0　引言

　　近20年來(lái)，我國(guó)水電廠監(jiān)控技術(shù)發(fā)展迅猛，已經(jīng)取得了很大的成就。引進(jìn)國(guó)外的水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)水電廠監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)步發(fā)揮了重要的作用。國(guó)內(nèi)的科研院所及水電廠運(yùn)行人員努力汲取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)、研制國(guó)產(chǎn)化的水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，積極推廣水電廠“無(wú)人值班”(少人值守)管理模式，為提高我國(guó)的水電廠自動(dòng)化水平作出了巨大貢獻(xiàn)。

1　引進(jìn)的水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

　　70年代，我國(guó)水電廠自動(dòng)化技術(shù)水平還較低，為了促進(jìn)其發(fā)展，原電力部科技委于1979年在福建古田主持召開了全國(guó)水電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)。在總結(jié)工作，確定試點(diǎn)的同時(shí)，建議盡快引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，建立技術(shù)交流情報(bào)網(wǎng)(后改稱信息網(wǎng))等。會(huì)后相繼有20余個(gè)水電廠及梯調(diào)引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的系統(tǒng)(詳見表1)。這些系統(tǒng)的引進(jìn)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)水電廠監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，掌握和學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，都發(fā)揮了相當(dāng)有效的作用。部分引進(jìn)水電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)性能見表2。

表1　我國(guó)水電廠引進(jìn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)表
Table 1　Imported computer supervisory and control systems for hydropower stations



表2　部分水電廠引進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能一覽表
Table 2　Functions of some imported computer supervisory and control systems for hydropower stations




2　國(guó)產(chǎn)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

　　在消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)的科研院所也加快了研制國(guó)產(chǎn)化水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的步伐。尤其是1994年在太平灣召開的技術(shù)研討會(huì)上，提出了水電廠“無(wú)人值班”(少人值守)的設(shè)想，先后兩批13個(gè)水電站被批準(zhǔn)作為科研示范工程和第2批試點(diǎn)單位，在水電廠取得了減人增效的豐碩成果。到目前為止，我國(guó)兩個(gè)主要的水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)科研單位都取得了很好的業(yè)績(jī)。在兩個(gè)單位承接的國(guó)內(nèi)外120個(gè)水電廠監(jiān)控工程項(xiàng)目中，采用開放系統(tǒng)的電廠已達(dá)70個(gè)，其中電力自動(dòng)化研究院承擔(dān)的大廣壩、天生橋一級(jí)、江埡等3個(gè)大型國(guó)際招標(biāo)項(xiàng)目是在與國(guó)外著名公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)中中標(biāo)的。電力自動(dòng)化研究院和中國(guó)水利水電科學(xué)研究院還各有一個(gè)出口項(xiàng)目，分別為敘利亞TISHRIN電站及埃塞俄比亞TIS ABAY二級(jí)電站。國(guó)外搞水電廠監(jiān)控的公司也很少有如此多的工程經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)使用國(guó)產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的電站容量已達(dá)百萬(wàn)千瓦以上，單機(jī)已達(dá)40萬(wàn)kW，研制的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能與基建工程中機(jī)組發(fā)電同步投運(yùn)，能采用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)工作站。新的技術(shù)一旦成熟，一二年內(nèi)就可用到工程中。因此不論是系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)、硬件配置、抗干擾措施、新技術(shù)的應(yīng)用，還是聯(lián)合設(shè)計(jì)、售后服務(wù)、備品備件、升級(jí)更新等方面，都在不同程度上顯示出其優(yōu)勢(shì)。在許多方面已被認(rèn)為具有90年代國(guó)際先進(jìn)水平。 部分國(guó)產(chǎn)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)性能見表3。

表3　部分國(guó)產(chǎn)水電廠監(jiān)控系統(tǒng)功能一覽表
Table 3　Functions of some domestic computer supervisory and control systems for hydropower stations




3　分析

3.1　系統(tǒng)模式
　　除隔河巖水電廠和十三陵抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)外，90年代引進(jìn)的均屬于開放系統(tǒng)，都采用工作站或工業(yè)微機(jī)以及服務(wù)器等，其主要特點(diǎn)是這些水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)都符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織所推薦的開放環(huán)境規(guī)范。隔河巖水電廠雖采用分層分布式多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用VAX3800計(jì)算機(jī)，但已明顯地呈現(xiàn)出向開放系統(tǒng)過渡的趨勢(shì)，采用相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但未采用UNIX操作系統(tǒng)及其它的開放系統(tǒng)特征。十三陵抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)則可說是開放系統(tǒng)的一種變形，雖然不具備開放系統(tǒng)的全部特征，但其操作系統(tǒng)的命令與UNIX完全相同，且系統(tǒng)具有可移植性等開放系統(tǒng)特性。

3.2　操作系統(tǒng)
　　除隔河巖采用VMS操作系統(tǒng)，十三陵使用實(shí)時(shí)多任務(wù)多用戶QNX/LZN—90操作系統(tǒng)外，其余均采用開放環(huán)境操作系統(tǒng)UNIX的一種廠家的版本，如ULTRIX是Digital公司UNIX操作系統(tǒng)的較老的版本，DEC OSF/1是Digital公司的較新版本，電力自動(dòng)化研究院近來(lái)使用的Digital UNIX則是該公司的UNIX操作系統(tǒng)的最新版本。又如SUN OS是SUN公司的UNIX操作系統(tǒng)老版本，而SOLARIS是該公司UNIX操作系統(tǒng)的較新版本。

