三峡电源电站计算机监控系统的研究与实现

论文摘要

随着计算机技术的发展,计算机的性能日趋完善而价格日益下降,计算机已深入到水电站自动化的各个领域。最初它主要用于监视电站工况和各种离线计算,后来逐渐进入电站的控制领域,从顺序控制到闭环控制,所实现的功能越来越复杂。计算机不仅能监视和控制全水电站,而且还可构成控制装置。近些年来,计算机在水电站上的应用已经超越电能生产的范围,在水情预报、水工建筑的监测等方面也出现了用计算机控制的系统。国内外已经出现了一些无人值班的水电站。水电站的计算机控制将不庸置疑的成为水电站自动化今后发展的主要方向。在现代化的电力生产系统中,借助当今计算机的快速综合处理能力,实施对电厂运行管理的计算机监控,实现电网对投入系统运行的发电厂进行遥测、遥控、遥信、遥调,并进行统一的调度管理,实现电力系统安全经济运行。从1982年以来,中国电力系统自动化系统发展迅速,整体功能和设备水平有很大提高,特别是自90年代开始,电力调度自动化系统已从80年代的封闭式、集中式系统向开放式、分布式的集成系统发展,在保证电网安全、可靠、经济运行方面发挥了重要作用,已成为电厂运行不可缺少的重要手段。目前国内外电厂计算机监控系统多采用国际上流行的分布式开放系统结构,系统软件为多任务实时操作系统,从而保证监控系统结构的合理性、易扩性和可靠性,使其充分发挥集测量、控制、保护、通信综合自动化的作用。本课题实施后,将形成一个完整的开放网络型分层分布的电站实时闭环过程控制系统,由电站的主控中心独立完成闭环自动控制功能。通过三峡电厂左岸电站计算机监控系统实现对电站的集中远方监控,最终实现电站无人值班。本电站的最终目标是:接受三峡电厂左岸电站计算机监控系统的调度命令,实现厂内经济运行,站内闭环运行、自动监测和控制,提高电厂运行经济效益,提高电站安全运行水平,,并满足电站“黑启动”对监控系统的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外电站监控发展现状
• 1.2.1 国外发电厂计算机监控系统
• 1.2.2 国内发电厂计算机监控系统
• 1.3 国内外水电站计算机监控系统的发展
• 1.3.1 水电厂监控系统的发展
• 1.3.2 水电厂监控系统发展的几个阶段
• 1.4 论文的研究背景及研究内容与目的
• 1.4.1 论文的研究背景、意义与目的
• 1.4.2 论文的主要研究内容
• 1.4.3 论文的章节安排
• 1.5 本章小结
• 2 水电站计算机监控系统的基本结构与功能
• 2.1 水电站计算机监控系统的分类
• 2.1.1 集中式监控系统
• 2.1.2 分散式监控系统
• 2.1.3 分布式监控系统
• 2.1.4 全开放、全分布式监控系统
• 2.2 水电站计算机监控系统的控制方式
• 2.2.1 数据处理控制
• 2.2.2 运行指导控制
• 2.2.3 监督控制方式
• 2.2.4 双重监控方式
• 2.3 水电站计算机监控系统的基本功能
• 2.3.1 数据采集与处理
• 2.3.2 安全运行监视
• 2.3.3 事故顺序记录
• 2.3.4 趋势分析
• 2.3.5 设备操作监视
• 2.3.6 运行日志及报表
• 2.3.7 事件统计
• 2.3.8 数据通信
• 2.3.9 人机接口
• 2.3.10 多媒体功能
• 2.3.11 自诊断与远程诊断
• 2.4 水电站计算机监控系统的基本结构
• 2.4.1 计算机监控系统的厂站控制层
• 2.4.2 计算机监控系统的现地控制层
• 2.5 本章小结
• 3 水电站计算机监控系统的计算机硬件平台
• 3.1 水电站计算机监控系统的计算机硬件平台
• 3.1.1 厂站控制层
• 3.1.2 现地控制层（LCU）
• 3.1.3 LCU 的发展
• 3.2 水电站计算机监控系统的自动化元件
• 3.2.1 传感器
• 3.2.2 其它自动化元件及设备
• 3.3 本章小结
• 4 水电站计算机监控系统的数据库技术
• 4.1 实时数据库概述
• 4.2 数据库模型
• 4.2.1 计算机监控系统实时数据库的关键技术
• 4.2.2 计算机监控系统的数据对象分类
• 4.2.3 实时数据库的体系结构设计
• 4.2.4 实时任务调度与管理
• 4.2.5 内存数据库
• 4.2.6 实时资源管理
• 4.3 本章小结
• 5 水电站计算机监控系统的自动发电和电压控制
• 5.1 水电站计算机监控系统的自动发电控制
• 5.1.1 有功功率和频率的控制
• 5.1.2 自动发电控制算法
• 5.1.3 自动发电控制过程
• 5.2 水电站计算机监控系统的自动电压控制
• 5.2.1 自动电压控制
• 5.2.2 母线电压控制
• 6 三峡电源电站计算机监控系统的设计与实现
• 6.1 三峡电源电站计算机监控系统的系统设计
• 6.1.1 设计原则
• 6.1.2 系统主要目标
• 6.2 三峡电源电站计算机监控系统的功能设计
• 6.3 三峡电源电站计算机监控系统的硬件配置
• 6.3.1 电站主控级设备配置
• 6.3.2 现地控制单元（LCU）结构及配置
• 6.4 三峡电源电站计算机监控系统的主要监控流程
• 6.5 三峡电厂监控LCU 程序设计中问题处理
• 6.5.1 信号采集与处理
• 6.5.2 信号处理技术
• 6.6 三峡电厂监控系统中的LCU 级智能协调
• 6.6.1 机组LCU 和技术供水系统的协调
• 6.6.2 机组LCU 和液压系统的协调
• 6.6.3 机组LCU 同调速及励磁系统的协调
• 6.5.4 开关站LCU 同期过程的协调
• 6.7 黑启动
• 6.7.1 黑启动的概念
• 6.7.2 电源电站黑启动在监控系统中的设计
• 6.8 本章小结
• 7 全文总结
• 致谢
• 参考文献