中小型水电站自动控制系统设计
基于智能算法的智能水电站自动控制系统设计
基于智能算法的智能水电站自动控制系统设计随着科技的不断发展，智能算法在各个领域中的应用越来越广泛。
智能水电站自动控制系统也是其中之一，它利用智能算法来优化水电站的运行，提高水电利用效率，降低环境影响。
本文将以基于智能算法的智能水电站自动控制系统设计为话题，介绍该系统的设计理念、关键技术和应用前景。
1. 设计理念基于智能算法的智能水电站自动控制系统的设计理念是通过采集水位、水流速度、发电量等数据，并结合智能算法的优化能力，实现对水电站运行的自动控制和优化。
该系统旨在提高水电站的运行效率和经济性，减少能源的浪费和环境的破坏，使水电站能够更加智能地响应环境变化和用户需求。
2. 关键技术（1）数据采集与传输技术：智能水电站自动控制系统需要采集水位、水流速度、发电量等实时数据，并进行实时传输。
传统的数据采集与传输技术已经相对成熟，如传感器、网络通信等技术可实现数据的实时采集与传输。
（2）智能算法：智能水电站自动控制系统利用智能算法来实现对水电站的自动控制和优化。
常用的智能算法包括遗传算法、模糊控制、神经网络等。
这些算法能够根据实时数据和设定的目标，自动调整水电站的工况，以达到最佳的发电效果。
（3）决策支持系统：智能水电站自动控制系统需要有一个决策支持系统来协助系统的运行。
该系统能够根据实时数据和算法的结果，提供决策支持，如调整机组输出功率、启停机组等，以优化系统运行。
3. 应用前景（1）提高水电站的运行效率：智能水电站自动控制系统能够根据实时数据和智能算法的优化能力，实现水电站运行的智能化控制。
通过实时调整机组工况和输出功率，能够最大限度地提高水电站的发电效果。
（2）减少能源的浪费和环境的破坏：智能水电站自动控制系统能够根据实时数据和算法的优化结果，调整水电站的工作状态，避免能源的浪费和环境的破坏。
例如，在水流较小的情况下，可以减少机组的运行，避免消耗过多的水资源。
（3）提高水电站的安全性和稳定性：智能水电站自动控制系统能够及时响应环境变化和用户需求，自动调整水电站的运行状态，提高水电站的安全性和稳定性。
基于单片机的中小水电站闸门控制系统
目录第一章综述 (1)1.1 中小型水电站的发展 (1)1.2 自动化技术在水电站中的应用 (3)1.3 论文的主要工作 (7)第二章闸门控制系统的功能和结构 (7)2.1 系统体系结构的选择 (7)2.2 微型计算机的选择 (8)2.3 闸门控制系统的功能 (8)2.4 系统总体结构图 (10)第三章PID 控制算法 (12)3.1 PID 控制算法概述 (12)3.2 离散PID 控制算法的推导 (14)3.3 PID 数字控制器的参数整定 (16)第四章闸门控制系统的传感器 (17)4.1 传感器概述 (17)4.2 传感器的特性及其标定 (21)4.3 闸门开度仪 (23)4.4 水位仪 (25)第五章闸门控制系统硬件设计 (28)5.1 单片机概述 (28)5.2 硬件系统的设计原则 (29)5.3 单片机的选型 (30)5.4 单片机系统扩展设计 (30)5.5 闸门开度控制回路通道设计 (32)5.6 状态显示及异常报警通道设计 (33)5.7 人机联系界面设计 (38)5.8 通信接口设计 (38)第六章闸门控制系统软件设计 (40)6.1 软件系统概述 (40)6.2 软件设计原则 (40)6.3 主程序设计 (41)6.4 数据采集模块程序设计 (46)6.5 控制模块程序设计 (49)第七章闸门控制系统抗干扰措施 (53)7.1 干扰的危害 (53)7.2 干扰源 (53)7.3 干扰的耦合方式 (54)7.4 抗干扰的硬件措施 (54)7.5 抗干扰的软件措施 (57)结论 (60)致谢 (61)参考文献 (62)在中、小水电站闸门监控系统中的应用植被破坏的重要因素，不仅造成中西部地区生态恶化和长期贫困落后，而且对东部地区的防洪减灾、生态安全和社会经济发展构成威胁。
为了西部大开发中人、经济、环境协调发展，为了我国国民经济持续高速增长，为了边远山区、革命老区和少数民族地区的人民生活水平得到提高，我们需要大力发展中小水电站。
水电站综合自动化系统设计
水电站综合自动化系统设计一、引言水电站作为一种重要的能源发电设施，自动化程度和效率对于其正常运行和发电效果非常关键。
而水电站综合自动化系统的设计是实现水电站自动化的基础和核心。
本文将从控制层、监控层和管理层三个方面进行设计，以提高水电站的自动化程度和运行效率。
二、控制层设计1.控制层硬件设计：采用PLC（可编程逻辑控制器）作为主控制器，通过模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）对信号进行采集和处理，保证控制的准确性和即时性。
2.控制层软件设计：通过使用PLC编程软件对PLC进行编程，实现对水电站各个部分的控制，包括水泵、水轮发电机等。
同时，建立控制层与监控层的通信接口，实现实时监测和数据传输。
三、监控层设计1.监控层硬件设计：使用现场总线技术，将PLC和监控设备连接在同一总线上，形成一个统一的监控网络，通过监控器和触摸屏等设备对水电站进行远程监控和操作。
