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摘要本文分析了金华九峰电站监测保护管理信息系统研究现状及发展趋势，通过分析金华九峰水电站监测保护系统的实际情况，合理选择了电站监控保护系统的硬件结构，介绍了水电站监控保护系统的基本原理和总体设计，以及水电站监控保护系统软件特点。主要从水电站监测保护管理信息系统的建设入手，通过对金华九峰水电站的需求出发，对金华九峰水电站监测保护管理系统进行总体设计，提出了金华九峰水电站监测保护管理系统硬件功能结构，设计了软件管理系统，并总结了金华九峰水电站监测保护管理系统的软件功能特点，最终通过水电站管理的信息化，实现对金华九峰水电站各种设备信息进行采集和处理，实现对金华九峰水电站的自动监视、控制、调节和保护，确保水电站设备安全稳定运行，实现无人值班的目标，提高经济效益。
关键字水电站,监测保护管理系统，LCU，设计开发，上位机，下位机
中图分类号:TV731文献标识码：A
一 引言
小型水电站进行监测保护管理，目的是对电站相关设备信息进行数据采集和数据处理，通过分析信息化手段，对水电站的设备进行自动监视和控制，并且对设备进行调节和保护，确保水电站设备安全稳定运行，同时按照电力系统要求，对水电管理进行优化，确保水电站安全稳定运行，减少运行与维护成本，减轻敏繁琐的人工值班，减少工作人员劳动强度。
所谓水电站计算机监控系统，是指通过计算机手段，对水电站相关设备进行数据采集和数据处理，实现水电站自动监测和控制，同时对水电站设备进行调节和保护。目前各单位的水电站监测保护管理系统，主要功能相近，但有一些区别，管理系统与各水电站的需求相关，但对水电站的设备监控的基本功能相同，基本上都通过监测电站设备，分析设备的运行情况，根据水电站水能状况和电力调度要求，对水电站设备进行自动控制，有效调节机组发电。同时通过各项管理措施，对水电站设备出现的故障及时报警，确保水电站设备与人员的安全。
金华九峰水电站计算机监控系统的典型结构包括：单计算机分层分布式结构、双计算机系统或双计算机系统带前置机分层分布式结构、多计算机或多计算机系统带前置机分层分布式结构。
二金华九峰水电站监测保护管理系统的系统总体设计
系统的体系采用C/S结构。利用大型数据库来对数据进行集中管理。根据当前计算机领域的技术状况和发展趋势，小水电检测保护管理系统的开发将立足于最先进且成熟的主流技术和主流产品，在技术开放和高度集成的基础上进行高层次的应用开发。在保证高度安全可靠的前提下，达到系统易用性、可维护性和可扩展性。
本监控系统采用两级分布式计算机监控系统，第一层又称电站层，由监控计算机组成，主要显示全站三台机组的运行状况，并将各种参数打印输出;同时还具有RTU通信接口，可与上级调度进行通信，组成一个综合自动化网络。如图1所示。
图1 金华九峰水电站监测保护管理系统总体设计
第二层即机组控制层，由四台现场控制单元LCU组成。每台机组为一个现场控制单元(LCU )，发电机的自动程序控制完全由LCU完成，机组的保护、信号显示、测量、计量全部由智能保护单元和智能电子仪表来实现。在每个LCU中，PLC对机组的状态和参数进行实时采集，接收上位机发出的各种控制调节指令，对机组进行控制。调速器、励磁调节器和同期装置作为执行装置。
三金华九峰水电站监测保护系统硬件功能结构
根据设计的金华九峰水电站检测保护系统的总体设计，金华九峰水电站检测保护系统的硬件结构为分层式结构，由主控级和现场控制级二部分组成。
主控级设备清单如下：
计算机主机2台、操作用工作站2套、培训工作站1套、通讯用服务器1套、语音报警用工作站1套、厂长查询管理用终端1套、GPS同步时钟设备1套、可供冗余备用的UPS电源1套、计算机网络设备1套、网络打印机两台、调度用调制解调器1台、中控室操作台1套。
现场控制级设备清单如下：
机组LCU3套、公用开关站LCU1套、现场LCU控制单元4套。
为了提高金华九峰水电站检测保护系统的实时性及可靠性，系统采用分布式体系结构，也就是功能分布和分布式数据库系统。检测保护系统由主控级和现场控制级两层组成，两层之间采用开放式的光纤以太网络，各个LCU中都有各自的单元数据库，系统执行指定的任务，系统通过网络与其它节点通讯。金华九峰水电站监控系统由主控级及现场控制级共同完成。水电站控制方式包括现场控制方式、电站控制方式和上级调度部门控制方式，水电站调节方式包括现场调节方式、电站调节方式和上级调度部门调节方式。水电站现场控制单元有“现场/远方”切换开关可实现现场与远程的切换;另外，水电站主控级同样设有“电站控制/上级控制”开关，用来切换电站控制和上级控制，水电站设有的“电站调节/上级调节”切换电站调节和上级调节。水电站控制调节方式按照现场控制级、电站控制级和上级调度级的优先顺序。
