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1、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长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统第一章：绪第一章：绪 论论本课程主要教学内容简介 一一二二采用计算机监控系统必要性 水电厂计算机监控系统发展 三三四四无人值班（少人值守） 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水电厂计算机监控系统一、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：绪论第一章：绪论 第第二二章：章：水电厂计算机监控系统的结构水电厂计算机监控系统的结构与功能与功能 第三章：现地控制单元（第
2、三章：现地控制单元（LCULCU） 第四章：电厂控制级第四章：电厂控制级 第第五五章：物理量的检测与过程通道章：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、试验与诊断第八章：监控系统设计、试验与诊断 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水电厂计算机监控系统二、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、教训与生机事故、教训与生机 1v19651965年年1111月月9 9日第一次美国纽约大停电及其教
3、训日第一次美国纽约大停电及其教训 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水电厂计算机监控系统（1 1）电力系统自动化信息电力系统自动化信息不能满足不能满足联网系统联网系统 的复杂性要求的复杂性要求； （2 2）急需急需加快计算机监控系统的建设步伐加快计算机监控系统的建设步伐； （3 3）多区域电力系统的协调调度问题亟待解决。）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第一代电力系统计算机监控系统诞生 教训：教训： 生机：生机： 事故、教训与生机事故、教训与生机 1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
4、算机监控系统水电厂计算机监控系统事故、教训与生机事故、教训与生机 1 19197777年年7 7月月1313日第日第二二次美国纽约大停电及其教训次美国纽约大停电及其教训 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水电厂计算机监控系统教训：教训： 生机：生机： 事故、教训与生机事故、教训与生机 1（1 1）计算机监控系统的发展不适应电网扩大的需要计算机监控系统的发展不适应电网扩大的需要； （2 2）必须提高计算机监控系统的可靠性必须提高计算机监控系统的可靠性； （3 3）基础自动化的改造不容忽视基础自动化的改造不容忽视。 第第二二代电力系统计算机监控系统诞生代电
5、力系统计算机监控系统诞生 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水电厂计算机监控系统事故、教训与生机事故、教训与生机 1v20032003年年8 8月月1414日第日第三三次美国纽约大停电及其教训次美国纽约大停电及其教训 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水电厂计算机监控系统事故、教训与生机事故、教训与生机 1教训：教训： 生机：生机： （1 1）电网互连：大面积断电危险根源电网互连：大面积断电危险根源 ； （2 2）本应隔离：却本应隔离：却产生了产生了多米诺骨牌多米诺骨牌 现象；现象； （3 3）电网改造与自动化
6、装置的可靠性有待提高电网改造与自动化装置的可靠性有待提高。 第第三三代电力系统计算机监控系统诞生代电力系统计算机监控系统诞生 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水电厂计算机监控系统二、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现代水电厂的运行与管理 2v三峡三峡-巨型水电厂计算机监控系统巨型水电厂计算机监控系统 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水电厂计算机监控系统现代水电厂的运行与管理现代水电厂的运行与管理 2v吉林云峰水电厂吉林云峰水电厂 长春工程学院能源动力工程学院长春工程
7、学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统v吉林云峰水电厂吉林云峰水电厂 现代水电厂的运行与管理现代水电厂的运行与管理 2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水电厂计算机监控系统v吉林云峰水电厂吉林云峰水电厂 现代水电厂的运行与管理现代水电厂的运行与管理 2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水电厂计算机监控系统现代水电厂的运行与管理现代水电厂的运行与管理 2v视频视频1 1：白山水电厂：白山水电厂 v视频视频2 2：富春江水电厂：富春江水电厂 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
