梯级水电站一般由一个业主获取一个流域开发权，其开发具有连续滚动特点，往往是先

　　发中上游1~2个电站，待其发电后，利用回收资金再持续开发水库资源和后续水电站项目，形成一种良性循环。这种开发模式具有充分利用水资源，统一规划建设流域内输电、变电、通讯设施等优点。随着电力体制改革不断深入，如何对梯级电站进行高效监控和管理，如何有效利用好人力资源，成为首要解决问题。

　　系统组成

　　各级梯级水电站监控系统采用分层分布技术，每个机组设有一套现地控制单元(控制LCU)，实现机组自动开停机，事故停机处理，以及各种故障处理;设有一套保护单元(保护LCU)，实现发电机的差动保护、后备保护、励磁保护等，直接作用于出口断路器，实现对主设备保护;设有一套同期单元(同期LCU)具有自动准同期功能，并备有手动同期，具有手动同期时电压和相位显示。

　　每个机组对象设置一套现地SCADA系统，安装于现地控制单元上，实现对机组对象集中监控，通过串行总线与PLC、励磁、电量表、继电保护、温度仪等设备的通讯，并具有100M以太网，采用IEC-60870-5-104规约，接入光纤网络。现地机组监控系统组成如下图(1)：

　　调度中心实现对流域内梯级水电站集中监控，包括遥信、遥测、遥脉、遥控、遥视。设置2台热备工作站，设置1台通讯服务器，接入GPS时钟，接入报表打印机，设置一台工程师工作站。调度中心监控系统组成如下图(2)：

　　通讯组网是实现调度中心实时监控的最重要环节，随着通讯技术不断进步，采用专用光纤环网技术已经非常成熟，为确保通讯的安全性，采用双光纤环网热备运行，同时，设置一路备用通讯线路，备用通讯线路采用载波通讯，载波通讯技术很早运用于电力系统，具有投资少，通讯线路专用，技术成熟等特点，在光纤环网出现故障的情况下可以快速投入运行，在光纤环网恢复后可以退出备用。网络结构图如图(3)所示：

　　0　梯调中心监控系统功能

　　0.1　实时数据监视及自动统计报表

　　梯调中心监视各级水电站实时数据，包括机组运行功率，系统频率，功率因素，电量，机组温度，励磁电流，励磁电压，开关位置、刀闸位置，保护信息等。安装历史数据库系统，将重要的实时数据存盘处理，根据设置，自动统计制表，自动打印运行记录。并能够确保报表记录完整性和实时性。

　　0.2　机组自动开停机及闭环功率调节

　　梯调中心还必须接入地区或者省级调度中心，接受调度中心调度。因此，梯调中心监控系统具备对机组自动开停机及功率调节尤为重要。通过光纤环网，梯调中心和各级梯级水电站的LCU层同在光纤环网内，都是作为环网一个节点，并具有100Mbps的高速连接速度，因此，梯调中心按机组对象直接进行开停机控制完全能够满足实时性要求。功率反馈速度非常快速，能够满足实时功率调节。

　　0.3　全流域实现经济运行

　　在梯调中心接受地调或省调出力一定的情况下，通过梯调中心科学调度，能够实现全流域梯级电站经济运行。梯调中心得到实时数据为各个梯级电站各个机组全部数据，可利用数据非常充分，而且反馈信息十分快速，这些数据为实现经济运行打下基础，相比于分散控制，这种集控方案为全流域经济运行提供可能。

　　0.4故障自动处理

　　水电站每台机组装设3套LCU，分别实现现地控制，机组保护，同期等功能，机组SCADA安装于控制LCU上，配有相应辅机控制单元。实现对机组电、气、油、水、温度、机械等进行监控，实现自动故障保护，无需人为干涉。若现地发生机械故障，现地控制单元自动切除故障，机组事故停机，并将故障信息快速反应到梯调中心。梯调中心根据故障信息迅速做出处理，安排现场检修。若现地发生电气事故，继电保护装置自动跳开断路器，并作用于机组事故停机，同时，将事故信息快速传送到梯调中心，梯调中心不仅接收到本机组电气事故信息，同时可以监测整个梯级电站功率、频率、继电保护反应情况等信息，如果本次电气事故对系统构成一定威胁，如系统过负荷等，则可以通过安全稳定装置做切机等处理。

　　0. 5远程视频监视

　　梯调中心安装实时视频监视服务器，各个机组现地装设视频终端，通过高速光纤网络将实时信息传输到视频服务器，梯调中心能够实现远程视频监视，达到“无人值班”效果。

　　0.6纳入闸门及储能站监控

　　对于中小型水电站，将原有的闸门监控、大坝备用电源监控纳入到梯调中心监控范围，使之作为梯调监控系统一个部分，实现远程监控。闸门控制单元，大坝备用电源现地配置现地控制单元(LCU),现地控制单元接入到光纤环网，梯调中心即可实现实时数据监视，远程控制等功能。

　　1　梯调中心监控系统的优点

　　1)采用双光纤环网，可以极大确保系统运行安全性。

　　2)安装备用载波网络，载波是电力系统中最常用，最成熟技术之一，在光纤网络故障的情况下快速切换到载波网络，确保数据的正常传输。

　　3)机组现地SCADA直接接入光纤环网，取消传统水电站系统中后台监控系统，实现“无人值班”运行，节约建设后台SCADA的部分投资，不仅传输速度更加实时，更是减少系统故障点。

　　4)机组现地设备采用双网双备模式，极大的增加了系统安全稳定性。

　　5)更有效安排人员检修和故障处理。

　　6)数字式视频信号的接入，实现远程视频监视，为减员增效提供可能。

　　7)梯调中心掌握各个梯级电站的数据更加完整全面，信息反馈速度更加快速，能够实现高级闭环控制和调度策略，如全流域AGC控制等。

　　2　结束语

　　随着通讯技术的高速发展，光纤网络的成本越来越低，技术也越来越成熟。建设基础性的专用高速光纤网络，应摆在和建设电力输电线路具有同样重要的地位。在高速网络基础上，建设梯调中心监控系统，将各个梯级电站信息纳入到梯调监控范围中，实现高级别优化和控制策略，将极大的提升发电企业的管理和资源利用水平，极大的提升工作效率。