水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)和研究

金永琪

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)和研究

金永琪

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

摘要：針對(duì)我院發(fā)電廠及電力系統(tǒng)課程和專(zhuān)業(yè)發(fā)展的要求，為了滿足學(xué)生培養(yǎng)的硬件要求，開(kāi)展了該實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)。本實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)采用了胖客戶端的設(shè)計(jì)，結(jié)合分層分布式網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，采用最新的現(xiàn)地控制技術(shù)、上位機(jī)組態(tài)編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的完成和建設(shè)。結(jié)果表明，該平臺(tái)提高了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)技能，提高了就業(yè)率。

關(guān)鍵詞：水電站；計(jì)算機(jī)監(jiān)控；實(shí)訓(xùn)平臺(tái)；系統(tǒng)

1引言

機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)是綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)學(xué)、電氣學(xué)、電工學(xué)、電機(jī)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的基本理論和知識(shí)，對(duì)電廠及變電站電氣設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控、優(yōu)化、調(diào)度和管理的一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。隨著我國(guó)水電站及變電站電氣綜合自動(dòng)化全面建設(shè)和發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施，水電站及變電站電氣綜合自動(dòng)化建設(shè)步伐將加快，人們對(duì)綜合自動(dòng)化要求不斷提高，社會(huì)急需大批高素質(zhì)的機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才。因此，培養(yǎng)機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才，將滿足社會(huì)和市場(chǎng)對(duì)機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才的需求，并對(duì)水電站及變電站綜合自動(dòng)化的建設(shè)起到促進(jìn)作用。因此，機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)具有良好的發(fā)展前景，建設(shè)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正是適應(yīng)機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)發(fā)展所需。

依據(jù)機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)計(jì)劃，急需加強(qiáng)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)。根據(jù)《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理》、《電網(wǎng)監(jiān)控及自動(dòng)化》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》、《電氣設(shè)備》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電力系統(tǒng)分析》等課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，以下從硬件基礎(chǔ)、軟件基礎(chǔ)、教學(xué)基礎(chǔ)三個(gè)方面來(lái)探討建設(shè)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已經(jīng)具備的良好條件。

2總體設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)多方考察和調(diào)研，目前一些水利和電力院校已建的計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室照抄水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控的實(shí)際模式，很不實(shí)用。因?yàn)樗娬居?jì)算機(jī)監(jiān)控的實(shí)際模式是面向水電站而建設(shè)的，而不是面向教學(xué)。在水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控的實(shí)際模式中，現(xiàn)有的水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有2種：分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)和集中式監(jiān)控系統(tǒng)[1]。分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)分為電站主控層和現(xiàn)地控制單元層（LCU），現(xiàn)地控制單元層具有工業(yè)控制微機(jī)或PLC，電站主控層由各功能的工作站組成，整個(gè)系統(tǒng)用局域網(wǎng)（LAN）進(jìn)行聯(lián)接。集中式監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)現(xiàn)地控制單元，由1臺(tái)計(jì)算機(jī)承擔(dān)人機(jī)接口和遠(yuǎn)動(dòng)功能。如某電站有2臺(tái)機(jī)組，無(wú)論采用分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)還是采用集中式監(jiān)控系統(tǒng)，其建成的計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，只能用來(lái)參觀，而沒(méi)有足夠的客戶端計(jì)算機(jī)供學(xué)生上機(jī)操作。水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控的實(shí)際模式是按照“少人值班”、“無(wú)人值守”等原則設(shè)計(jì)的，采用的“瘦”客戶端設(shè)計(jì)理念，與教學(xué)中需要滿足盡量多的學(xué)生作實(shí)驗(yàn)的理念背道而馳的。為此，我們機(jī)電系經(jīng)過(guò)深入的研究，決定采用一種新的面向教學(xué)的水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)架，這里我們稱(chēng)之為“肥”客戶端解決方案。“肥”客戶端解決方案充分考慮了教學(xué)、科研、培訓(xùn)以及考試等需求，是一個(gè)采用現(xiàn)有的技術(shù)完全能夠?qū)崿F(xiàn)的綜合計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下頁(yè)圖1所示。從圖1可以看出，各模擬發(fā)電廠及開(kāi)關(guān)站，母線及線路電量由各發(fā)電廠控制器及三相電量智能監(jiān)測(cè)儀采集并傳送至主站，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)功能；各開(kāi)關(guān)，斷路器狀態(tài)通過(guò)PLC采集后，傳送至主站，實(shí)現(xiàn)遙信功能；PLC接受并執(zhí)行主站發(fā)送的命令，完成對(duì)斷路器的分合閘操作，實(shí)現(xiàn)遙控功能；各發(fā)電機(jī)廠控制器（微機(jī)調(diào)速器和微機(jī)勵(lì)磁器）接受并執(zhí)行主站發(fā)送的調(diào)度命令，調(diào)整發(fā)電機(jī)的有功和無(wú)功出力，實(shí)現(xiàn)遙調(diào)功能。