8、学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统三、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水电厂生产过程的特点 11 水电厂发电水电厂发电计划取决于计划取决于水情及水库水情及水库的调度计划的调度计划3综合利用的综合利用的要求使运行要求使运行方式的确定方式的确定更为复杂更为复杂2水电厂的电水电厂的电气系统监控气系统监控功能复杂、功能复杂、可靠性要求可靠性要求高高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水电厂计算机监控系统水电厂常规控制系统的缺陷水电厂常规控制系统的缺陷 2参数多监视面大，参数多监视面大， 仪表配置受限，监仪表配置
9、受限，监 视记录困难视记录困难 运行维护困难运行维护困难 对被监控对象对被监控对象 不能实施有效不能实施有效 的连续监视的连续监视 监测和控制的监测和控制的 精度较低精度较低 扩充扩展扩充扩展 难度大难度大 适应系统高级适应系统高级 要求和复杂操要求和复杂操 作的能力差作的能力差 TEXTTEXT常规常规 控制控制 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水电厂计算机监控系统水电厂采用计算机监控系统的优点水电厂采用计算机监控系统的优点 3（1 1）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律 （2 2）计算机监控系统具有
10、记忆和判断的能力）计算机监控系统具有记忆和判断的能力 （3 3）计算机监控系统具有分时操作的能力）计算机监控系统具有分时操作的能力 （4 4）能够对电力生产过程进行连续实时监视）能够对电力生产过程进行连续实时监视 （5 5）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、 物料平衡等，实现经济运行物料平衡等，实现经济运行 （6 6）减少运行人员）减少运行人员, ,提高劳动生产率提高劳动生产率 （7 7）实现远程监控）实现远程监控 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水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统的总体发展水电厂
11、计算机监控系统的总体发展 4顺序控制顺序控制 闭环调节闭环调节局部控制局部控制 全厂控制全厂控制电能生产电能生产 综合监控综合监控机组监控机组监控 经济运行经济运行单厂监控单厂监控 梯级运行梯级运行多人值班多人值班 无人值班无人值班低级低级 高级高级 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水电厂计算机监控系统国外水电厂计算机监控系统发展概况国外水电厂计算机监控系统发展概况 5v 法国水电开发及计算机监控的发展概况法国水电开发及计算机监控的发展概况 水电厂数量：水电厂数量：47804780座座 装机容量：装机容量：22900 MW 22900 MW 需值班人
12、员场所：需值班人员场所：1414个，个，3 3个在电厂，其余在控制中心个在电厂，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，东京电力公司为例，9090年代初水电装机年代初水电装机7340MW 7340MW 水电厂水电厂156156座，机组座，机组280280台台 无人化达无人化达9898以上以上 通过远动装置与电厂的远方终端连接，从而实现监控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抽水蓄能电厂均设置复杂的计算机监控系统 v 日本水电开发及计算机监控的发展概况日本水电开发
13、及计算机监控的发展概况 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水电厂计算机监控系统国外水电厂计算机监控系统发展概况国外水电厂计算机监控系统发展概况 5v 美国水电开发及计算机监控的发展概况美国水电开发及计算机监控的发展概况 特点特点: : 水电资源丰富水电资源丰富, ,技术上可开发容量达技术上可开发容量达146700MW146700MW装机容量大装机容量大, ,监控系统起步早监控系统起步早多数水电厂采用计算机监控多数水电厂采用计算机监控实例实例：大古力电厂：装机容量：大古力电厂：装机容量6150MW6150MW7070年代实现计算机监控，几十台小型机构成监
14、控系统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采用分层分布控制方式开关量开关量1100011000个，模拟量个，模拟量35003500个个事件记录分辨率事件记录分辨率1ms1ms多台多台CRTCRT取代常规模拟返回屏取代常规模拟返回屏监控系统可利用率监控系统可利用率99.899.8。 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水电厂计算机监控系统国外水电厂计算机监控系统发展概况国外水电厂计算机监控系统发展概况 5v 国外计算机监控系统主要厂商国外计算机监控系统主要厂商 加拿大加拿大CAECAE公司公司 瑞士和德国的瑞士和德国的ABBAB
15、B公司公司 德国西门子公司德国西门子公司 法国的法国的ALSTOMALSTOM公司公司 美国和加拿大的美国和加拿大的BailyBaily（贝利）公司（贝利）公司 日本的日历公司日本的日历公司 日本的东芝公司日本的东芝公司 奥地利的奥地利的ELINELIN（依林）公司（依林）公司 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水电厂计算机监控系统国内水电厂计算机监控系统发展概况国内水电厂计算机监控系统发展概况 6总体水平：总体水平：发达国家发达国家9090年代初或中期水平年代初或中期水平 起步探索起步探索 5050年代末年代末 广东流溪河广东流溪河 自动化探讨自动化