四金华九峰水电站监测保护系统软件功能特点
金华九峰水电站监测保护系统运行于具有多任务32位的Microsoft Windows NT的操作系统。采用计算机领域先进的组态软件进行系统设计，结合VB、VC、JAVA等開发工具进行混合开发系统软件，软件实现了贴近于工程应用客观对象，并提供给使用者集成环境下的简便快速生成工具，构造控制系统，以及完成现场调试和维护。本系统具有丰富的人机界面，提供给运行人员友善的接口，操作既方便又安全，既简单又可靠，既发挥多窗口的特点，又满足运行人员的习惯。
金华九峰水电站监测保护系统软件功能特色软件特点如下：
系统模块化设计，软件按照标准化进行功能划分。
根据水电站监测保护系统的功能要求，通过数据库菜单配置生成I/O测点，便于数据修改。
采用事件驱动方式，立刻处理和此事件有关的数据库工作。
系统采用图形化界面，按对象进行连接，画面可按对象复制。
软件提供事故报警功能，通过语音报警系统生成语音提示、音响报警，同时在软件界面中弹出警示窗口，对事故进行多种报警提示机制。
提供数据库管理功能，编程采用简单方式输入，能够支持在线调试和修改，并对实时数据进行检索。
系统具有自定义设置功能，通过对数据库进行设置从而达到系统配置的目的，设立不同级别的用户等级，提供不同的操作权限。系统提供基于网络的远程操控功能，针对遥控命令提出遥控操作校验认证，确保遥控操作的合法化以及系统运行的安全性。
通过专家数据库的维护管理，对监测数据进行可靠性、合理性的检查，减少系统误报警和不报警。
系统提供报表管理功能，通过OLE生成EXCEL数据输出，在报表中嵌入曲线、圆饼图、直方图等制作图文混排的报表格式。
软件具有系统自诊断功能，能够诊断出各种设备的通讯状态，及时在窗口中提示操作人员。系统软件还提供一键恢复功能，提供系统快速维修。
五总结
金华九峰水电站监测保护管理系统方案设计中，它综合应用了计算机、通讯网络控制，智能化及现场总线等多项技术，较全面地实现了水电站监控过程的微机化、软件化、网络化及信息化，使水电站生产运行过程自动化水平得到全面的、切实的提高。
金华九峰水电站监测保护管理系统在试运行期间，系统稳定可靠，人机界面友好，操作简单，反应快速，极大地减轻了运行及检修维护人员的劳动量，运行人员十分乐意使用;整个系统的软硬件配置和功能均满足“无人值班”(少人值守)的要求，具有明显的经济效益。
参考文献
[1]方辉钦.现代水电厂计算机监控技术与试验.北京:中国电力出版社，2004.
[2]陈邦蓉.水电厂计算机监控系统发展趋势[[J].四川电力技术.2003.5.
[3]陈德树.计算机继电保护原理与技术.北京:中国电力出版社，2004: 6-12.
关键字水电站,监测保护管理系统，LCU，设计开发，上位机，下位机
中图分类号:TV731文献标识码：A
一 引言
小型水电站进行监测保护管理，目的是对电站相关设备信息进行数据采集和数据处理，通过分析信息化手段，对水电站的设备进行自动监视和控制，并且对设备进行调节和保护，确保水电站设备安全稳定运行，同时按照电力系统要求，对水电管理进行优化，确保水电站安全稳定运行，减少运行与维护成本，减轻敏繁琐的人工值班，减少工作人员劳动强度。
所谓水电站计算机监控系统，是指通过计算机手段，对水电站相关设备进行数据采集和数据处理，实现水电站自动监测和控制，同时对水电站设备进行调节和保护。目前各单位的水电站监测保护管理系统，主要功能相近，但有一些区别，管理系统与各水电站的需求相关，但对水电站的设备监控的基本功能相同，基本上都通过监测电站设备，分析设备的运行情况，根据水电站水能状况和电力调度要求，对水电站设备进行自动控制，有效调节机组发电。同时通过各项管理措施，对水电站设备出现的故障及时报警，确保水电站设备与人员的安全。
金华九峰水电站计算机监控系统的典型结构包括：单计算机分层分布式结构、双计算机系统或双计算机系统带前置机分层分布式结构、多计算机或多计算机系统带前置机分层分布式结构。
二金华九峰水电站监测保护管理系统的系统总体设计
系统的体系采用C/S结构。利用大型数据库来对数据进行集中管理。根据当前计算机领域的技术状况和发展趋势，小水电检测保护管理系统的开发将立足于最先进且成熟的主流技术和主流产品，在技术开放和高度集成的基础上进行高层次的应用开发。在保证高度安全可靠的前提下，达到系统易用性、可维护性和可扩展性。
本监控系统采用两级分布式计算机监控系统，第一层又称电站层，由监控计算机组成，主要显示全站三台机组的运行状况，并将各种参数打印输出;同时还具有RTU通信接口，可与上级调度进行通信，组成一个综合自动化网络。如图1所示。