服務(wù)器主站采用高性能工控機(jī)，上位機(jī)軟件采用現(xiàn)在電力系統(tǒng)流行的組態(tài)軟件，主站與各電站的控制器，智能監(jiān)測(cè)儀，PLC之間通過(guò)485總線相連，通信協(xié)議采用開(kāi)放的Modbus協(xié)議[2]。

教師機(jī)和學(xué)生機(jī)通過(guò)交換機(jī)和服務(wù)器主站相連接。教師機(jī)和學(xué)生機(jī)均可通過(guò)網(wǎng)關(guān)連入互聯(lián)網(wǎng)。

該方案成功解決了教學(xué)、科研、培訓(xùn)以及考工等功能需求，投資少，見(jiàn)效快，徹底打破了國(guó)內(nèi)一些院校，投資高，實(shí)際利用效率低，學(xué)生只能參觀不能動(dòng)手操作的構(gòu)架模式。同時(shí)跳出了按照實(shí)際電站模式進(jìn)行構(gòu)架的設(shè)計(jì)誤區(qū)。

本實(shí)訓(xùn)中心按照小水電典型電氣主接線設(shè)置,采用2臺(tái)發(fā)電機(jī)、1臺(tái)主變，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)采用單母線接線，并利用現(xiàn)有高壓開(kāi)關(guān)室，各部分的實(shí)際電壓都采用400 V。發(fā)電機(jī)實(shí)際容量為5 kW，模擬為5 MW即比實(shí)際放大1 000倍；變壓器實(shí)際容量為12.5 kVA,模擬為12.5MVA即比實(shí)際放大1 000倍。

圖1“肥”客戶端計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)圖2如示。

如圖2，本教學(xué)系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括了普通電廠的真實(shí)硬件設(shè)備，包括一次設(shè)備和二次設(shè)備。發(fā)電機(jī)組、電動(dòng)機(jī)（模擬水輪機(jī)）、主變壓器、斷路器和模擬負(fù)載屏組成了本仿真教學(xué)系統(tǒng)的一次設(shè)備，用來(lái)產(chǎn)生和分配仿真水電站的電能；變壓器模擬屏、發(fā)電機(jī)模擬屏勵(lì)磁系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)、直流系統(tǒng)和全套監(jiān)控系統(tǒng)組成了二次設(shè)備，用來(lái)對(duì)一次設(shè)備的工況進(jìn)行測(cè)量。另設(shè)中央控制室（并設(shè)立投影儀1臺(tái)）、學(xué)生客戶端電腦（24臺(tái)）監(jiān)控操作平臺(tái)室等等。共4大區(qū)域。