2.监控层软件设计：开发监控软件，实现对水电站各个部分的实时监测和数据采集，包括水位、水压、水量、电压、电流等。
通过设定阈值，实现对异常情况的报警和自动停机等措施。
四、管理层设计1.管理层硬件设计：建立一个中央服务器，用于存储和管理水电站的相关数据。
同时，设计一套网络架构，实现多个水电站之间的数据共享和统一管理。
2.管理层软件设计：开发管理软件，实现对水电站各个参数的监测和分析，包括发电量、耗电量、设备运行状态等。
通过数据分析，预测和优化水电站的运行效果，提高发电效率和降低运维成本。
五、总结水电站综合自动化系统的设计是实现水电站自动化的关键。
通过控制层、监控层和管理层的设计，可以实现对水电站各个部分的精确控制、实时监测和数据管理。
这将提高水电站的自动化程度和运行效率，提高发电效果和节约能源。
基于S7-1200 PLC小型水电站控制系统设计
《工业控制计算机》2020年第33卷第9期95基于S7-1200PLC小型水电站控制系统设计Design of Control System for Small Hydropower Station Based on S7—1200PLC汪勇王威黄健新梁诗遥朱良祖杨杰（江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州341000）摘要:在深入研究国内外水电站综合自动化系统的基础上,提出了一种适合我国小水电自身特点的综合自动化系统方案，并完成了该系统的设计、调试工作。
该小型水电站的控制系统基于西门子S7-1200PLC控制器为控制中心，以威纶通触摸屏作为人机界面,提供工作人员直接对发电站机组以及各项辅机装置进行监控与调试,增强了系统的可靠性和操作友好性；通过现场调试验证，小水电控制系统可以通过自动方式实现机组投运、并网发电，也可以通过运行人员手动操作实现机组投运、并网发电。
关键词：小水电；控制系统；自动化；PLCAbstract:This paper puts forward a comprehensive automation system scheme suitable for the characteristics of small hydropower stations in China,and completes the design and debugging of the system.The control system of the small hydropower station in this topic is based on Siemens S7-1200PLC controller as the control center,with the touch screen of WenView as the man-machine interface,providing staff to directly monitor and debug the power station units and various auxiliary de-vices,thus enhancing the reliability and operation friendliness of the system.Through on-site debugging and verification,the small hydropower control system can realize unit operation and grid-connected power generation through automatic mode,and can also realize unit operation and grid-connected power generation through manual operation of operators.Keywords:small hydropower,control system,automation,PLC1小型水电站自动化控制问题小型水电站大多分布于农村、山区等偏远地区，其自动化程度相对较低,自动化控制系统和计算机控制系统发展缓慢,难以满足现代电力系统环境下更新的控制要求。
中小型水电站自动发电控制系（AGC）的调试及安全分析
中小型水电站自动发电控制系（ AGC）的调试及安全分析摘要：介绍了水电站AGC系统的基本工作原理，结合中小型水电站的实际工作和特点，介绍AGC的基本功能介绍，AGC的现场调试、AGC 的安全策略分析，并介绍笔者对现阶段水电站AGC的一些看法。
关键词：AGC 负荷分配调试安全策略0 概述AGC即为自动发电控制系统，是指按照预定条件和要求，以迅速、经济的方式自动控制水电厂有功功率来满足系统需要的技术，它是在水轮发电机自动控制的基础上，实现全厂自动化的一种方式。
AGC要根据系统运行情况及机组运行工况等因素，以安全经济运行为原则，确定全厂机组开停机台数、机组组合、负荷分配等。
电站主设备运行稳定，自动控制装置动作可靠是AGC正常投入运行的前提条件。
1 AGC技术及功能分析1.1 AGC（自动发电控制）的基本原理和控制依据AGC基本的原理：1.针对无调节库容的径流电站，最大限度的利用上游来水量，以不弃水或少弃水为原则，尽可能的保证电站在较高水头下运行。
