計算機監控系統
信息化計算機監控系統可實現水電站安全、穩定、經濟的生產運行,適應“無人值班”現代水電站生產管理模式,滿足梯級電站現代化數字電站所必須的集中調度管理、分布式網絡控制的要求。智能化水電站,完成對水電站計算機監控系統的建設,具備智能監控條件,實現水電站集中控制功能。
結構圖:

實現功能:
1.電站集控層功能
(1)數據采集
自動采集各現地控制單元的各類實時數據,對于固定周期采集的數據,其采集周期應為可調;自動采集來自調度中心的數據;自動采集廠內的外接系統的數據信息;接收由操作員向計算機監控系統手動登錄的數據信息。
(2)數據處理
對每一設備和每種數據類型定義處理功能要求,用以支持系統完成控制、調節、監視和記錄。
(3)控制與調節
運行人員可通過電站層人機接口設備,完成對全廠被控設備的控制與調節。本電站計算機監控系統電站層應具備下列控制和調節功能:
1) 一般控制與調節。2)自動發電控制(AGC)。3) 自動發電控制應能實現開環、閉環兩種工作模式。4) 機組可選擇“成組/單機”運行方式。
5) 自動電壓控制(AVC)。6) 電站各機組無功功率的控制,應按機組分別設置“成組/單機”方式。
(4)人機接口
電站層設備的人機接口應能使電站的運行操作人員、維護人員和系統管理工程師等通過操作員站、工程師站的顯示器、鍵盤、鼠標及打印機等設備實現對電站的監視、控制及管理功能。其基本要求包括:
1) 人機接口原則;2) 畫面顯示;3) 報警;4)記錄和打印;5)維護和開發
(5)運行管理及指導
歷史數據庫存儲;電站運行小時數和利用小時數的統計。機組工況轉換次數及機組運行、停機、線路運行、停運時間累計;被控設備動作次數累計及事故動作次數累計;發電量累計及峰谷負荷時的發電量分時累計;送出電量的分時、分類累計;廠用電量的分時、分類累計;事故處理指導;操作票自動生成; 異常操作閉鎖;操作指導。
(6)系統診斷
監控系統應提供完備的硬件及軟件自診斷功能,包括在線周期性診斷、請求診斷和離線診斷
(7)系統通信
視頻監控系統;火災自動報警系統;水情自動測報系統;電能計量系統;其它系統。
2.現地控制單元功能
(1)數據采集
1) 通過DI、SOE、AI方式采集的開關量、模擬量、脈沖量等類型的實時數據;2) 通過現場總線、串口通信等數據通信方式采集的狀態量、參數量等類型的實時鏈路數據;3)自動接收來自電站層的命令信息和數據。
(2)數據處理
1) 基本功能;2)開關量處理;3)模擬量數據處理;4) 溫度量數據處理;5)事件順序記錄;6) 計算數據。
(3)控制與調節
(4)人機接口
(5)通信
機組現地控制單元的通信應包括如下功能:發電機保護裝置;勵磁調節器;調速器;電量采集裝置測溫制動屏;壓油泵控制箱機組冷卻水控制箱;機組進水閥門控制箱;潤滑油系統控制屏。
- 升壓站綜合監控系統功能
(1)數據采集;
(2)數據處理;
(3)控制與操作;
(4)人機接口;
(5)自診斷。
安防系統是實施安全防范控制的重要技術手段,在當前安防需求膨脹的形勢下,其在安全技術防范領域的運用也越來越廣泛。所使用的安防系統主要依賴人的視覺判斷,而缺乏對視頻內容的智能分析。目前應用智能化控制技術的安全防范技術已日趨成熟,門禁系統、電子圍欄、微波紅外探測裝置、視頻智能識別等常見安防設備的應用能夠有效解決無人值守電站重要區域周界防范入侵問題。
系統結構:

系統功能:
1.門禁系統
