水电站计算机监控系统是利用数字电子计算机对水电站的电能生产过程进行的一种控制。采用计算机控制的目的,是为了提高水电站的自动化水平,提高水电站的供电质量,提高水电站的安全运行水平,提高水电站的劳动生产率和经济效益。

在水电站计算机监控系统中,用电子计算机代替传统自动控制中的控制器和控制方法,使控制过程更合理、更灵活、更及时。因此,计算机控制比传统的自动控制和自动化技术有更多的优越性和更大的经济效益。但是,计算机控制的实现仍然与传统的自动控制和自动化技术有着密切的联系,可以说,计算机控制系统是传统的自动控制技术与计算机技术相结合的产物。

水电厂计算机监控系统是一门涉及多种学科和新技术的综合性科学技术,近年来有了较大的进展。尤其是随着数字电子计算机(以下简称计算机)性能不断提高,价格不断降低,使得计算机在工业生产过程控制、以致水电厂自动化中的应用愈来愈更为广泛。它的应用对水电厂生产带来了巨大的效益,标志着自动化技术发生的重大变革。

意义

提高劳动生产率和经济效益

应用意义

水电厂计算机监控系统的发展经历了人工监控,电话调度和远动化(遥测、遥信、遥调、遥控)监控以及以计算机为核心,以现代数据通信为基础的计算机监控系统等三个阶段。

水电厂应用计算机监控系统对提高自动化水平,保证安全运行,提高经济效益,改善劳动条件,促进技术进步都具有十分重要的意义。

首先,实施计算机监控有利于提高水电厂运行可靠性。其次,实施计算机监控有利于提高水电厂的经济运行水平。

主要任务

水电厂的计算机监控系统所担负的任务是多种多样的,一般依不同规模、不同形式和不同的投资而有所不同,但不外乎有以下几种主要任务:

发电过程自动控制

水电站水轮发电机组的开停、发电、调相状态的转换,发电机的并列运行,机组有功功率及无功功率的调节,进水闸门开闭以及开度的调节,以及辅助设备的自动控制等,都可以通过计算机发出有关命令而自动执行。此外,诸如对梯级电站的经济运行,电力系统的稳定控制,最佳励磁的控制,等等,都可以由计算机来完成。

安全监视

安全监视包括大坝的安全监测、水库防洪监测和对运行设备的监视等内容。

自动处理事故

水电站出现的事故往往是突然的,时间很短促,运行人员很难对事故的性质作出准确的分析判断。在没有计算机控制时,对事故的判断和处理,在很大程度上取决于值班人员的经验。在设置了计算机监控系统后,计算机便对水电站的设备进行在线监视,对运行设备的各种参数进行记录和存贮,一旦发生事故,计算机便对事故进行分析,然后再执行有关的事故处理程序,使事故得到及时的处理,同时还记录了事故的性质、发生的时间和地点。

最优发电控制

计算机对水电站的控制,最直接的目的就是进行最优的发电控制。控制的主要目的如下:

(1) 根据电力系统对水电站有功功率的需要,调节水轮机导叶的开度,输入所需的水量。

(2) 保证机组的最优配合和负荷的最优分配。当水电站接受上一级调度下达的发电任务之后,水电站运行人员必须根据本电站的机组数、各机组的技术性能,进行合理的组合,使各机组发挥最高的效率,使整个电站以最小的耗水量发出最多的电能。为了达到这个目的,必须制定合理的数学计算模型,由计算机进行计算,将各种可能运行组合的结果进好比较,筛选出最优方案。

(3) 保证水电站的电压质量及无功功率的合理分配。这项工作,由运行人员根据电力系统对本电站的要求,给计算机输入控制电站母线电压的上下限值,将无功功率分配给各发电机组。

水库的经济运行

计算机要对库区的雨量和水位资料进行计算,给出短期的水文预报;有条件的时候,还要根据水情测报系统提供的资料,进行长期的水文预报。根据这两项预报,计算出24 h的流量过程线,在给定的负荷调整范围内,由计算机给出24h负荷运行建议,供调度人员选用;更长时间的流量过程线,可以进行更长时间内的调度预报。这些工作是水电站经济运行的基础,也是合理利用水能资源所必须进行的工作。