2.在电网统一调度下，按照给定的发电负荷曲线或实时给定的电站总有功，完成计划性或随机性的发电任务。
3.根据系统的频率瞬时偏差或频率偏差的积分，确定电站的总出力，直接参与电力系统的调频。
AGC在功率控制方式下，分配的有功PAGC是根据负荷曲线值或全厂有功给定进行设定：PAGC = Pset - PNAGCAGC在调频控制方式下，分配的有功PAGC是根据系统频率偏差进行设定：PAGC = PAGT + KfΔF - PNAGC式中PAGT 为全厂实发总有功；Kf 为系统调频系数；ΔF为系统频率偏差；PNAGC为不参加机组AGC的实发有功之和；Pset为全厂有功设定。
AGC的基本依据：1.与容量成正比例进行分配的原则：当水轮机组的某些特性曲线不全或不够精确时，采用该原则是合理的2.按照等微增率进行分配的原则：当满足一定条件的前提下，尽可能的减少耗水量。
AGC实际进行负荷分配时还必须考虑机组出力限制、机组运行时的振动区及设备定期切换等约束条件。
吉布洛水电站机组自动化控制系统设计
该 系统 主要 由轴 承液位 信号器 和油 混水 信号器 组成 。 当油 位过低 时可 发 出报警信 号 ，当油 中混水 过 多时可 发 出油 混水 报警 信号 。
１３ 机 组 制 动 系统 ．
电站 按 “ 无人值 班 （ 人 值守 ）” 的原 则 进行 少
设 计 ，采用 计算 机监 控系统 。监 控系 统 由中控 室和
１５ 机 组 非 电量监 测 系统 ．
收 稿 日期 ：２ １ —０ —３ ０２ ５ １
作 者简 介 ：张
丹 （９９一） １７ ，女 ，工程师 ，主要 从事 电站
该 系统 主要 由温度 、压力 、流量 、位 置 、振动 摆 度等 测量元 件组 成 。
机 组测 温采用 Ｐ １０铂 电阻 ，检测 部位 包 括机 Ｔ０
机转轮室充补压缩空气 ，使机组作调相运行时水轮
机转 轮始 终脱 离水 面 。
温度 控制 仪 ，温度 控制 仪检 测后 提供 温 度高报 警 和 温度 过 高 的开关量 接 点接入 监 控系统 ，作为 机组顺 控流 程使 用 ；另外 瓦温 过高 等一 些重 要参 数应 作用
于事 故停 机 。
温 、定 子铁 芯温 度 、定子 绕 组 温 度 、冷 却 水 温 等 ，
所有 温度 量均通 过 Ｒ Ｄ量送 至监 控系 统进 行 巡 检 。 Ｔ 其 中瓦温 、油 槽油 温 、空冷 器进 出 口冷热 风温 除通 过 Ｒ Ｄ量 送 至监 控 系 统外 ，还 送 至 机 组 测 温 屏 的 Ｔ
至监控 系统 ，主轴 密封 水 中断需延 时停 机 。
１２ 机 组 润 滑 系统 ．
布洛瀑 布 附 近 ，是 以 发 电为 主 的有 压 引 水 式 水 电 站 。半地 下厂 房 内安装 ４台单 机 容量 为 ３ Ｗ的立 ０Ｍ
水力发电站集中控制系统设计
水力发电站集中控制系统设计随着科技的不断进步和人们对环境保护的呼唤，越来越多的能源发电方式得以应用。
其中，水力发电作为一种清洁、可再生、效率高的能源方式，备受人们的关注。
在水力发电站的建设和管理中，控制系统的设计至关重要。
本文将从水力发电站集中控制系统的需求、设计原则、技术方案等方面展开介绍。
一、水力发电站集中控制系统的需求在水力发电站的运行过程中，需要实现以下基本功能：1. 实时监测各设备的状态、数据和信号，如水轮机的转速、发电机的电量等数据。
2. 控制各设备的启停、调速、切换以及维护保养等功能。
3. 告警管理和故障处理，及时发现故障并采取应对措施。
4. 处理现场环境产生的影响，如水位、水流、气候等因素。
5. 数据采集和上报，形成数据报表和趋势分析。
以上这些需求，需要一个合适的水力发电站集中控制系统来实现。
二、水力发电站集中控制系统的设计原则1. 稳定性：水力发电站集中控制系统需要保持系统的稳定性，确保设备的安全运行。
2. 高效性：系统需要保证高效率的数据输入和输出，尤其是在处理故障的情况下，需要快速反应和响应。
3. 安全性：为了避免安全事故的发生，系统需要采用严格的控制和保护机制，增强设备的防止误操作的能力。
4. 可靠性：水力发电站集中控制系统需保证设备的可靠性和持续性运行，且操作简便、易用。
5. 可扩展性：作为一种长期发展的系统，系统也应留有足够的空间和设计思路，以容纳未来新的需求，如安全检修、实现自动化等方面的改进。
三、水力发电站集中控制系统的技术方案1. 选用合适的控制器和仪表水力发电站控制系统包括自动控制系统、实时检测系统和报警系统。
控制器是整个自动化控制系统的核心，只有控制器稳定可靠，才能确保系统正常运行。
同时，通过使用合适的仪表检测各个设备的入口、出口和各个环节的数据状态，以及按预置范围设置特定的报警警戒值，及时发现和处理问题。
2. 配备完善的通信网络水力发电站内部各设备之间需要通过信号传递和控制指令实现联动操作。
基于PLC的中小型水电站监控系统设计分析
基于PLC的中小型水电站监控系统设计分析摘要:在水资源丰富的地区修建中小型水电站是绿色环保和能源节约的重要措施。
对水电站的运行进行智能监控管理是提高管理效率和发电效率的有效措施。
本文从PLC设计水电站监控系统的角度,对水电站监控系统的建立进行深入分析。