根據機房設計相關規范的要求,本工程集控中心及各電站控制室機房入口均配置一套智能化門禁系統。該系統主要由門禁主機、指紋采集器、出門按鈕及各類電動鎖具組成,通過指紋,IC加密卡及鍵盤密碼等認證方式識別人員身份,根據預設管理規則采取放行或閉鎖門鎖動作并記錄門禁出入時間、人員身份等相關信息,防止未經授權人員非法進入機房實施破壞活動,確保機房系統設備管理安全性。門禁系統通過網絡通信平臺與集控中心實現聯網監控,并與本站視頻監視、消防等有效聯動。
2.微波紅外探測
微波紅外探測裝置結合微波探測及被動紅外探測的技術優勢,用于特定區域內人員非法入侵檢測及報警。該入侵檢測方式隱蔽性較強,具備有獨特的生物識別能力,可作為門禁系統的輔助入侵檢測措施。本工程擬考慮在各水電站進站大門及廠房大門處配置微波紅外探測裝置。根據安裝位置的具體情況及檢測要求,進站大門處采用柵型微波紅外探測裝置,廠房大門處考慮采用點型微波紅外探測裝置。微波紅外探測主機通過站內網絡信息化平臺發送相關報警信號。
3.電子圍欄
擬考慮在各水電站戶外開關站及高壓設備(如主變、站變等)周邊配置電子圍欄設備,結合現場圍墻實體構成了實體面上方的防御和阻擋,用以防止電站危險區域遭受非法入侵造成人員傷亡及相關經濟損失。
電子圍欄是目前常見的一種阻擋式安防設備,主要由主機、聲光報警裝置、防護區金屬網和相關附件組成。電子圍欄主機通過耐高壓絕緣線路向防護區金屬網施加低頻脈沖電信號,當外部非法入侵導致圍欄金屬網某處發生短路或斷線時會引發主機報警及聯動,有限傷害的電擊及相關聯動聲光報警等能夠對非法入侵者起到有效的威懾和阻擋作用,同時電子圍欄主機可通過站內網絡信息化平臺發送相關報警信號,提示值班人員及時處置各類突發情況。
電子圍欄設備的布設應綜合考慮安全防護有效位置、與高壓設備保持足夠的安全距離、避免占用設備安裝維護通道、便于設備防雷接地部分的安裝等因素。
4.視頻智能識別
目前主流的視頻監視系統均采用智能識別技術,能夠通過前端攝像機及后臺系統的有機配合,完成人臉檢測和識別、為分析、運動跟蹤、邊界入侵檢測、火災識別等高級應用,并提供自動報警、聯動控制等諸多功能。視頻監視在安防方面具有獨特優勢。
本次設計在集控中心處配置有一整套智能化視頻監視系統,并升級完善各水電站站內原有網絡視頻監控系統,更換視頻監視系統主機及后臺軟件,根據實際情況適當增加站內部分視頻監控點,使之滿足綜合自動化系統運行管理及站區安防監視的需求。
機房環境監控系統是一個綜合利用計算機網絡技術、數據庫技術、通信技術、自動控制技術、新型傳感技術等構成的計算機網絡,提供的一種以計算機技術為基礎、基于集中管理監控模式的自動化、智能化和高效率的技術手段,系統監控對象主要是機房動力和環境設備等設備(如:配電、UPS、空調、溫濕度、漏水、煙霧、視頻、門禁、防雷、消防系統等)。
系統結構:

實現功能:
作為電站無人值守建設及集控系統運行管理的一項必備的輔助手段,擬考慮在集控中心及下屬各水電站均布置一套智能化環境監測系統,以便于集控調度部門了解和掌握本管理區域及下屬各水電站運行環境信息,并及時對現場各類異常情況作出相應處理。根據本工程集控中心及下屬各水電站運行管理的實際需求, ???環境監測內容主要如下:
(1)各水電站站區戶外溫度、濕度、風速、風向;
(2)集控中心及各電站控制室機房溫度、濕度、動力箱箱內溫度、配電主回路剩余電流、空調運行狀態、電纜溝或易積水處的水浸情況;
(3)各水電站高、低壓配電室溫度、濕度;
(4)各水電站滲漏排水泵所在高程水浸情況。
