摘 要：在水电站体系中，电力系统是其不可或缺的一个重要组成部分，它是确保水电站安全运行的电力支撑。现如今，我国各地相当一部分水电站的运行都依托电力监控系统的信息化模式。本文将阐述水电站内部常规化电力监控系统的基本情况，并进一步解析水电站电力监控系统的扩展规划所涉及的两个方面，即计算机监控系统与设备状态监测系统，旨在为相关人士在水电站电力监控系统信息化建设领域给予一些启示与参考。
关键词：水电站;电力监控系统;信息化;建设
0 引言
当前的社会发展中，自动化、可视化的电力操作系统受到社会各界的欢迎。首先是在生产安全方面，可视化的电力监控系统不仅能够通过信息、数据的实时传输减轻工作负担，切实将人性化与科技化作为电力行业发展的重要内容。随着当前中国的飞速发展，水电站的电力监控系统也在不断升级完善，在降低人工成本的同时保证技术多走路、走科学之路，进一步以技术引领电力监控系统发展，是社会发展的大势所趋。
1 水电站常规化的电力监控系统
水电站是关乎国计民生的行业，国家在其信息化方面的投入是持续性，现如今电力信息化已成效显著，渗透到了电力生产的每个环节。当前，水电站较为普及的电力监控系统[1]主要有：电能计量系统、计算机监控系统、自动抄表系统、设备状态监测系统、故障录波系统、消防报警系统、图像监控系统等。在近些年水电站的筹建与改造升级中，这些系统基本上都是其标准配置，做到了设备运行、过程控制、信息处理、信息管理、决策建议五大方面的全覆盖，实现了水电站自动化与可靠而安全运行水准的全面提升。但现实情况是，电力信息化建设一直处于飞速发展阶段，水电站现有的电力监控系统信息化技术也不能故步自封，需要不断更新升级。水电站计算机监控系统扩展后的功能框图。
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2 水电站电力监控系统的扩展规划
2.1 水电站计算机监控系统扩展设计
在水电站电力监控系统中，计算机监控系统[2]是其关键性的业务系统，它直接参与到对水电站的主辅设备的掌控之中，属于全面实现水电站自动化过程控制的核心系统。就目前而言，水电站监控系统的设计与运行都已相当成熟，不只是可以实现数据采集与设备控制，还能做趋势分析。因为监控系统处于水电站系统的核心地位，这些年不断呈现出其功能的扩展，具体涵盖：机房动力环境控制系统、培训仿真系统、智能综合管控平台、工单自动生成系统等。下面就这四个方面的扩展功能进行逐一阐述。
2.1.1 机房动力环境系统设计
通常情况下，常规化的水电站监控系统设计并未对机房物理环境与设备供电电源这两个板块有严苛的要求，但是当计算机监控系统技术发展到一定程度时，比如系统多采用通用计算机以及网络设备，它们对供电电源与机房物理环境要求都较高。常规水电站往往在巡检对机房温度与湿度以及UPS电源系统展开检查并做好记录，根本无法做到实时监控。现如今，大部分水电站已将机房动力环境系统囊括进计算机监控系统的设计范围内。有了这种系统建设，可以实现对机房运行情况的实时监控，包含对设备电源、机房温度、机房湿度等的监控。同时，彻底解除了节假日以及夜间盲点，随时能够及时解除突发事故。
2.1.2 培训仿真系统
在水电站电力监控系统中，培训仿真系统属于原有培训仿真功能的扩充版本。监控系统在过往的设计中只有1到2台培训工作站实施对运行人员的培训，培训功能太过简易不够强大。更麻烦的是由于培训工作站与监控系统处在同一网络，设备误操作的现象时有发生。而当前的培训仿真系统，它实现了与监控系统的物理隔离，与监控系统实现了一体化的平台设计与运行，数据来自监控系统。同时，培训仿真系统的功能操作界面与控制逻辑与监控系统呈现高度统一状态，便于运行人员培训、设备操作模拟以及事故应急预案演练等功能的呈现。
2.1.3 智能综合管控平台
智能综合管控平台[3]的作用体现在两个方面：一是便于用户掌控监控系统设备的运行情况;二是便于对监控系统的安全进行审计，本质上就是在原有监控系统基础上扩充了自诊断功能。智能综合管控平台借助于计算机网络技术，对系统内部的服务器主机等设备实施集中监管，对预警各系统设备的应用、进程、CPU、磁盘、端口、电源等运行状态执行实时监测，以及审计历史记录。
2.1.4 工单自动生成系统
对海量监控系统报警数据实施智能化的快速筛选是工单自动生成系统的强大功能，针对符合现场实际的缺陷数据，借助于运行人员的缺陷确认，从而生成缺陷工单，随后自动流转。工单自动生成系统产生的缺陷工单与设备有极大关联，依托运行维护人员的实时跟踪与监控系统信号恢复这两个重要确认手段，能启动对缺陷的闭环控制，同时对设备运行状态执行统计解析。