关键词:PLC 水电站监控系统1 PLC技术概况PLC技术在中小型电站中的使用在分站层设备,使之可以在水电站的运行中完成数据采集、系统调控的工作。
从实际的应用和系统结构上看,PLC就是一种计算机控制系统,其系统的构成与计算系统相似都是由中央处理器和存储器、输入和输出接口、电源系统构成。
之所以采用PLC作为控制系统的核心设备主要是因为可以完成于工业基坑相连接同时更加的适应控制要求的编程语言。
在PLC应用于水电站是从20世纪的80年代开始的,主要是因为PLC通常是按照工业应用环境来进行设计和标准衡量的,其可靠性较高、抗干扰、编程简易、插接性能好等优点,因此很快得到了普遍的认可,一些系统集成商也围绕其进行了产品的改良。
但是由于PLC的设计原理差异问题,使得产品的功能和性能以及可构成的系统规模也出现了不同。
通常来看,选择PLC时应根据不同的水电站的安全性要求、功能性要求、控制规模、系统结构等方面的实际需求进行选取。
2 系统设计的总体思路在水电站控制系统中,要实现对水轮机组和配套自动控制设备的系统化构建应当对整个系统进行完整的设计和系统实现。
首先应了解在整个系统中需要完成控制的机械设备有:闸阀、水轮机、发电机、调速器、励磁装置、水位仪、机组控制平台、计算机中心等。
在自动化成对较高的中小型水电站,已经将传统的常规的励磁装置和调速器升级成带有通讯接口的计算机励磁器、自动化调速装置、同时将测量仪器也升级为智能化自动测量仪,这些自动化设备可以与机组的自动化控制平台相连接,通过通讯端口完成数据上传和指令实现。
另外,水电站的自控系统中最为核心的系统是机组控制部分,这部分实现控制的流程如下:机组基础数据通过采集系统,形成数据信号,然后经过PLC的处理,通过串联端口上传至中央控制计算机,计算机所加载的控制软件对这些数据进行处理,将机组的实时运行情况反映在控制中心的操控平台上,这样工作人员就可以利用主控机进行水电站的运行控制。
中、小型水电站综合自动化系统设计
１ Ｓ Ａ Ａ软件系统 。是整个 电站的核心系统。 ） ＣＤ 主要包含有数据采集、 人机操作、 事故报警、 图形组
收稿 日期 ： Ｏ９—０ ２０ ９—１ １ 作者简介 ： 何文生 （ ６ 一） ， １ ５ 男 云南文 山人 ， ９ 工程师 ， 主要从事水电站电气设计工作 。
１８ ０
图 ２ 厂 用 电主 接 线 图
ｃ Ｂ电源投入 １Ｂ带全厂负荷 ； ２ｃ Ｃ 如 Ｂ先带电后延 时切断 ３Ｃ Ｂ电源投入 ２Ｃ 带全厂负荷； １ Ｂ在 Ｂ 当 Ｃ 带全厂负荷时 ， Ｃ 来电时延 时切断 ９Ｚ Ｋ后投入 ２ Ｂ Ｋ
ｃ Ｉ． ＡＩ通讯服务器 、 Ｅ ／ Ｗ Ｂ服务器 和操作 员工作 站（ ２ 台） Ｓ Ａ Ａ监控系统软件、 及 ＣＤ 专业数据库软件等组
成。
与各现地层设备。主控层、 各现地层中各设备之间
由星型以太 网连接。间隔层主要 由通讯管理机 、 通 讯网络、 通讯设备来实现站控层与现地层之问的连
站控层 主 要 由一 台 Ｈ Ｐ服 务 器 组 成 数 据 服 务
器 ； ５台 Ｈ 由 Ｐ工 作 站 分 别 组 成 工 程 师 站 、 Ｎ— Ｏ
间隔层 主要实现各层 的信息交换 ， 了满足整 为 个电站安全、 稳定运行的要求及兼顾各现地层设备 间的距离问题 ， 间隔层 由 ６台带两路光纤接 口的霍 思曼环网交换机组成 ， 从而 以环 网形式 连接主控层
云南水力 发电
ＹＵＮ ＮＡＮ ＷＡＴ Ｒ ＷＥＲ Ｅ ｐＤ
第 ２ 卷 ６ 第２ 期
中 、 型 水 电站 综 合 自动化 系统 设 计 小
何文生
（ 云南省文山州水利电力勘察设计院 ， 云南 文 山 ６３０ ） ６ ００ 摘 要： 针对 中、 小型水电站的运行特点 、 技术标准和用户需求 ， 提出一种采用计算机 系统集成制造 的设 计思想 ， 充分利用各 种传
某水电站综合自动化系统设计
某水电站综合自动化系统设计摘要：对某水电站综合自动化监控系统的几个主要问题，包括系统硬件结构与配置，机组lcu配置主要功能、现地控制单元、开关站及公用控制单元等进行介绍。
可供中小型水电站综合自动化系统设计参考。
关键词：水电站自动化系统设计中图分类号：tv742 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-545-02一、工程概述某水电站装机3x1000kw，两台s11-2500主变（38.5/6.3kv），一台s11-800近区变（10.5/6.3kv），两台厂变， 35kv出线一回至某变电站。
水电站自动控制改造采用计算机综合自动化系统，按无人值班少人值守方式改造。
整个系统采用全开放的分层分布式系统结构，具备通讯调度的功能，同时预留远方调度、大坝测控系统、等通信接口。
可实现遥测、遥信、遥控、遥调功能。
二、系统结构及配置1、系统结构方案按照水电站计算机监控系统的改造原则和功能设置，为保证计算机监控系统具有安全可靠，经济实用、技术先进功能齐全和便于扩充等技术性能，实现电站无人值班（少人值守）运行的目标，水电站计算机监控系统采用分布式系统总线式网络结构，各单元采用标准模块，既便于功能和硬件的更新和扩展，又方便日常运行的维护。
