水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)

前言

能源是人類賴以生存的基本條件，人類歷史的發(fā)展與能源的獲取與使用密切相關(guān)。人類對能源利用的每一次重大突破，都伴隨著科技進步、生產(chǎn)力迅速發(fā)展和社會生產(chǎn)方式的革命。隨著現(xiàn)代社會與經(jīng)濟的高速發(fā)展，人類對能源的需求急劇增長。大量使用化石燃料不僅使有限的能源資源逐漸枯竭，同時給環(huán)境造成的污染日趨嚴重。如何使經(jīng)濟、社會、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)濟性的戰(zhàn)略資源，同時也是維持生態(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個國家依靠水力發(fā)電提供國內(nèi)90％的電力，55個國家水力發(fā)電占全國電力的50％以上。我國河流眾多，是世界上水力資源最豐富的國家。全國水能資源的理論蘊藏量為6.9 4億kw（不含臺灣地區(qū)），年理論發(fā)電量6.08萬億kw·h，技術(shù)可開發(fā)裝機容量5.4 2億kW，技術(shù)可開發(fā)年發(fā)電量2.4 7萬億kw·h，經(jīng)濟可開發(fā)裝機容量4.02億kw，經(jīng)濟可開發(fā)年發(fā)電量1.7 5萬億kw·h。經(jīng)過長期的開發(fā)建設(shè)，到2008年全國水電裝機總?cè)萘窟_到17152萬kw，約占全國總?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％。水電已成為我國僅次于煤炭的第二大常規(guī)能源。目前，中國水能資源的開發(fā)程度為31.5 ％，還有巨大的發(fā)展?jié)摿?。熱能與動力工程專業(yè)（水利水電動力工程方向）培養(yǎng)我國水電建設(shè)與水能開發(fā)的高級工程技術(shù)人才，現(xiàn)用教材基本上是20世紀80年代末、90年代中期由水利部科教司組織編寫的統(tǒng)編教材，已使用多年。近年來隨著科學(xué)技術(shù)和國家水電建設(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)合召開了熱能與動力工程專業(yè)（水利水電動力工程方向）教材編寫會議，會議決定編寫一套適用于專業(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

本書闡述了國內(nèi)外水電廠計算機監(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，監(jiān)控數(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，水電廠自動發(fā)電控制和自動電壓控制，監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾，監(jiān)控系統(tǒng)軟件的可靠性設(shè)計與實現(xiàn)，抽水蓄能機組監(jiān)控技術(shù)以及梯級水電廠監(jiān)控技術(shù)等，主要是針對能源動力類專業(yè)本科生編寫的?！　”緯鵀槠胀ǜ叩葘W(xué)校本科“能源動力系統(tǒng)及自動化”或“熱能與動力工程”專業(yè)“水利水電動力工程方向”的統(tǒng)編教材，也可作為能源動力類其他相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書，并可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

序前言第1章 概論1.1 概述1.2 國內(nèi)外水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展概況1.3 水電廠計算機監(jiān)控方式的演變1.4 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能1.5 實現(xiàn)計算機監(jiān)控可取得的效益1.6 水電廠的“無人值班”(少人值守)1.7 “數(shù)字化水電廠”概念1.8 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢思考題第2章 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形式2.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)及其組成2.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的典型形式2.3 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)2.4 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要性能指標思考題第3章 水電廠分層分布式計算機監(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3.5 不同規(guī)模水電廠廠級計算機系統(tǒng)的配置實例思考題第4章 水電生產(chǎn)過程信號變換4.1 水電廠信號源4.2 水電廠數(shù)據(jù)采集和處理要求4.3 信號變換4.4 智能傳感器思考題第5章 水電廠監(jiān)控數(shù)據(jù)采集與處理5.1 概述5.2 輸入／輸出過程通道5.3 信號轉(zhuǎn)換中的基本知識5.4 信號轉(zhuǎn)換原理5.5 輸入／輸出信號轉(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 標度變換思考題第6章 計算機監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部通信6.1 計算機系統(tǒng)的連接與通信6.2 監(jiān)控系統(tǒng)中的計算機網(wǎng)絡(luò)6.3 現(xiàn)場總線思考題第7章 自動發(fā)電控制和自動電壓控制7.1 水電廠的自動發(fā)電控制7.2 水電廠自動發(fā)電控制的實施7.3 電網(wǎng)AGC與機組的一次調(diào)頻7.4 水電廠自動電壓控制思考題第8章 計算機監(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 計算機系統(tǒng)過程通道的抗干擾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)計與實現(xiàn)9.1 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件9.2 軟件的可靠性設(shè)計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9.5 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟件測試思考題第10章 抽水蓄能電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)10.1 抽水蓄能電廠的特點及特殊控制要求10.2 抽水蓄能電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置10.3 抽水蓄能電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實例思考題第11章 梯綴水電廠計算機監(jiān)挖系統(tǒng)11.1 梯級水電廠控制的特點11.2 梯級水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)與配置11.3 梯級水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實例思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：水電是世界上能夠進行大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的第一大清潔能源。隨著世界能源需求增長和全球氣候變化，世界各國都把開發(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個國家一半以上的電力由水電提供，其中24個國家這一比例超過90%。我國水能資源蘊藏量居世界首位，全國技術(shù)可開發(fā)裝機容量5.4 2億kW，經(jīng)濟可開發(fā)裝機容量4.02億kw，是僅次于煤炭的常規(guī)能源?？砷_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，目前已建成各類大、中型水電站近6000座。截至2008年底，全國水電裝機容量達到1.7 2億kw，居世界第一，年發(fā)電量達到5633億kw·h，分別占全國電力裝機容量的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，將在國家能源安全戰(zhàn)略中占據(jù)更加重要的地位。目前，我國水能資源開發(fā)程度僅為31％，遠低于發(fā)達國家平均水平，發(fā)展?jié)摿艽?。根?jù)國家可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，2020年全國水電裝機容量將達到3億kW，平均每年新增1200萬kw。計算機監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，為水電站的安全可靠經(jīng)濟運行奠定了基礎(chǔ)。國外于20世紀60年代開始在水電廠采用計算機監(jiān)控技術(shù)。1978年我國科技大會召開后，迎來了科學(xué)的春天，各行各業(yè)積極開展技術(shù)革新。我國水電站計算機監(jiān)控技術(shù)的研究與開發(fā)起步于20世紀80年代初。當(dāng)時的水電部安排了一批科研試點單位，開始在富春江水電廠進行計算機監(jiān)控系統(tǒng)試點研究，于1984年11月正式投入運行，成為我國第一套水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)。1994年電力部在東北太平灣水電廠召開會議，開始制定《水電廠“無人值班”（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、長甸等5個水電廠為“無人值班”（少人值守）第一批試點單位。上述規(guī)定于1996年頒布執(zhí)行，并擴大龔嘴、映秀灣總廠、萬安、隔河巖、柘溪、葛洲壩大江、魯布革、白山、緊水灘等9個水電廠為第二批試點單位。與此同時，電力部頒布試行了《一流水電廠的考核標準》。

編輯推薦

《水電廠計算機監(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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