智能化環境監測系統主要由綜合監控報警主機、環境溫濕度傳感器、剩余電流及溫度探測器、風速及風向傳感器、水浸傳感器、通風及空調監控裝置、煙霧傳感器等設備構成。該系統智能化監控單元通過主流工業總線通信方式連接各類傳感器,采集環境的溫度、濕度、戶外風速及風向、暖通設備及配電設備運行狀態、重要區域浸水情況等實時數據,將所有數據及相關異常報警信息通過網絡通信平臺上傳至集中監控系統,并能夠根據要求自動控制和調節監控區域的通風及空調設備的運行。智能水電站環境環境監測數據應實時上送到電站廠站層和集中控制中心,廠站層可實時監測環境信息,環境監測數據需定時按照報文形式上送。
大壩安全監測是通過儀器觀測和巡視檢查對水利水電工程主體結構、地基基礎、兩岸邊坡、相關設施以及周圍環境所作的測量及觀察;“監測”既包括對建筑物固定測點按一定頻次進行的儀器觀測,也包括對建筑物外表及內部大范圍對象的定期或不定期的直觀檢查和儀器探查。
系統結構:

實現功能:
(1)監測系統選型及技術指標
數據采集單元:數據采集單元采用DAU2000測量控制單元。其在惡劣環境下具有很好的長期穩定性和可靠性,并具有數據量測、數據通訊、反饋控制、網絡路由控制等基本功能。主要功能特點如下:
1)能夠采集差動電阻式、差動電感式、電容式、振弦式、電位器式、電介質式傳感器,標準量輸出(如電流、電壓信號)變送器,RS-485或SDI-12輸出智能傳感器等各類監測儀器輸出的信號,并轉換為數字量。
2)具有電源管理功能和備用電源,包括供電電源轉換、電源調節、電源控制,可在脫機情況下根據系統的設定自動采集和存儲,備用電源供電時間可達一周以上。
3)具有掉電保護和時鐘功能,能按任意設定的時間自動啟動進行單檢、巡測、選測和暫存數據。
4)DAU完全智能模塊化結構,每個智能數據采集模塊均自帶CPU,形成整個DAU多CPU并行運行的模式;可接收采集機的命令設定、修改時鐘和測控參數,可對不同的模塊設定不同的采集間隔。能和中央控制單元或其它計算機實現雙向通訊,支持EIA—RS485標準接口以及CANbus、Lonworks通訊協議。
5)具有同主機進行通信的功能,可接收主機的命令、修改時鐘和測控參數,實現選點測量、巡回測量、定時檢測,并帶人工測讀接口,進行人工測量。
6)可接入便攜式儀表實施現場測量,可通過采集機或用便攜式計算機從測控單元中獲取全部測量數據。
7)具有物理量轉換、計算、邏輯判斷及處理、發布警報及實施控制功能。
8)具有自動對某特定測點加密測次,并根據用戶要求只對特定觀測次數進行存儲的功能。
9)具有特殊防塵、防水、防腐、防潮、防結露、防昆蟲及晴齒動物、防雷等方面的功能,能耐指定的高、低溫度以及支承結構的振動,其防護等級符合IP56標準。測控裝置內各級設備均具備防止感應雷電能力,在發生雷擊后數據不丟失、不失真,能保證裝置正常運行。
10)具有強大的自檢、自校、自診斷功能:能對供電狀況、電源的電池容量、充電狀態和水平、測量模塊的類型以及所接儀器的數量等進行檢查,并輸出有關狀態信息。并能對接入儀器的工作狀態、接線狀態等做出判斷,為排除故障提供非常直接的幫助。
(2)數據采集模塊
采集系統由監測儀器、數據采集裝置、通信裝置、監測計算機及外部設備、數據采集軟件、信號及控制線路、通信及電源線路等組成。采集系統的數據采集裝置分散設置在靠近監測儀器的監測站,其采集計算機設置在監測管理站。根據工程的規模和需要,監測自動化系統可設置一個監測管理中心站。