16、探讨 试验试点试验试点 7979年年3 3月月 福建古田会议福建古田会议 富春江富春江葛洲坝二江葛洲坝二江 浑江梯级浑江梯级永定河梯级永定河梯级 推广应用推广应用 8787年年1010月月 江苏南京会议江苏南京会议 试点总结试点总结引进吸收引进吸收葛洲坝大江葛洲坝大江隔河岩隔河岩 提高普及提高普及 9494年年1010月月 太平湾会议太平湾会议 “无人值班无人值班” ” 鲁布革鲁布革白山白山紧水滩紧水滩 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水电厂计算机监控系统四、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）“无人值班无人值班”问题的提
17、出问题的提出 1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水电厂计算机监控系统无人值班的基本概念无人值班的基本概念 2值值 班班 负责对水电厂运行负责对水电厂运行的监视、操作、调整等的监视、操作、调整等有关的运行工作。如参有关的运行工作。如参数数 及状态监视、机组及状态监视、机组的启动与停机操作、运的启动与停机操作、运行工况转换操作、功率行工况转换操作、功率调整操作等。调整操作等。值班与值守值班与值守 值值 守守 指对机组运行的日指对机组运行的日常维护、巡视检查、检常维护、巡视检查、检修管理、现场紧急事故修管理、现场紧急事故的处理及上级调度临时的处理及上级调度
18、临时交办的其它工作。交办的其它工作。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水电厂计算机监控系统无人值班的基本概念无人值班的基本概念 2无人值班无人值班 无人值班是指水电无人值班是指水电厂内没有经常性的值班厂内没有经常性的值班人员，不是人员，不是2424小时内都小时内都有运行值班人员。有运行值班人员。少人值守少人值守 厂内不需要厂内不需要2424小时小时有人值班，机组工有人值班，机组工 况况操作由上级调度或集中操作由上级调度或集中控制的值班人员及有关控制的值班人员及有关自动装置完成，厂内仅自动装置完成，厂内仅有少数值守人员。负责有少数值守人员。负责现场看守和
19、特殊情况的现场看守和特殊情况的处理工作。处理工作。 无人值班与无人值班（少人值守）无人值班与无人值班（少人值守） 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水电厂计算机监控系统实现无人值班（少人值守）的方式与条件实现无人值班（少人值守）的方式与条件 3v 无人值班（少人值守）的实现方式无人值班（少人值守）的实现方式 由梯级调度所（梯调）的集中直接监由梯级调度所（梯调）的集中直接监 控，各被控电厂实行控，各被控电厂实行“无人值班无人值班”（少（少 人值守）人值守） 全厂设总控制室集中监控，各被控电厂全厂设总控制室集中监控，各被控电厂实行实行“无人值班无人值班”（
20、少人值守）。（少人值守）。实现由上级调度所（包括网、省、地调实现由上级调度所（包括网、省、地调等）直接监控的水电厂可实行等）直接监控的水电厂可实行“无人值无人值班班”（少人值守）。（少人值守）。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水电厂计算机监控系统实现无人值班（少人值守）的方式与条件实现无人值班（少人值守）的方式与条件 3v 无人值班（少人值守）的实现条件无人值班（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；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；辅助设调速
21、器机器系统；励磁系统；辅助设备系统；调度系统；直流系统；通信备系统；调度系统；直流系统；通信系统；其它系统等。系统；其它系统等。发电系统和设备布置情况；油、水、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；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；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运行工况转换；缺陷及故障事故处理等。等。值守制度；巡检、维护制度；操作、值守制度；巡检、维护制度；操作、安全、监护制度、应急及安全、监护制度、应急及ON-CallON-Call制制度等。度等。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
22、学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统水电厂实现无人值班（少人值守）现状水电厂实现无人值班（少人值守）现状 4v 瑞典国家电力公司瑞典国家电力公司 7070个水电厂，个水电厂，8970MW8970MW，从业人员从业人员650650人，人，0.70.7人人/ /万万KWKW 广东电力公司：广东电力公司：7 7个水电厂，个水电厂，835.5MW835.5MW，从业从业21982198人，人，26.326.3人人/ /万万KWKWv 法国国家电力公司法国国家电力公司 47004700个水电厂，由个水电厂，由1414个控制中心集中控制个控制中心集中控制 ，其中罗纳河梯级其中罗纳河梯级1212个个
23、 水电厂总容量水电厂总容量2200MW2200MW，原从业原从业700700人，现从业人，现从业150150人人v 中国葛洲坝二江电厂中国葛洲坝二江电厂 装机装机965MW965MW，从业从业167167人，人，1.71.7人人/ /万万KW KW v 中国沙田水电厂中国沙田水电厂 装机装机54MW54MW，原从业原从业300300人，现从业人，现从业4040人人 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水电厂计算机监控系统水电厂实现无人值班（少人值守）现状水电厂实现无人值班（少人值守）现状 4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水电厂计算机监控系统水电厂实现无人值班（少人值守）现状水电厂实现无人值班（少人值守）现状 4白山电厂远方集控中心白山电厂远方集控中心 难处做功夫，难处做功夫，苦中得学问！苦中得学问！