圖2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)圖

（1）發(fā)電機(jī)發(fā)電和變電區(qū)域

設(shè)立模擬三相同步發(fā)電機(jī)組共2套，三相5 kW同步發(fā)電機(jī)由7.5 kW電動(dòng)機(jī)(直流電機(jī)或變頻調(diào)速電機(jī))帶動(dòng)。設(shè)立三相變壓器1臺(tái)，變比為1:1，實(shí)際容量為12.5 kVA。

①設(shè)立發(fā)電機(jī)模擬系統(tǒng)屏2塊。按主接線配置裝相應(yīng)電壓、電流互感器，裝有若干電抗器和接觸器，可模擬各種短路故障，故障點(diǎn)見(jiàn)電氣主接線，并把相關(guān)電參數(shù)進(jìn)行放大,如功率模擬比為1000，電壓模擬比為15.75，電流模擬比為63.49，通過(guò)互感器送到微機(jī)測(cè)控和保護(hù)屏。

②設(shè)立變壓器模擬系統(tǒng)屏1塊。按主接線配置裝相應(yīng)電壓、電流互感器，裝有若干電抗器和接觸器，可模擬各種短路故障,并把相關(guān)電參數(shù)進(jìn)行放大，如功率模擬比為1 000，低壓側(cè)電壓模擬比為15.75，電流模擬比為63.49；高壓側(cè)電壓模擬比為96.25，電流模擬比為10.39，通過(guò)互感器送到微機(jī)測(cè)控和保護(hù)屏。

③設(shè)立發(fā)電機(jī)非電量模擬系統(tǒng)屏1塊（2臺(tái)發(fā)電機(jī)公用），主要模擬油、氣、水系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)各部分溫度的模擬，通過(guò)開(kāi)關(guān)量或通過(guò)調(diào)節(jié)電阻傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)現(xiàn)地控制單元。并可設(shè)立各種仿真故障，傳輸?shù)浆F(xiàn)地控制單元。

④設(shè)立變壓器和發(fā)電廠公用部分模擬系統(tǒng)屏1塊,主要模擬變壓器非電量（瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)、風(fēng)機(jī)等）、集水井水位、空壓機(jī)壓力、水庫(kù)水位、系統(tǒng)電壓等參數(shù)。并可設(shè)立各種仿真故障，傳輸?shù)较鄳?yīng)控制單元。

⑤模擬負(fù)載屏1塊,負(fù)載可以從0到10 kW之間進(jìn)行分級(jí)調(diào)節(jié)，并可調(diào)節(jié)阻抗角。

（2）高壓開(kāi)關(guān)室

利用現(xiàn)有的設(shè)備，挑選4臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)作為發(fā)電機(jī)、變壓器的斷路器，供控制和操作用；挑選4臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)作發(fā)電機(jī)、變壓器的隔離開(kāi)關(guān)使用，高壓開(kāi)關(guān)通過(guò)電纜直接和發(fā)電機(jī)、變壓器、系統(tǒng)模擬屏及輸電線路相連。

（3）中央控制室

①設(shè)立發(fā)電機(jī)微機(jī)測(cè)控與保護(hù)屏2塊，按目前水電廠最先進(jìn)要求配置相應(yīng)的設(shè)備,如微機(jī)控制和保護(hù)、電參數(shù)測(cè)量?jī)x、溫度巡監(jiān)儀、手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置（采用LTQ-20A型動(dòng)準(zhǔn)同期裝置）。

②主變微機(jī)測(cè)控與保護(hù)1套。

③發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)屏2塊。

④發(fā)電機(jī)調(diào)速屏2塊。

⑤直流系統(tǒng)屏2塊。

⑥上位機(jī)系統(tǒng)一套。

⑦設(shè)立投影儀，可同步顯示上位機(jī)視頻參數(shù)、教師控制機(jī)內(nèi)容及學(xué)生客戶機(jī)內(nèi)容。

（4）學(xué)生客戶端電腦室

設(shè)置24臺(tái)電腦,供學(xué)生進(jìn)行微機(jī)監(jiān)控操作實(shí)訓(xùn)。

3系統(tǒng)任務(wù)