2、厂站层结构及配置水电站计算机监控系统控制中心设备包括二台主机兼操作员工作站，二机互为冗余热备用，作为电站的控制中枢；一台通讯工作站；一台a4黑白激光打印机；一套网络设备；一套语音报警设备。
（1）主机兼操作员工作站电站控制级配置二台主机兼操作员工作站。
二台主机兼操作员工作站负责全厂的安全监视、控制操作、自动发电控制、自动电压调整、对各lcu及外部系统实时数据的采集和历史数据的处理（包括运行报表、设备档案、运行参数等）、人机对话（包括对运行设备的监视、事故和故障报警，对运行设备的人工干预及各种参数的修改和设置等）、时钟同步和通信管理功能。
（2）通讯工作站用于调度通讯和水情预报，具体配置同操作员工作站。
中小水电站自动化改造构想
；霉：塑。
墨凰．中小水电站自动化改造构想唐建平(广西百色市澄碧河水库管理局水电厂，广西百色533000)脯要]以计算机为基础的监控系统在电力领域应用是水电站现代化水平的重要标志。
本文简要分析了水电站自动化的发畏历程和现状，提出了基于计算机的监控系统的电站自动化和分层分布式水电站综合自动化系统的应用方式。
未来的电站自动化改造将以现代信息技术集成为核心，向管控数字化和一体化方向迈池鹾篷词]水电站；自动化；发展现戢；改造构想随着科学技术的迅猛发展，以计算机为基础的监控系统在电力领域应用日趋广泛，水电站自动化技术在我国现代电力工业的迅猛发展中起到了重要支撑作用，是电站二次系统的重大变革，其装置形式、功能配置以及操作方法都发生了根本变化，成为水电站现代化水平的重要标志。
其最终目的是提高发供电的可靠性，保证电能质量及电力系统经济安全运行，有效地改善水电站的工作条件和减少运行人员，最终提高水电站的运行效率和市场竞争力。
1水电站自动化的发展历程我国大中型水电厂自动化以计算机监控技术为平台，起步旱，管理规范，技术先进，经过二十多年的发展已经日趋成熟，而中小水电厂尤其是农村的小水电厂的自动化正处于一个推广应用快速发展的阶段。
中小水电站的自动化技术的发展大致分三个阶段：第一阶段：为20世纪70年代以前，基本为传统的机电电磁技术。
第二阶段：20世纪90年代期间，为计算机监控技术在中小水电站移植试点阶段，此阶段的状况是，模仿大中型水电厂的监控模式，将大中型水电厂的模式直接搬到中小水电站七来，少数厂家结合中小水电站的特点，研制开发出适合于中小水电站的计算机监控模式，并致力于推广应用。
第三阶段：2001年以来，在全国农村水电领域展开了全面推广现代化技术的工作，经过十多年的试点，中小水电站自动化水平已到一个关键的攻坚阶段。
目前中小型水电站的综合自动化改造得到了快速的发展，但由于管理相对落后，建设资金缺乏，技术力量不强，与先进的大型的电站管理仍有较大的差足巨o2水电站自动化的现状分析Z1机钼运行管理现状目前，我国大部分水电站的管理仍处在机组起停听从调度命令，设备运行维护需要现场巡回，缺乏高素质专业技术管理人才，有的水电站需采用人工记录来反映设备的运行状况，生产管理处在劳动密集型的阶段。
探索中小型水电站自动控制系统设计
探索中小型水电站自动控制系统设计摘要：自从水电站采用自动化控制系统以来,“少人值班”已在我国的水电站得到广泛的应用。
由于计算机监控技术、网络通信技术和水电站各种配套设备性能质量不断进步,质量不断提高,而且人们的观念和管理水平也在不断进步,这为水电站“完全无人值班”的实现提供了良好的条件。
关键词：水电站、自动控制前言水电站综合自动化系统必须以计算机监控系统为核心,通过全厂具有自动化功能的微机保护、微机励磁、调速器以及全厂的自动化元件等,来完成对整个水电站(甚至梯级电站或整个流域)的机组自动启停控制和监视、公用辅助设备的启停控制和监视、负荷的自动调节和分配,直至整个输电线路的运行全自动控制,并准确和上级调度部门进行数据通信。
1、水电站自动化系统设计思路1.1 调速器及其系统调速器故障时应有自动停机功能，压油装置应可靠工作，尽量采用16MPa以上油压的速器，应有自动插拔“锁定销”的装置，与上位机的通讯功能应良好，最好有以太网通讯口。
1.2 励磁系统采用双通道自并励的微机励磁系统；灭磁系统运行正常；采用环氧浇注变压器或干式变压器；与上位机的通讯功能良好，最好有以太网通讯口。
1.3 计算机监控系统水电站计算机监控系统是一个实时闭环的过程控制系统,它可以在给定电站总负荷或日负荷曲线的情况下，自动控制电站行,实现机组的自动启停、工况转换,负荷的自动调整和分配,各种开关的操作；也可以由运行人员通过控制操作工作站，以人机对话的方式进行上述控制和操作；也可由上一级调度中心的计算机系统下达命令进行控制和操作。
1.4安全保护系统主要建立以值班制度、设备巡检管理制度、设备缺陷管理制度、设备检修管理制度和设备维护管理制度等为主的制度体系。
人员的高素质是实现水电站“无人值班”的首要条件。
首先要从有水电站运行经验的员工中选择素质高、事业心强、敢于负责、具有与其工作相适应的文化程度的员工，进行相关岗位的技能培训，做到“一工多艺、一专多能”的原则。
小水电站完全无人值班综合自动化控制系统
