水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

前言

能源是人類(lèi)賴以生存的基本條件，人類(lèi)歷史的發(fā)展與能源的獲取與使用密切相關(guān)。人類(lèi)對(duì)能源利用的每一次重大突破，都伴隨著科技進(jìn)步、生產(chǎn)力迅速發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)方式的革命。隨著現(xiàn)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)能源的需求急劇增長(zhǎng)。大量使用化石燃料不僅使有限的能源資源逐漸枯竭，同時(shí)給環(huán)境造成的污染日趨嚴(yán)重。如何使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和諧與可持續(xù)發(fā)展，是全世界面臨的共同挑戰(zhàn)。水資源是基礎(chǔ)性的自然資源，又是經(jīng)濟(jì)性的戰(zhàn)略資源，同時(shí)也是維持生態(tài)環(huán)境的決定性因素。水力發(fā)電是一種可再生的清潔能源，在電力生產(chǎn)中具有不可替代的重要作用，日益受到世界各國(guó)的重視。水電作為第一大清潔能源，提供了全世界1／5的電力，目前有24個(gè)國(guó)家依靠水力發(fā)電提供國(guó)內(nèi)90％的電力，55個(gè)國(guó)家水力發(fā)電占全國(guó)電力的50％以上。我國(guó)河流眾多，是世界上水力資源最豐富的國(guó)家。全國(guó)水能資源的理論蘊(yùn)藏量為6.9 4億kw（不含臺(tái)灣地區(qū)），年理論發(fā)電量6.08萬(wàn)億kw·h，技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量5.4 2億kW，技術(shù)可開(kāi)發(fā)年發(fā)電量2.4 7萬(wàn)億kw·h，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量4.02億kw，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)年發(fā)電量1.7 5萬(wàn)億kw·h。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)建設(shè)，到2008年全國(guó)水電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到17152萬(wàn)kw，約占全國(guó)總?cè)萘康?1.6 4％；年發(fā)電量5633億kw·h，約占全部發(fā)電量的16.4 1％。水電已成為我國(guó)僅次于煤炭的第二大常規(guī)能源。目前，中國(guó)水能資源的開(kāi)發(fā)程度為31.5 ％，還有巨大的發(fā)展?jié)摿Α崮芘c動(dòng)力工程專業(yè)（水利水電動(dòng)力工程方向）培養(yǎng)我國(guó)水電建設(shè)與水能開(kāi)發(fā)的高級(jí)工程技術(shù)人才，現(xiàn)用教材基本上是20世紀(jì)80年代末、90年代中期由水利部科教司組織編寫(xiě)的統(tǒng)編教材，已使用多年。近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)家水電建設(shè)的迅速發(fā)展，新技術(shù)、新方法在水力發(fā)電領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，該專業(yè)的理論與技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，急需組織力量編寫(xiě)和出版新的教材。2008年10月由西安理工大學(xué)、武漢大學(xué)、河海大學(xué)、華北水利水電學(xué)院在北京聯(lián)合召開(kāi)了熱能與動(dòng)力工程專業(yè)（水利水電動(dòng)力工程方向）教材編寫(xiě)會(huì)議，會(huì)議決定編寫(xiě)一套適用于專業(yè)教學(xué)的“高等學(xué)校統(tǒng)編精品規(guī)劃教材”。

內(nèi)容概要

本書(shū)闡述了國(guó)內(nèi)外水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展概況以及演變的歷史，系統(tǒng)的典型形式及基本要求，分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集和處理以及變換原理，監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部通信，水電廠自動(dòng)發(fā)電控制和自動(dòng)電壓控制，監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾，監(jiān)控系統(tǒng)軟件的可靠性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，抽水蓄能機(jī)組監(jiān)控技術(shù)以及梯級(jí)水電廠監(jiān)控技術(shù)等，主要是針對(duì)能源動(dòng)力類(lèi)專業(yè)本科生編寫(xiě)的。　　本書(shū)為普通高等學(xué)校本科“能源動(dòng)力系統(tǒng)及自動(dòng)化”或“熱能與動(dòng)力工程”專業(yè)“水利水電動(dòng)力工程方向”的統(tǒng)編教材，也可作為能源動(dòng)力類(lèi)其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書(shū)，并可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