图1 金华九峰水电站监测保护管理系统总体设计
第二层即机组控制层，由四台现场控制单元LCU组成。每台机组为一个现场控制单元(LCU )，发电机的自动程序控制完全由LCU完成，机组的保护、信号显示、测量、计量全部由智能保护单元和智能电子仪表来实现。在每个LCU中，PLC对机组的状态和参数进行实时采集，接收上位机发出的各种控制调节指令，对机组进行控制。调速器、励磁调节器和同期装置作为执行装置。
三金华九峰水电站监测保护系统硬件功能结构
根据设计的金华九峰水电站检测保护系统的总体设计，金华九峰水电站检测保护系统的硬件结构为分层式结构，由主控级和现场控制级二部分组成。
主控级设备清单如下：
计算机主机2台、操作用工作站2套、培训工作站1套、通讯用服务器1套、语音报警用工作站1套、厂长查询管理用终端1套、GPS同步时钟设备1套、可供冗余备用的UPS电源1套、计算机网络设备1套、网络打印机两台、调度用调制解调器1台、中控室操作台1套。
现场控制级设备清单如下：
机组LCU3套、公用开关站LCU1套、现场LCU控制单元4套。
为了提高金华九峰水电站检测保护系统的实时性及可靠性，系统采用分布式体系结构，也就是功能分布和分布式数据库系统。检测保护系统由主控级和现场控制级两层组成，两层之间采用开放式的光纤以太网络，各个LCU中都有各自的单元数据库，系统执行指定的任务，系统通过网络与其它节点通讯。金华九峰水电站监控系统由主控级及现场控制级共同完成。水电站控制方式包括现场控制方式、电站控制方式和上级调度部门控制方式，水电站调节方式包括现场调节方式、电站调节方式和上级调度部门调节方式。水电站现场控制单元有“现场/远方”切换开关可实现现场与远程的切换;另外，水电站主控级同样设有“电站控制/上级控制”开关，用来切换电站控制和上级控制，水电站设有的“电站调节/上级调节”切换电站调节和上级调节。水电站控制调节方式按照现场控制级、电站控制级和上级调度级的优先顺序。
四金华九峰水电站监测保护系统软件功能特点
金华九峰水电站监测保护系统运行于具有多任务32位的Microsoft Windows NT的操作系统。采用计算机领域先进的组态软件进行系统设计，结合VB、VC、JAVA等開发工具进行混合开发系统软件，软件实现了贴近于工程应用客观对象，并提供给使用者集成环境下的简便快速生成工具，构造控制系统，以及完成现场调试和维护。本系统具有丰富的人机界面，提供给运行人员友善的接口，操作既方便又安全，既简单又可靠，既发挥多窗口的特点，又满足运行人员的习惯。
金华九峰水电站监测保护系统软件功能特色软件特点如下：
系统模块化设计，软件按照标准化进行功能划分。
根据水电站监测保护系统的功能要求，通过数据库菜单配置生成I/O测点，便于数据修改。
采用事件驱动方式，立刻处理和此事件有关的数据库工作。
系统采用图形化界面，按对象进行连接，画面可按对象复制。
软件提供事故报警功能，通过语音报警系统生成语音提示、音响报警，同时在软件界面中弹出警示窗口，对事故进行多种报警提示机制。
提供数据库管理功能，编程采用简单方式输入，能够支持在线调试和修改，并对实时数据进行检索。
系统具有自定义设置功能，通过对数据库进行设置从而达到系统配置的目的，设立不同级别的用户等级，提供不同的操作权限。系统提供基于网络的远程操控功能，针对遥控命令提出遥控操作校验认证，确保遥控操作的合法化以及系统运行的安全性。
通过专家数据库的维护管理，对监测数据进行可靠性、合理性的检查，减少系统误报警和不报警。
系统提供报表管理功能，通过OLE生成EXCEL数据输出，在报表中嵌入曲线、圆饼图、直方图等制作图文混排的报表格式。
软件具有系统自诊断功能，能够诊断出各种设备的通讯状态，及时在窗口中提示操作人员。系统软件还提供一键恢复功能，提供系统快速维修。
五总结
金华九峰水电站监测保护管理系统方案设计中，它综合应用了计算机、通讯网络控制，智能化及现场总线等多项技术，较全面地实现了水电站监控过程的微机化、软件化、网络化及信息化，使水电站生产运行过程自动化水平得到全面的、切实的提高。
金华九峰水电站监测保护管理系统在试运行期间，系统稳定可靠，人机界面友好，操作简单，反应快速，极大地减轻了运行及检修维护人员的劳动量，运行人员十分乐意使用;整个系统的软硬件配置和功能均满足“无人值班”(少人值守)的要求，具有明显的经济效益。
参考文献
[1]方辉钦.现代水电厂计算机监控技术与试验.北京:中国电力出版社，2004.
[2]陈邦蓉.水电厂计算机监控系统发展趋势[[J].四川电力技术.2003.5.
[3]陈德树.计算机继电保护原理与技术.北京:中国电力出版社，2004: 6-12.