3.3　局域網(wǎng)
　　一些公司為自己的局域網(wǎng)取了專門的名稱，如德國(guó)SIEMENS公司為廣蓄二期工程提供的監(jiān)控系統(tǒng)采用了SINEC H1/F0，ABB公司為二灘水電廠提供的監(jiān)控系統(tǒng)稱．ｍａｓｔｅｒBus 300，但實(shí)際采用的均是IEEE 802.3規(guī)約，都屬于以太網(wǎng)，是采用“載波偵聽，多路訪問/沖突檢測(cè)”的原理進(jìn)行工作的。十三陵抽水蓄能電站主站內(nèi)采用LAN—90總線，遵守IEEE 802.3規(guī)約，全廠采用INFI—90網(wǎng)，其工作原理是“接力棒式的廣播通信方式及例外報(bào)告和打包技術(shù)”。應(yīng)該說從通信的原理和效率來(lái)看，以太網(wǎng)并非最佳網(wǎng)絡(luò)，但確是比較經(jīng)濟(jì)而應(yīng)用很廣泛的局域網(wǎng)。
　　從使用光纖通道的情況看，引進(jìn)系統(tǒng)中僅巖灘和二灘選用了光纖網(wǎng)，而電力自動(dòng)化研究院提供的葛洲壩二江、李家峽及出口敘利亞的TISHRIN電站的監(jiān)控系統(tǒng)均采用了光纖網(wǎng)或雙光纖網(wǎng)，具有極好的抗干擾能力。葛洲壩大江引進(jìn)系統(tǒng)由電力自動(dòng)化研究院進(jìn)行升級(jí)改造后，其局域網(wǎng)的傳輸速率已達(dá)100 Mbit/s。

3.4　冗余配置
　　不論電力自動(dòng)化研究院提供的系統(tǒng)或引進(jìn)的系統(tǒng)，大部分均為雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)。是否采用冗余系統(tǒng)主要取決于用戶要求，國(guó)內(nèi)外公司都有能力配置雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)，采用的通信規(guī)約基本上都是TCP/IP。

3.5　人機(jī)界面
　　除隔河巖和十三陵抽水蓄能電站外，其余引進(jìn)的系統(tǒng)和電力自動(dòng)化研究院等提供的系統(tǒng)均采用X—Windows/Motif人機(jī)界面，能提供豐富多彩、功能很強(qiáng)的多窗口顯示系統(tǒng)。相比之下，國(guó)內(nèi)單位開發(fā)出的畫面布局更符合中國(guó)人審美的習(xí)慣。

3.6　主要指標(biāo)
　　根據(jù)鑒定資料，國(guó)產(chǎn)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)作成功率和設(shè)備可用率都很高，完全可以與較好的引進(jìn)系統(tǒng)的指標(biāo)媲美，且超過了某些水平不高的引進(jìn)系統(tǒng)，現(xiàn)將有關(guān)的鑒定數(shù)據(jù)列于表4。

表4　國(guó)產(chǎn)水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要性能指標(biāo)1)
Table 4　Major performance indices of domestic computer supervisory and control systems for hydropower stations



4　結(jié)語(yǔ)

　　這里有必要說明國(guó)產(chǎn)化的含義。我們提到的水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化，是指模式選擇、系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)、硬件配套等方面的工作由國(guó)內(nèi)完成，而所用的計(jì)算機(jī)或工作站(包括操作系統(tǒng))、網(wǎng)絡(luò)、LCU的大部分硬件等，均選購(gòu)國(guó)外優(yōu)秀廠家的產(chǎn)品。當(dāng)然也不排除部分已符合標(biāo)準(zhǔn)的過硬的國(guó)產(chǎn)硬件的應(yīng)用。這種方法是符合當(dāng)前國(guó)際潮流的，國(guó)外著名的大公司的做法也并不是包打天下，全部自制。其優(yōu)勢(shì)是可自由地選用當(dāng)今最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)工作站等設(shè)備，把主要精力用于系統(tǒng)集成和對(duì)用戶要求的適應(yīng)和技術(shù)服務(wù)。這樣更易產(chǎn)生實(shí)用、先進(jìn)的系統(tǒng)。
　　根據(jù)以上分析，說明我國(guó)超大型水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已達(dá)到國(guó)際上90年代的先進(jìn)水平，實(shí)用性好，但在硬件的工藝水平、軟件的規(guī)范化方面還要進(jìn)行深入細(xì)致的工作。對(duì)于專家系統(tǒng)、培訓(xùn)仿真、多媒體與工業(yè)電視的有機(jī)結(jié)合、狀態(tài)檢修等先進(jìn)技術(shù)還應(yīng)加強(qiáng)力度進(jìn)行研究，并隨時(shí)跟蹤國(guó)外的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，執(zhí)行開放的技術(shù)政策。