序前言第1章 概論1.1 概述1.2 國(guó)內(nèi)外水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式的演變1.4 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能1.5 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控可取得的效益1.6 水電廠的“無(wú)人值班”(少人值守)1.7 “數(shù)字化水電廠”概念1.8 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)思考題第2章 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形式2.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及其組成2.2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的典型形式2.3 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2.4 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)思考題第3章 水電廠分層分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)3.1 水電廠分層控制3.2 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)電廠控制級(jí)3.3 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元3.4 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)3.5 不同規(guī)模水電廠廠級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配置實(shí)例思考題第4章 水電生產(chǎn)過(guò)程信號(hào)變換4.1 水電廠信號(hào)源4.2 水電廠數(shù)據(jù)采集和處理要求4.3 信號(hào)變換4.4 智能傳感器思考題第5章 水電廠監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集與處理5.1 概述5.2 輸入／輸出過(guò)程通道5.3 信號(hào)轉(zhuǎn)換中的基本知識(shí)5.4 信號(hào)轉(zhuǎn)換原理5.5 輸入／輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊5.6 交流電量采集原理5.7 數(shù)字濾波技術(shù)5.8 標(biāo)度變換思考題第6章 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部通信6.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接與通信6.2 監(jiān)控系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)6.3 現(xiàn)場(chǎng)總線思考題第7章 自動(dòng)發(fā)電控制和自動(dòng)電壓控制7.1 水電廠的自動(dòng)發(fā)電控制7.2 水電廠自動(dòng)發(fā)電控制的實(shí)施7.3 電網(wǎng)AGC與機(jī)組的一次調(diào)頻7.4 水電廠自動(dòng)電壓控制思考題第8章 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾8.1 干擾源和干擾傳播途徑8.2 電網(wǎng)干擾及其抑制方法8.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)過(guò)程通道的抗干擾8.4 CPU抗干擾技術(shù)8.5 系統(tǒng)供電與接地技術(shù)8.6 軟件抗干擾技術(shù)8.7 提高可靠性的其他措施思考題第9章 監(jiān)控系統(tǒng)軟件的可靠性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)9.1 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件9.2 軟件的可靠性設(shè)計(jì)9.3 影響軟件可靠性的因素及提高可靠性的方法9.4 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)軟件的可靠性設(shè)計(jì)9.5 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟件測(cè)試思考題第10章 抽水蓄能電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)10.1 抽水蓄能電廠的特點(diǎn)及特殊控制要求10.2 抽水蓄能電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置10.3 抽水蓄能電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例思考題第11章 梯綴水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)挖系統(tǒng)11.1 梯級(jí)水電廠控制的特點(diǎn)11.2 梯級(jí)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)與配置11.3 梯級(jí)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：水電是世界上能夠進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)的第一大清潔能源。隨著世界能源需求增長(zhǎng)和全球氣候變化，世界各國(guó)都把開(kāi)發(fā)水電作為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域。目前水力發(fā)電滿足了全世界約20％的電力需求，有55個(gè)國(guó)家一半以上的電力由水電提供，其中24個(gè)國(guó)家這一比例超過(guò)90%。我國(guó)水能資源蘊(yùn)藏量居世界首位，全國(guó)技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量5.4 2億kW，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量4.02億kw，是僅次于煤炭的常規(guī)能源。可開(kāi)發(fā)的10MW以上的水電站總數(shù)約11600多座，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已建成各類(lèi)大、中型水電站近6000座。截至2008年底，全國(guó)水電裝機(jī)容量達(dá)到1.7 2億kw，居世界第一，年發(fā)電量達(dá)到5633億kw·h，分別占全國(guó)電力裝機(jī)容量的21.6 ％和年發(fā)電量的16.4 ％。水電作為優(yōu)質(zhì)清潔的可再生能源，將在國(guó)家能源安全戰(zhàn)略中占據(jù)更加重要的地位。目前，我國(guó)水能資源開(kāi)發(fā)程度僅為31％，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平，發(fā)展?jié)摿艽?。根?jù)國(guó)家可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，2020年全國(guó)水電裝機(jī)容量將達(dá)到3億kW，平均每年新增1200萬(wàn)kw。計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，為水電站的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。國(guó)外于20世紀(jì)60年代開(kāi)始在水電廠采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)。1978年我國(guó)科技大會(huì)召開(kāi)后，迎來(lái)了科學(xué)的春天，各行各業(yè)積極開(kāi)展技術(shù)革新。我國(guó)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)起步于20世紀(jì)80年代初。當(dāng)時(shí)的水電部安排了一批科研試點(diǎn)單位，開(kāi)始在富春江水電廠進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)試點(diǎn)研究，于1984年11月正式投入運(yùn)行，成為我國(guó)第一套水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。1994年電力部在東北太平灣水電廠召開(kāi)會(huì)議，開(kāi)始制定《水電廠“無(wú)人值班”（少人值守）的若干規(guī)定（試行）》，并確定了永定河、桓仁、葛洲壩二江、太平灣、長(zhǎng)甸等5個(gè)水電廠為“無(wú)人值班”（少人值守）第一批試點(diǎn)單位。上述規(guī)定于1996年頒布執(zhí)行，并擴(kuò)大龔嘴、映秀灣總廠、萬(wàn)安、隔河巖、柘溪、葛洲壩大江、魯布革、白山、緊水灘等9個(gè)水電廠為第二批試點(diǎn)單位。與此同時(shí)，電力部頒布試行了《一流水電廠的考核標(biāo)準(zhǔn)》。

編輯推薦

《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)》是高等學(xué)校統(tǒng)編精品規(guī)劃教材之一。

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