本水電站監(jiān)控仿真教學(xué)系統(tǒng)的全套設(shè)備涵蓋了一個(gè)典型水電站的主要環(huán)節(jié)的各個(gè)部分。與真實(shí)水電站的唯一不同在于，本系統(tǒng)中調(diào)速器系統(tǒng)的任務(wù)是仿真真實(shí)的水輪機(jī)調(diào)節(jié)對(duì)象，用來(lái)配合電動(dòng)機(jī)來(lái)模擬顯示的水輪機(jī)調(diào)節(jié)。

利用發(fā)電機(jī)非電量模擬屏也可以模擬一般電廠的全廠設(shè)備狀態(tài)，包括各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、溫度信息、壓力信息等等。

本系統(tǒng)還包括了全套軟件模擬環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)教師機(jī)軟件模擬電廠運(yùn)行的各種狀態(tài)，通過(guò)相應(yīng)的控制系統(tǒng)及軟件與上位機(jī)相連，通過(guò)教師主控工作站控制學(xué)生電腦和上位機(jī)相連。系統(tǒng)能夠讓教師設(shè)置軟故障點(diǎn)供學(xué)生排除故障，并且能夠自動(dòng)生成解決方案。對(duì)于學(xué)生的相應(yīng)操作，系統(tǒng)能夠根據(jù)已有的解決方案來(lái)判斷是否正確。

根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)，在本次仿真系統(tǒng)當(dāng)中，決策系統(tǒng)主要在監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

4監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本次工程的監(jiān)控系統(tǒng)使用分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)。

分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)的由上往下可分為電站主控層、通信網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)地控制單元層（LCU）3個(gè)層次，電站主控層由工作站、操作臺(tái)等設(shè)備組成；通信網(wǎng)絡(luò)層由各種通信設(shè)備和通信接口組成；現(xiàn)地控制單元層由PLC、現(xiàn)地工業(yè)控制微機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)現(xiàn)地工控機(jī)）以及現(xiàn)地智能化設(shè)備等組成。電站主控層和現(xiàn)地控制單元層由通信網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行聯(lián)接而構(gòu)成完整的水電站計(jì)算機(jī)分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)。

4.1硬件設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3：

圖3監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

由圖3可知，2臺(tái)機(jī)組的現(xiàn)地控制單元和開(kāi)關(guān)站現(xiàn)地控制單元主要執(zhí)行機(jī)組和開(kāi)關(guān)站的數(shù)據(jù)采集及上位機(jī)控制命令下發(fā)功能。其功能，比如機(jī)組順序操作和其他設(shè)備如調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、保護(hù)裝置等等的數(shù)據(jù)采集由現(xiàn)地控制單元設(shè)備中的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。

歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器主要承擔(dān)數(shù)據(jù)處理、控制操作、歷史事件記錄、與其他主控層計(jì)算機(jī)通信的功能。學(xué)生機(jī)、教師機(jī)的數(shù)據(jù)來(lái)源和操作下發(fā)都通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)和命令存儲(chǔ)。

知識(shí)庫(kù)服務(wù)器是專(zhuān)門(mén)針對(duì)決策系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，其中包含了本次仿真教學(xué)所用的水電站事件處理專(zhuān)家?guī)臁?/p>

學(xué)生機(jī)主要運(yùn)行上位機(jī)監(jiān)控軟件。

教師機(jī)不僅包括上位機(jī)監(jiān)控軟件，還包括了操作記錄查詢(xún)、學(xué)生機(jī)操作權(quán)限設(shè)定、水電站軟件仿真、決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等功能。

4.2軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件包括了上位機(jī)監(jiān)控軟件、全廠數(shù)據(jù)庫(kù)、水電站仿真平臺(tái)、水電站決策系統(tǒng)4個(gè)部分，如圖4所示。

圖4監(jiān)控系統(tǒng)軟件

（1）全廠數(shù)據(jù)庫(kù)

