水电厂及梯级集控中心系统结构介绍

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1、吴正义国网南京自动化研究院南京南瑞集团公司水电厂及梯级集控中心系统结构介绍二○○六年十月1水电厂计算机监控系统系统结构2计算机监控系统结构与配置厂站系统层网络通信层现地装置层水电厂计算机监控系统系统结构3厂站系统层监控设备网络设备现地层监控设备远方控制中心监控系统控制回路采集回路站内监控系统水电厂计算机监控系统系统结构4主站主站操作员站操作员站工程师站集中控制中心电话OncallMIS调度中心模拟屏厂站层监控系统：机组机组机组机组闸门公用开关站水情状态检修打印服务器水电厂计算机监控系统系统结构5厂站层系

2、统数据服务器(集群系统+RAID)操作员工作站工程师工作站报警信息服务器（含ON-CALL功能）通信服务器Web信息服务器打印服务器培训工作站投影系统GPS接收机+同步时钟分配器水电厂计算机监控系统系统结构6水电厂计算机监控系统系统结构监控系统主机数据服务器高可靠性64位服务器系统历史数据服务器采用相应的集群系统国际知名厂商常用：SUNIBMHP7水电厂计算机监控系统系统结构监控系统工作站工作站（操作员、维护、培训等）高可靠性64位工作站系统国际知名厂商常用：SUNIBMHP8水电厂计算机监控系统系统结构

3、监控系统其他计算机PC微机高可靠性32位工作站系统国际知名厂商常用：IBMHPDELL9水电厂计算机监控系统系统结构对外通信：硬件连接高速网络串行(同步/异步)现场总线等通信协议IEC60870-5系列TASE.2MODBUSPROFIBUSDP等外部通信系统：上级调度现场智能设备状态监测工业电视消防系统生产管理系统辅设控制系统闸门控制系统电能计量系统等10水电厂计算机监控系统系统结构现地装置层可独立运行的现地主控制单元现地人机交互设备分布式I/O单元同步时钟接收器现地配套装置（如同期、测速等）11网络通

4、信层厂站层与电厂级网络通信现地装置层内部分布式I/O网络通信水电厂计算机监控系统系统结构12水电厂计算机监控系统系统结构网络通信层厂站层与电厂级网络采用交换式以太网传输速率1000Mbps网络协议采用通用的TCP/IP传输介质为光缆或双绞线安全隔离装置13水电厂计算机监控系统系统结构网络通信层现地装置内部分布式I/O网络现场总线网络传输介质为光缆14网络通信介质的选择选择网络传输介质时需考虑带宽传输距离拓扑结构抗干扰能力安全性和可靠性连接特性和布线要求费用。水电厂计算机监控系统系统结构15计算机监控系统系

5、统结构常用传输介质双绞线表征其性能的主要指标:衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。非屏蔽双绞线电缆UTP(Un-shieldedTwistedPair)×UTP的抗干扰能力较STP差，误码率约为10-5~10-6，但价格便宜安装方便。适用于无强干扰的场合。×屏蔽双绞线电缆STP(ShieldedTwistedPair)×STP较UTP安装时更难一些。STP有更宽的有效信号带宽。STP对电磁干扰EMI(ElectromagneticInterference)具有较强的抵抗能力，误码率有明显下降，

6、约为10-6~10-8。16水电厂计算机监控系统系统结构常用传输介质多模光纤采用发光二极管做光源，多模光纤允许多束光在光纤中同时传播,从而形成模分散,模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离。单模光纤采用固体激光器做光源，单模光纤只能允许一束光传播,所以单模光纤没有模分散特性,因而单模光纤的纤芯相应较细,传输频带宽、容量大,传输距离长,但因其需要激光源,固成本较高17水电厂计算机监控系统系统结构网络拓扑结构星形环形总线形树形网状形混合形等常用1、星形拓扑2、环型拓扑18水电厂计算机监控系统系统结构星形拓扑星形

7、拓扑是由中央节点和通过点到通信链路接到中央节点的各个站点组成星型图19水电厂计算机监控系统系统结构星形拓扑优点控制简单故障诊断和隔离容易信道利用率高缺点电缆长度和安装工作量较大20水电厂计算机监控系统系统结构2.环形拓扑环形拓扑网络由站点和连接站的链路组成一个闭合环冗余环网示意图21水电厂计算机监控系统系统结构2.环形拓扑优点电缆长度短增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作缺点多节点的故障会引起全网故障信道利用率较低22系统时钟同步（GPS系统）时钟源采用高精度GPS系统监控系统厂站层通过时钟同步服务器进

8、行网络时钟同步现地系统通过通信协议进行对时有较高时钟精度要求的系统或设备通过分、秒同步信号进行硬件同步（可采用电缆方式或光纤方式）水电厂计算机监控系统系统结构23水电厂计算机监控系统系统结构监控系统与外系统的安全连接硬件/软件的选用都应保证监控系统的安全(包括系统安全和数据安全)应尽量采用相对统一的通信协议,方便维护、易于扩充与安全区外的系统连接必须严格遵守安全隔离规范247/6/2021电力系统安全防护体系全国全世界非实时调