前言本系统是一种小水电站完全无人值班综合自动化控制系统，采用分层、分布式，数字化、网络化架构，整个系统分现场实控网（也称现地控制单元或现场总线）、现场网络、基于互联网远程网络监控中心，采用自主研发的硬件模块和软件平台，完成水电站测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护、输配电、直流电源系统、水位(水库、前池、尾水的水位）等现场监控操作、远程网络监控操作.远程监控中心或监控机，通过互联网、现场网络实时采集、监控各水电站的各现场实控网（如发电机实控网、输配电实控网、水位监控实控网、直流电源实控网）中的参数,并进行数据处理和保存，由监控中心进行动态监管，及时掌握各被监控水电站的各发电机组、输配电设备情况，杜绝安全隐患，实施智能化调度运行.一、技术特点和主要功能(一)技术特点：1.开放性的网络：监控中心将以太网、互联网当通道,可直接访问、操作现场实控网的内存和引脚；2.系统可互访,实时性强;3.系统结构有高度分散性，现场环境的强适用性；4.系统具有极高的性价比；5.系统通信安全性高；6.全数字化通信。
(二)主要功能：1.对发电机组，可实现远程或现场开、停机,按设定的有功、无功运行；可远程或现场调节有功、无功。
2.可远程或现场监控、采集发电机运行参数、输配电设备状态及其电参数和非电参数、直流电源系统参数，具有应急报警功能;后台计算机可根据用户需要将采集参数进行分析和存储，对存储数据可历史查询。
3.可远程或现场设定发电机运行参数及其保护整定值,可设定主变、线路保护整定值；4.可远程或现场监控、采集水库（或前池)水位、尾水水位,根据水位智能调节发电机负荷，最大程度的有效利用水力资源,提高发电效益，并分析各小电站的各机组发电效率。
5.有远程拍照、录音功能，具有图像、音频存储、回放等功能.二、整个系统功能说明本系统采用分层、分布式，数字化、网络化架构，整个系统分现场实控网、现场网络、基于互联网远程网络监控中心，可完成水电站测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护、输配电、直流电源系统、水位（水库、前池、尾水的水位)等现场监控操作、远程网络监控操作.其系统框图如下：技术路线图如下：单座电站无人值班电站技术路线示意图多座电站无人值班技术路线示意图系统流程（以开停机指令来说明系统流程):远程开停机是指通过远程监控机（中心）对发电机组进行开机和停机指令的操作。
水电站自动控制系统设计
水电站自动控制系统设计作者：刘友鑫向冰来源：《科学与财富》2018年第01期摘要：设计中小型水电站自动控制系统的目的在于保证水电站能够正常的、有序的、安全的工作运行，保障水电站水轮机的发电质量，提高水电站周围电网的安全性，能够有效的提高水电站监控运行管理的自动化水平，保证水电站能够正常安全的运行，提高电站工作人员的工作条件，逐渐使得电站实现“无人值班、关门运行”的过渡，为水电站增加了经济效益，是水电站不可或缺的一个系统。
本文对于中小型水电站自动控制部分进行介绍。
关键词：水电站；自动控制；设计；计算机引言水电站最主要的机电设备是水轮机，水轮机具有结构简单，辅助工作的设备较少，容易实现自动化等特点，所以在实际的工作中不需要较多的运行管理人员。
水电站的发电是不需要任何的燃料的，发电量的多少取决于径流量，径流量越大，发电量越大，但是水电站的运行费用并不会随着发电量的增加而增加。
水电厂在整个消耗电能的过程中只占电站同期发电量的1%左右，十分的节约。
对于整个电力系统来说，在丰水期时，可以适当的减少火电机组的运行，这样可以有效的减少煤炭的燃耗，有利于降低发电成本，并且水轮机本身具有多方面的有点，可以做到随启随停，操作方面，可以灵活使用，对于电力系统的调峰、调频、调相等具有帮助作用。
1水电站特点由于水力发电是利用水头落差所具有的动能和势能进行发电，所以具有不消耗任何燃料、不产生污染物等特点，不会出现污染环境的问题。
水电站的建立一般都会建立水库，水库除了有发电的作用外，还有防洪、防汛等能力，对于河流和水体的天然径流具有调节作用。
但是水电站也会受到季节的影响，枯水期和丰水期对于水电站的发电量的影响是比较大的，这也是水电站一个比较显著的特点。
2水电站控制目的中小型水电站要实现自动控制的目的在于保证水轮机组能够正常、安全的运行，这样就能够保证发电的安全可靠，对于水电站事故的发生也能起到预防作用，保证水电站以及该区域整个电网的安全性，有利于水电站的优化，降低发电成本，减少工作人员的数量，最终实现无人化运行。
水电站的自动化控制系统设计与实现
水电站的自动化控制系统设计与实现引言在现代社会中，能源的需求与日俱增，对于清洁、可再生能源的发展也越来越重视。
水电站作为一种常见的清洁能源发电方式，在能源行业中具有重要的地位。
为了提高水电站的效率、安全性和可靠性，自动化控制系统被广泛应用于水电站的设计与实现中。
本文将探讨水电站的自动化控制系统的设计与实现方法，以及其对于水电站运作的重要性。
1. 水电站的基本原理水电站是利用水能转化为电能的发电设施。
其基本原理是利用水流的动能驱动水轮机，再经过发电机的转化将机械能转化为电能。
为了保证水电站的正常运行，需要有一个可靠、高效的控制系统来实现对水轮机和发电机的控制。
2. 自动化控制系统的概述自动化控制系统是指利用计算机技术、仪器仪表和传感器等设备，对生产过程进行全面、自动控制的系统。
在水电站中，自动化控制系统扮演着重要的角色，通过实时监测和控制水轮机的转速、水流量、水位等参数，实现对水电站的运行进行全面而精细的控制。