全廠數(shù)據(jù)庫(kù)的主要任務(wù)包括：水電站一次、二次設(shè)備工況數(shù)據(jù)采集；歷史數(shù)據(jù)記錄；操作記錄；為其他應(yīng)用平臺(tái)，比如上位機(jī)監(jiān)控軟件、水電站仿真軟件和水電站決策系統(tǒng)等提供數(shù)據(jù)支持。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用FireBird數(shù)據(jù)庫(kù)。Firebird是一個(gè)全功能的，強(qiáng)大高效的，輕量級(jí)，免維護(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。一個(gè)Firebird數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器能夠管理多個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)可支持多個(gè)客戶端連結(jié)。同時(shí)，它也是一個(gè)開(kāi)源的，強(qiáng)大的，可以自由使用的數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)計(jì)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)具有主備冗余功能。其內(nèi)容包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、暫存數(shù)據(jù)庫(kù)、畫(huà)面及報(bào)表格式數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)置數(shù)據(jù)庫(kù)、漢字庫(kù)、圖形符號(hào)庫(kù)等，這些數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)成了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源中心。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)主要存放LCU采集送上來(lái)的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，它是監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中最主要的數(shù)據(jù)庫(kù)，其采用按LCU單元存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)。對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作有：按點(diǎn)名或邏輯名修改、存取一個(gè)記錄，設(shè)置記錄的某些特征值和狀態(tài)，讀記錄狀態(tài)等。報(bào)表格式數(shù)據(jù)庫(kù)存放用戶的各種打印報(bào)表格式。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)由若干歷史文件組成，其中每個(gè)文件存貯若干數(shù)據(jù)。包括：報(bào)警畫(huà)面（主接線）狀態(tài)信息及重要參數(shù)、事故現(xiàn)場(chǎng)軟拷貝歷史數(shù)據(jù)文件等。操作包括：事故發(fā)生后，將有關(guān)的數(shù)據(jù)及圖表記錄存貯起來(lái)，并將若干個(gè)這樣的記錄組成一個(gè)歷史文件存起來(lái)；事后可調(diào)用歷史文件及記錄顯示（再現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)及圖表）；對(duì)若干個(gè)歷史文件進(jìn)行目錄管理，并進(jìn)行一些增、刪、轉(zhuǎn)存等操作。計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)用于存放由各種計(jì)算功能得到的數(shù)據(jù)。預(yù)置數(shù)據(jù)庫(kù)用于存放預(yù)置的參數(shù)限值，參數(shù)約定及顯示、打印定時(shí)等約定。圖形符號(hào)庫(kù)用于存放系統(tǒng)及用戶畫(huà)面中常用的圖形符號(hào)。

（2）上位機(jī)監(jiān)控軟件

上位機(jī)監(jiān)控軟件包括圖形生成和圖形實(shí)時(shí)運(yùn)行2個(gè)部分。圖形生成部分提供了內(nèi)容豐富的對(duì)象圖形庫(kù)（主要對(duì)象有：發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、斷路器、輔助設(shè)備等），基本圖元庫(kù)（管線、閥門(mén)、AVC圖像等），特殊圖符庫(kù)（趨勢(shì)曲線、動(dòng)態(tài)潮流、工業(yè)儀表等），支持JPG,GIF,AVI等格式的圖像。圖形編輯工具提供的全矢量化圖形編輯功能讓使用者可輕松地完成：隨意改變對(duì)象圖符的形狀、移動(dòng)、縮放、組合、鏡象、旋轉(zhuǎn)；圖符的成組、分解、粘貼、復(fù)制；畫(huà)面生成支持按對(duì)象進(jìn)行圖庫(kù)一體化的動(dòng)態(tài)連接，包括動(dòng)態(tài)數(shù)字、動(dòng)態(tài)字符串、動(dòng)態(tài)顏色、動(dòng)態(tài)閃爍、動(dòng)態(tài)大小、動(dòng)態(tài)移動(dòng)、動(dòng)態(tài)圖符等圖符顯示屬性。

