随着计算机技术的逐渐完善以及水电站对无人值守或少人值守的需求，计算机监控系统在水电站中的作用越来越重要。

近年来，水电站发电机组的容量不断增大，由此大量增加了操作人员对机组的控制难度，人为的误操作很容易增加机组事故的概率，并在机组运行过程中引发一些不必要的机组故障。计算机的存储容量大、运算速度快和计算精度高以及实时性好、系统维护性好等特点，使其具有了完成自动化功能的性能条件；目前计算机监控系统的硬件、软件均采可用模块化、结构化的设计，便于硬件设备的扩充，又可以很好的适应功能的增加和系统规模的扩展。因此，计算机监控系统在水电站中的应用对于保障电站的安全、稳定的运行，及对于电网与电力系统的安全运行有着极其重要的作用。

一.水电站计算机监控系统的作用与构成

1.水电站计算机监控系统的作用

水电站计算机监控系统，能对水电站主要机电设备进行控制，对所有机电设备的运行情况进行全面监视，接受国家调度中心和地方调度中心的控制。实践已经证明，水电站计算机监控系统对提高水电站自动化水平，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。水电站监控系统的作用主要表现在以下几个方面：

1)操作的简易可靠性：水电站计算机监控系统作为整个水电站的信号收集及下发系统，能够完整的将调速器系统、励磁系统、辅机系统、自动化系统、主机及电机系统等水电站各单元信息进行收集处理，并通过位于中控室的计算机单元，将水电站相关系统的开关量、模拟量信号转化为简单直观的画面统一显示，这样使得水电站信息更加准确化、简明化。水电站操作员无需巡视收集各系统便可通过位于中控室的计算机画面充分的了解整个电站的运行状况，并通过直观的画面符号，对各系统下发相关指令，从而达到对于水电站的自动化监视及控制。

2)人力资源的节省：水电站计算机监控系统作为一套自动监视控制系统，能够很好的集成电站各系统的相关系统，并加以处理。通过计算机监控系统上位机画面对整个电站的监视，从而大量减少了现场运行人员的巡视次数及时间。由于计算机监控系统均带有报表制作打印功能，从而将现场运行人员从人力制作报表中解放出来，以便处理其它问题。计算机监控系统的历史存储功能，能够将现场的运行数据及运行趋势图按照时间进行压缩存储，从而现场运行人员能够方便快捷的查询历史告警及事件的相关信息。

3)高度自动化处理，减少人为失误：由于水电站事故的发生往往是突然的，运行人员很难在短时间内对事故的性质作出准确可靠的分析判断。在没有计算机控制时，在对突发事故的判断和处理上，在很大程度上依赖于现场运行人员的经验。在水电站增加了计算机监控系统后，计算机对整个水电站各系统的设备进行在线监视及控制，对当前运行设备的各种参数进行记录和存贮，一旦发生事故，计算机监控系统便对事故进行分析，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。

4)提高了电站的经济运行水平：由于部分计算机监控系统具有AGC(自动发电量控制)及AVC(自动电压控制)功能，从而保证了机组的最优配合和负荷的最优分配。在水电站不具备AGC及AVC功能时，当电站接受到上一级调度下达的发电任务后，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，进行合理的分配，使各机组发挥最高的效率。计算机监控系统融入了AGC、AVC后，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，从而以最小的耗水量发出最多的电能。最终达到了节约了水利成本，提高了电站的经济运行水平的效果。

2.水电站计算机监控系统的构成及其相关功能

水电站计算机监控系统一般采用分层分布式系统，整个系统总体上可以分为上位机系统、下位机系统及网络系统三部分部分。现地控制单元(即下位机系统)在与主控级(即上位机系统)脱离联系时仍可以独立运行，这样增加了水电站设备运行的可靠性。

