水电站综合自动化装置总论水电厂自动化系统在国内应用已经有20多年。在这20多年里，随着微机硬件功能的不断强大、通信技术的不断进步、软件思想的不断发展，水电厂的综合自动化技术也开始向着运行更为可靠、功能更为完善的方向发展，系统的开放型、扩展性也得到了很大的提高。总论随着电力系统的进一步发展，尤其是大量的中小型水电厂的出现，对于水电厂自动化的模式提出了新的要求。传统的水电厂自动化系统虽然完全能够满足中小型水电厂的自动化需求，但成本过高；并且系统结构复杂，对于技术水平相对比较薄弱的中小型水电厂的运行维护人员而言，掌握起来难度较大。因此逐渐提出了一种新的自动化系统模式：利用先进的通讯技术，将传统水电厂自动化系统中的监控、保护、调速、励磁等独立的部分整合在一起，形成水电厂综合自动化系统，其成本更低，配置更加简单，网络更加清晰，更适用于中小型水电厂的自动化系统。水电厂自动化系统的演变1水电厂自动化系统的传统模式该结构的特点机械和电气部分的控制由独立的自动控制装置实现（如调速、励磁、保护等装置）；监控系统所需要的所有测点都通过所带的I/O模块接入硬接线采集，成本高；监控系统所能获得的电气信号点数少，投资大（交流变送器）；获取各个电气、机械控制子系统的信息少；含有旋转部件的工控机，可靠性较低，硬件成本和维护量较大；水电厂自动化系统的演变2集调速、励磁、保护、监控于一体的自动化系统，实现单元控制模式。该结构的特点大大增强了各个子系统间的信息共享和交换功能，可以获得更为丰富的现场信息；减少了大量子系统间电缆，有效降低了成本；对各个设备配置单元式的测控装置，维护更为方便（变电站综合自动化模式）；对于有功无功调节由调速和励磁单独完成，调节效果更为出色；对通信的要求非常高。发展过程总结由于通信和计算机技术水平的提高，通信的可靠性越来越能够得到保证，因而以往的认为十分可靠的硬接线正在逐步被专用装置的通讯所取代；水电厂电气控制子系统的功能也由于硬件性能的提升而逐步得到了完善。装置的功能增加了，而相应的硬件数目减少了。综合自动化系统正在朝着功能更加完善、结构更加紧凑、单元式、维护更加简便、使用更加简单、成本更为低廉的方向发展；当前监控系统的构成当前监控系统的构成要点1.以通用的PLC作为监控系统现地控制的核心部件，完成现地数据采集、设备状况监视、设备控制操作等功能；2.以硬接线的连接完成和其它系统的主要交互功能;以装于现地的工控机或其它通讯装置，实现与其它系统的通讯功能；3.以PLC的通讯口或现地工控机的通讯口，与上位机进行通讯，实现中控室集控功能。4.以上位机中的通信机通过电力载波或光纤网络和网调、梯调系统通信。当前监控系统的结构现有的监控系统基本都是按照大型水电厂的框架来设计的。优点在于功能完善、可靠性高；缺点是系统结构复杂、成本高、对使用和维护者的要求高。面向小型水力发电厂(站)的自动化装置是专门针对中小型水电厂(站)而设计的，突出了主设备的主要功能以及各功能模块间的配合，集成度高、针对性强、成本低。该装置集测量、控制、保护、调速、励磁等功能于一体。由于对功能进行了有效整合，因而减少了设备的冗余配置，可以最大限度地增强易用性和降低成本。综合自动化装置的提出综合自动化装置的整体结构上位机替代方案综合自动化装置机组单元的结构示意图：机组LCU构成要点◆◆主主控(CPU)模块采用自行研制的智能PLC作为核心模块，完成机组测量、控制、调节等功能。如自动开停机、运行工况转换、事故停机等逻辑操作功能；有功、无功负荷自动调节功能；事故、故障报警功能；完成对导叶、轮叶、温度等的测量；完成自动准同期的调节和检定功能；完成与上位机的通讯功能。◆◆I/O模块I/O模块包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、温度量输入模块等。完成系统调度、I/O数据采集控制、数据预处理和模块自诊断等功能；并通过CAN现场总线完成与控制(CPU)模块的数据及信息交换。其指示灯能显示模块运行、模块故障、CAN网运行状态等。◆◆通讯模块满足机组对外串行通...