3. 自动化控制系统的设计在水电站的自动化控制系统设计中，需要考虑多个方面的因素，包括安全性、可靠性、灵活性和经济性等。
首先，安全性是自动化控制系统设计的重要考虑因素之一。
水电站作为一种特殊的设施，其工作环境相对复杂，存在一定的安全风险。
因此，在设计自动化控制系统时，应该考虑到水电站运行过程中可能发生的各种安全事件，并采取相应的措施来保证设备、人员和环境的安全。
其次，可靠性也是自动化控制系统设计中的一个关键点。
水电站作为能源发电设施，需要保证其在各种环境条件下都能稳定运行。
因此，在自动化控制系统的设计中，应该采用可靠的传感器和仪表设备，以及稳定的控制算法，保证水电站的可靠性和稳定性。
同时，灵活性也是自动化控制系统设计中需要考虑的因素之一。
随着技术的不断发展，水电站的设计和运行方式也在不断变化。
因此，自动化控制系统的设计应该具有一定的灵活性和可扩展性，以适应新的技术发展和需求变化。
最后，经济性也是自动化控制系统设计的一个重要目标。
中小型水电站自动控制系统设计
中小型水电站自动控制系统设计摘要：我国智能电网发展战略现已全面启动，对水电站的生产管理和自动化水平要求进一步提高，作为智能电网发电环节的重要组成部分，进行智能化水电站建设和改造，是配合国家智能电网建设战略发展的必然趋势，对于提高整个水电行业的建设及运营水平具有重要意义。
在此背景下，自从水电站采用自动化控制系统以来,“少人值班”已在我国的水电站得到广泛的应用。
由于计算机监控技术、网络通信技术和水电站各种配套设备性能质量不断进步,质量不断提高,而且人们的观念和管理水平也在不断进步,这为水电站“完全无人值班”的实现提供了良好的条件。
关键词：水电站、自动控制前言：水电站综合自动化系统必须以计算机监控系统为核心,通过全厂具有自动化功能的微机保护、微机励磁、调速器以及全厂的自动化元件等,来完成对整个水电站(甚至梯级电站或整个流域)的机组自动启停控制和监视、公用辅助设备的启停控制和监视、负荷的自动调节和分配,直至整个输电线路的运行全自动控制,并准确和上级调度部门进行数据通信。
与变电站相比，水电站涉及的设备与系统更多更复杂，技术标准与规范还需完善，智能化建没遇到的问题技术难度更大，开展水电站智能化建设和改造将需要一个相当长的时期，需要不断的研究、完善和提高。
一、水电站自动化系统设计思路1.1调速器及其系统调速器故障时应有自动停机功能，压油装置应可靠工作，尽量采用6MPa以上油压的调速器，应有自动插拔“锁定销”的装置，与上位机采用以太网通讯。
1.2励磁系统采用双通道自并励的微机励磁系统；灭磁系统运行正常；采用环氧浇注变压器或干式变压器；与上位机采用以太网通讯。
1.3计算机监控系统水电站计算机监控系统是一个实时闭环的过程控制系统,它可以在给定电站总负荷或日负荷曲线的情况下，自动控制电站实现机组的自动启停、工况转换,负荷的自动调整和分配,各种开关的操作；也可以由运行人员通过控制操作工作站，以人机对话的方式进行上述控制和操作；这实际上并不是有效的预防一次设备故障的方法，只是起到事后弥补的作用，不仅有较大的检修成本，而且实施起来颇有难度。
中小型水电站完全无人值班自动化系统的研究
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中小型水 电站 完全 无人值班 自动化 系统的研 究
袁江锋 文建辉 苗红雷 （ 自科技股份有限公 司 湖南长沙 ４００ ） 华 １２５
【 摘
要】我 国中小型水 电站 已实现 了 “ 少人 值班”的综合 自动化 系统 ， 没有实现 “ 还 完全 无人值班 ”的运行模 式 ；经
水利部试 点，在湖 南省 慈利县赵 家垭 水电站 、吉林省 临江市贾家营水 电站及 云 南省 师宗县 冒７－ 水电站等初 步实现 了水电 ｇ￣ ｑ
站 “ 完全无人值班”的运行模式 ，水 电站值班放在距 电站 ３ ～７ ｍ外的县城。在试点的基础上 ，讨论 了各种情况下的 “ ０ ０ｋ 完
向 “ 字化 变 电站”发 展 ；而 中小型水 电站则 刚刚 数 开 始进 行 “ 全无 人值 班 自动化 系统 ” 的试 验 。 完
自 从水 电站采 用 “ 综合 自动化 系统 ” 以来 ，
“ 少人 值 班 ” 已在 我 国 的水 电 站 得 到 广 泛 的应 用 。
由于计算机监控技术 、网络通信技术和水电站各种 配套设备性能质量不断进步 ，质量不断提高，而且 人们 的观念和管理水平也在不断进步 ，这为水电站 “ 完全无人值班”的实现提供了 良好 的条件。为了
收 稿 日期 ：２ １ —０ —１ ０１ ８ ８
１３ 条件 。
作者简介 ：袁江锋 （９９ ，男 ，工程师 ，主要从事 电力 １７ 一） 系统发配电 自动化系统技术研制工作。
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水电站要实现 “ 完全无人值班” ，应该具备 下
列 ４个 条件 ：
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中小型水电站自动控制系统设计
作者：冯犇
来源：《电子技术与软件工程》2018年第05期