（3）水電站軟件仿真平臺(tái)

教師機(jī)上安裝有1套水電站軟件仿真平臺(tái)。在一次設(shè)備和二次設(shè)備沒(méi)有運(yùn)行的情況下，仿真平臺(tái)可以模擬各種現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量、模擬量數(shù)據(jù)。其模擬數(shù)據(jù)可以通過(guò)全廠數(shù)據(jù)庫(kù)直接下發(fā)給現(xiàn)地單元的PLC，實(shí)現(xiàn)PLC的模擬運(yùn)行。同時(shí)定義的數(shù)據(jù)也通過(guò)全廠數(shù)據(jù)庫(kù)提供給上位機(jī)監(jiān)控界面。使用本軟件仿真平臺(tái)可以安全的模擬各種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，包括一些極端條件下的故障、事故等工況。

（4）水電站決策系統(tǒng)

水電站決策系統(tǒng)存儲(chǔ)了事故及故障處理、機(jī)組啟停確定原則、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)電壓控制、電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、高級(jí)功率調(diào)節(jié)等功能模塊。同時(shí)IApp提供開(kāi)放系統(tǒng)接口以便用戶今后擴(kuò)展自己的高級(jí)應(yīng)用功能模塊。其設(shè)計(jì)目的在于給參與仿真教學(xué)的教師和學(xué)生提供各種工況下的策略依據(jù)和參考，并且對(duì)各種應(yīng)對(duì)操作來(lái)進(jìn)行正確性評(píng)估。

5結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目與同類(lèi)項(xiàng)目相比，在以下幾個(gè)方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

（1）確保機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)方向課程的

正常開(kāi)出。若沒(méi)有水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將無(wú)法保證《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理》、《電網(wǎng)監(jiān)控及自動(dòng)化》、《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》、《電氣設(shè)備》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電力系統(tǒng)分析》、《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)》等課程的教學(xué)質(zhì)量，將無(wú)法很好的完成人才培養(yǎng)的目標(biāo)，尤其在我校升院后更難完成教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。

（2）本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目投資相對(duì)較少，成本不高。由于我校遷到新校區(qū)后已規(guī)劃有水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)用房，項(xiàng)目建設(shè)主要投資用于儀器的購(gòu)置。按預(yù)算，本實(shí)驗(yàn)室投資在80萬(wàn)元左右。

（3）受益面廣。不但可以滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，而且可以滿足教師進(jìn)行電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化方面的教學(xué)、科研課題及項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)和研究。

項(xiàng)目建成后，將確保電廠及變電站電氣運(yùn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)和學(xué)生的畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，同時(shí)也確保科研課題及項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)和研究工作的開(kāi)展。

本實(shí)驗(yàn)室服務(wù)的對(duì)象主要有：機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的全體學(xué)生；計(jì)算機(jī)及應(yīng)用等其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，以及學(xué)校升院后參加電廠及變電站電氣運(yùn)行專(zhuān)業(yè)選修課程的學(xué)生；機(jī)電系參加教學(xué)、科研項(xiàng)目研究的教師；培訓(xùn)人員；考工人員。除了滿足正常的教學(xué)需要以外，本實(shí)驗(yàn)室將滿足本專(zhuān)業(yè)老師的科研需求和升院后學(xué)生的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作。水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)項(xiàng)目的建設(shè)，除了可以滿足本系各專(zhuān)業(yè)的學(xué)生上課以外，可以供其他機(jī)電系、外部培訓(xùn)和考工使用。

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[1]徐金壽，張仁貢.水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)與應(yīng)用[M].杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

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中圖分類(lèi)號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）10-0026-05

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.10.010

收稿日期：2015-05-25

作者簡(jiǎn)介：金永琪（1965-），男，副教授，研究方向：水電站機(jī)電技術(shù)。