1)上位机系统：通常包括操作员站、工程师站、数据服务器、历史服务器、调度服务器、Web服务器等。

a.操作员站，是运行人员与水电站计算机监控系统联系的主界面。通常包括调用、显示各种图形、趋势、报表，以及相关设备控制及报警确认等功能。

b.工程师站，是监控系统工程师或者电站运行时专职维护人员与水电站计算机监控系统联系的主界面。通常包括下位机程序的修改、上位机数据库修改，及具备操作员站上的其他功能。

c.数据服务器，是作为上位机系统收集处理下位机数据的服务器。通常具备操作员站上的其他功能。

d.历史服务器，是作为备份历史数据的服务器，通常该服务器仅具有历史数据查询功能，不应具备任何的修改操作权限，且在常规水电站中也会具备操作员站上的其他功能。

e.调度服务器，是作为水电站计算机监控系统与调度通信的通信网关机。通常具备操作员站上的其他功能。

f.Web服务器，存储并管理超媒体，包括超文本文件、音频文件、视频文件等基于网页平台的多媒体文件，且通过网络把它们传输和分配给客户端的服务器或服务器应用。通常具备操作员站上的其他功能。

2)下位机系统：通常包括机组现地控制单元(机组LCU、开关站现地控制单元(开关站LCU)，公用现地控制单元(公用LCU)，坝区现地控制单元(坝区LCU)。

a.机组现地控制单元(机组LCU)，该单元的监视控制范围通常为水轮机、发电机、发电机出口断路器、主变压器冷却系统、调速器及油压装置、励磁系统设备、发变组保护装置、机组辅助设备控制系统、球阀、冷却水电动阀、主轴密封水阀、检修密封水阀等机组范围内的所有设备。常规电站机组LCU应当具备现地手动开停机、紧急停机，同期并网等功能，并应具备停机-空转-空载-发电等基本工况的相互转换。机组开停机过程中，当发生过程阻滞或出现异常情况时，程序能够中止执行，机组LCU并能根据信息分析将机组自动转换到安全状态或停机。机组LCU的自动停机方式通常包括：正常停机、事故停机和紧急停机。

b.公用现地控制单元(公用LCU)，该单元监视控制范围通常包括电站公用的油气水系统的辅助控制系统、电站厂用变压器系统、采暖通风系统、厂用电系统以及直流系统等。

c.开关站现地控制单元(开关站LCU)， 该单元主要监视控制范围通常为主变高压侧断路器、线路断路器、母联断路器、故障录波、能量计费等。通常开关站现地控制单元包含同期装置，具有开关站相关断路器的同期合闸等功能。

d.坝区现地控制单元(坝区LCU)，该单元监视控制范围通常包括大坝进水口、泄洪闸闸门、水力量测设备等。

3)网络系统：通常包括交换机、路由器、防火墙、物理隔离装置等。

二.水电站计算机监控系统的发展趋势

随着计算机和控制系统软硬件、网络技术、通信技术、自动化控制技术等各方面的迅猛发展，及我国水电站建设中所积累的经验，使得水电站计算机监控系统具备了高度的可靠性、自治性、开放性。尤其近几年各种新技术、新器件、新理论的出现和计算机网络、通信技术的飞速发展，必将为计算机监控技术提供更广阔的天地。

由于通信技术的日益成熟，以及水电站各系统间信息交换的简易可靠性，计算机监控技术逐渐趋向于加强各系统间的数字通信，以便简化硬接线和现场施工难度的方向发展。随着Internet的通信能力大大提高，为水电站的“无人值守”或“少人值守”提供了可靠的支持。

在我国，可以预见，通信技术必将随这我国相关技术的发展而逐步完善和成熟，各种功能的通信系统在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域，通信技术的新发展也必将给谁单子及电力系统的技术安吉监控领域注入新的活力。

结语

在我国随着电能的需求量不断加大，以及国家对环保电力的支持，水电站机组的容量的不断增加，可靠的计算机监控系统将为水电站机组的安全经济运行提供必要的支持，并将在水电站的不断发展中起到举足轻重的作用。

参考文献：

1)龙建明 杨絮 水电站辅助设备 黄河水利出版社

2)谢云敏 水电站计算机监控技术 中国水利水电出版社