摘要自动控制系统能提高水电站运行管理的自动化水平以及改善系统维护人员的工作条件和环境，使水电站有人值班变成“无人值班”。
本文就水电站的特点和水电站控制的目的过渡到自动控制系统的设计思路，为以后水电站自动控制系统研究提供参考经验。
【关键词】中小型水电站自动控制系统特点目的设计思路
水电站的主要动力来源是水轮机组，不仅结构简单，所需辅助设备也不多，容易实现少人管理和自动化。
另外，水轮机组开停便捷迅速，调整方便。
水轮机组从静止状态过渡到满负荷运行一般只需要1-2分钟，能灵活调频、调相和调峰，发生事故时还能备用。
水电站的耗电量仅占同期发电量的百分之一，既降低了控制系统的发电成本、耗煤量，又提高了系统运行的经济性。
1 水电站特点
随着我国社会经济的发展，水力发电的程度也越来越高，因为水利发电既无环境污染，对洪水的防治也有一定作用。
水电站在运行的时候不消耗任何燃料，所以不会产生粉尘、废渣等有害物体，因此对环境无任何污染。
水力发电受径流影响较大，而径流在年际间或年内经常出现变化较大的现象，尽管多数水电站能借助水库的调节能力减小这种现象的影响程度，但是无法完全平衡径流的变化。
水电站在丰水期发电量大，但是在枯水期由于缺乏水力而达不到相应的发电量，正是这种自然条件的制约，形成了水电站发电量变化大的特点。
2 水电站控制目的
2.1 提高水电站设备运行的安全性和可靠性
水电站设备在运行的时候经常会出现不正常或事故的现象，如果运行人员在处理事故的时候误操作，很有可能使事故产生其他危害。
如果在水电站运行中加入自动控制装置，则可有效避免事故的发生。
当设备运行不正常的时候，自动控制系统就会发出警报，以引起设备运行人员的注意：当水电站设备发生故障的时候，自动控制系统能及时停机，避免事故扩大化，为水电站设备运行的安全性和可靠性提供保障。
2.2 减少劳动人员，降低水电站运行成本
水电站自动控系统几乎取代了设备操作人员对水电站设备的调节控制，使得设备运行人员对设备操作的工作量大大减少，真正让水电站从有人值班变为少人值班或无人值班，实现自动
控制系统的作用。
由于操作人员的减少，水电站的很多基础设施都会相应减少，在操作人员减少的同时，水电站的发电成本和运行费用也有所降低。
3 中小型水电站自动控制系统设计思路
早期水电站计算机控制系统因为技术和价格的影响而以集中式为主，水轮发电机组的监测、辅助设备的监测，线路监测等都仅由一套计算机来完成。
由于计算机性能的限制，集中式水电站控制系统还无法代替传统的自动控制系统，例如：辅助设备的控制、机组的停开机控制等都是由传统的自动控制系统来完成。
而集中式计算机控制系统主要监测的也仅仅是线路电流、机组、电压功率等参数，由于需要完成的项目太多，导致计算机控制的速度、实时性比较差。
此外，因为只有一台计算机，如果出现硬件或软件故障，所有的自动控制系统都将崩溃，可靠性比较低。
随着计算机技术的迅猛发展，计算机应用已经非常普及，相对的，价格也比较低。
特别是小型可编程控制器PLC的发展，真正实现了小型水电站从传统的控制方法转变为计算机控制系统。
为了保证水电站的稳定性、可靠性以及经济比较，在设计的时候通常采用分层分布式结构。
所谓分层分布结构即分为上下两层，上一层为上位机，主要由工控机来担当，所用软件为国内较为常见的组态王6.0或者是6.5；而下一层是当地控制单元，下位机一般选择小型可编程序控制器SIMATIC S7-200的PLC来担当，这主要是因为现阶段的PLC对中小型水电站的改造技术完全适应，下一层软件采用的是SIMATIC STEP7-Micro/Win32。
此外，系统的主机为水轮发电机组，还辅以其他监测设备。
整体结构图如图1所示。
从图1中可以看出，当地控制单元与上位机之间的通讯主要由SIMATIC S7-200内部集成的PPI借口来完成，该软件完全遵守西门子S7-200PLC专用的PPI通讯协议，其物理特征为RS485，连接材料采用的是一般性两芯屏蔽双绞电缆，连接后通讯的波特率最高可达
187.5kbit/s，不过平常状态下波特率为9.6kbit/s。
PPI通讯联网的接口与S7-200系列CPU上集成的编程口是同一个。
PPI通讯协议在该系统的应用使得通讯变得异常简单，只需使用NEYW 和NETR两条语句就可传递数据信息，不需要再配置额外的软件或模块。
PPI通讯是一种令牌式的传递网，在不加入中继器的时候，最多能容纳31个S7-200系列PLC，以OP/TP或TD200（插MPI卡）的上位机为站点，由站点和PLC共同构成适应中小型水电站自动控制系统要求的PPI网络。
在整体的结构中，现场的采集量分为电气量和非电气量两种，这两种采集量都是中小型水电站所必须具备的监测量。
同时，在结构中一般选择中小型水电站，水轮发电机组为两台，其中一台的主变压器以供电系统形式作为控制系统的监测对象。
4 结束语
该自动控制系统在黔南州罗甸县石门坎水电站已运行五年多，系统各方面运行也良好，为其他水电站自动控制系统运行提供宝贵的实践经验。
参考文献
[1]何玉雄.综述水电站自动控制系统的设计[J].大科技，2012（02）：167-168.
[2]周荣富.中小型水电站自动控制系统设计[J].机械与电子，2010（s1）：182-184.
作者单位
贵州省黔南州水利水电勘测设计院贵州省都匀市 558000。