2.2 设备状态监测系统
设备状态监测系统的出现也是电力监控系统信息化升级的一个主流方向，它主要用于对水电站设备的在线监测。因为水电站设备是在不断改造、更新、升级的，比如水电站的单机和总装机在容量上持续增大，那么水电站必须确保生产设备的无故障且安全的运转，需要实时监测设备的运行情况，这时就非常有必要采用设备状态监测系统。目前，设备状态监测系统的配置主要是机组振摆监测系统、主变压器油气在线监测系统、发电机气隙在线监测系统等。伴随着设备在线监测技术的持续变革，设备状态监测与诊断系统存在扩展筹划问题，它涵盖新的子系统功能设计、不同在线监测子系统之间的统筹规划等，最终呈现唯一界面、统一网络、应用共享的设备状态监测系统，为水电站设备状态诊断预估以及确立检修方案提供数据与决策依托。
2.2.1 新增在线监测子系统规划
近几年，光纤/红外测温技术有较大突破，一些水电站开始启用对励磁设备与1OkV、400V等厂用电设备进行测温的子系统，极大的弥补了在这些设备的关键性部位进行测温监控的漏洞。主要增加了主变直流偏磁系统、高压电缆状态监测系统等。此外，智能化电站逐渐兴起，越来越多的二次系统在线监测子系统投入健身，比如对励磁、调速系统增加设备运行情况的在线监测子系统，远程收集二次系统的关键参数指标与设备故障，以补充这些设备自身存在的分析功能的缺失。
2.2.2 不同在线监测子系统的统筹规划
水电站设备状态监测系统的建设不是一步到位的，而是逐步建设起来，相当一部分监测系统处于试点与建设交错的局面，也就是说系统建设根本没有统一标准的约束。这就造成在不同阶段构建的在线监测系统无法完全一致，各个子系统相对独立，它们的数据格式各不相同，并且互不通信，数据共享也无法实现，甚至各个子系统的登陆界面与分析软件都是独立的，这样一来所有数据的采用和分析都极为不便。由此，对设备状态监测系统规划板块来讲，新、老水电站筹划也会不一样。老水电站需要整合不同在线监测子系统，改造原有的各自为政的子系统，在其上层构建一套便于大数据处理的一体化状态监测分析系统，科学而统一的规划各个子系统的接入方案，将数据集中分析与诊断优势充分发挥出来，体现智能化应用，高效剖析整个水电站设备运行状况。对新电站而言，只需要提前规划，并统一设计，对不同子系统的建设与接入进行科学约束。
2.3 水电站视频监控系统的扩展规划
水电站的初期建设，只存在常规的图像监控系统，只是用于对水电站的关键设备和场所进行实时图像监视。但近几年，国际风云变幻莫测，水电站有了反恐意识，在水电站内部增加了反恐综合防护系统[4]。当然，这也促进了流域梯级水电站的开发，流域梯级集中控制中心甚至集团级的视频监控集成系统的筹建。水电站视频监控系统的扩展规划主要涉及以下三个方面的设计。
2.3.1 水电站反恐综合防护系统设计
水电站的上级主管部门早已出台了相关政策，比如《电力行业反恐怖防范标准》、《电力设施治安风险等级和安全防范要求》等。依据相关规定，水电站需要构建一套涵盖生产区域视频监控、门禁、巡查管理车辆与人员出入情况以及入侵报警等功能的水电站反恐综合防护系统。水电站原先的常规的图像监控系统需要改造，它与需要筹建的水电站反恐综合防护系统之间存在一些交叉重合功能。同时为了节省开支，需要认真剖析两个系统的统一性，做到统一规划、资源共享。
2.3.2 流域梯级集控中心视频监控系统设计
当前，一些较大的公司均有流域梯级集控中心的设置。水电站也开始有类似设置，比如流域电站无人或少人值班、“调控一体化”的集控中心等，都是为了提升水电站运营的可靠性，确保安全生产。因此，水电站视频监控系统功能必须要扩展到集控中心[5]。集控中心视频监控系统是以现场为主的，具体流程就是：依托VPN广域网或2M网络专线，将水电站生产现场的视频图像资料远距离的传输至集控中心，让集控中心的值班人员可以全天候监控并记录水电站的设备运行与安全情况，实时监控事故并妥善处理。
3 结语
常规的电力监控系统根本无法彻底满足水电站用户的需要，因此水电站电力监控系统信息化的一系列工作一直处于动态局面，新的系统与功能不但涌现，但这些新的系统与功能一直处于只能部分的满足用户需求的状态。造成这种局面的根本原因就是大多数新的系统与功能的研发都是因为水电站的需求推动。长期以来，对水电站电力监控系统信息化的一系列研发都缺乏一个全局思维的考量，没有全局性的思考与设计，信息孤岛式的重复设计与建设就一直存在。此文在最后提出这个突出问题，希望引起广大水电站一线人员以及从事水电站电力监控系统信息化研发的科研人员的重视，让我们国家的相关产业越来越规范与兴旺。——论文作者：张俊岭
