接监控，各被控电厂实行‘“无人值班”（少人值守）

全厂设总控制室集中监控，各被控电厂实行“无人值班”（少人值守）。

一厂一厂多站多站

实现由上级调度所（包括网、省、地调等）直接监控的水电厂可实行“无人值班”（少人值守）。

直控直控电厂电厂


实现无人值班（少人值守）的方式与条件

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无人值班（少人值守）的实现条件

设备条件设备条件

人员素质条件人员素质条件

管理制度条件管理制度条件

主设备；机组引水设备；厂用电系统；调速器机器系统；励磁系统；辅助设备系统；调度系统；直流系统；通信系统；其它系统等。

发电系统和设备布置情况；油、水、风系统结构；一次接线及厂用电系统；直流、二次接线及保护、监控系统；运行工况转换；缺陷及故障事故处理等。

值守制度；巡检、维护制度；操作、安全、监护制度、应急及 ON-Call制度等。


水电厂实现无人值班（少人值守）现状

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瑞典国家电力公司

70个水电厂， 8970MW，从业人员 650人， 0.7人 / 万 KW 广东电力公司：7 个水电厂， 835.5MW，从业 2198人， 26.3人 / 万 KW

法国国家电力公司

4700个水电厂，由 14个控制中心集中控制，其中罗纳河梯级 12个水电厂总容量 2200MW，原从业 700人，现从业 150人

中国葛洲坝二江电厂

装机 965MW，从业 167人， 1.7 人 / 万 KW

中国沙田水电厂

装机 54MW，原从业 300人，现从业 40人



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白山电厂远方集控中心

难处做功夫，

苦中得学问！

水电厂计算机监控系统

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