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1、水电站计算机监控技 术 生活中的计算机监控系统 水电站（把水能转化为旋转的机械能 ，再将旋转的机械能转化为电能） 计算机监控系统电力电能生产、输送、销售的特点：1、电网（power system）的容量大2、电源分布更加合理：各区域横向联系 愈来愈多，国家西电东送(West-East electricity transmission project)计 划3、组成电网的电能生产方式更加多样：水电hydroelectric generation、火电thermoelectricity generation 、风力发电wind power generation、核电nuclear energy p
2、ower generation 4、多样化的电力用户对供电的可靠性， 稳定性和电能质量提出了更高要求水电站生产过程的特点一、发电计划取决于水情及水库的调度计划 二、水电站的机电系统监控功能复杂且要求高 大中型水电站在电力系统中承担峰荷和腰荷 作为电力系统频率控制任务的主要电站 电力系统故障时的重要后备 长距离输电的稳定性和无功功率的控制问题由以上几点提出结论： 常规的控制手段和管理方法已无法满 足上述要求 提高自动化水平变得非常必要一天之内机组运行方式频繁变化，并且 要求达到很高的调节品质（regulation quality）（对模拟量控制系统工作质 量的一种评价。根据热力生产过程的 要求，
3、评价调节品质主要有稳定性、 准确性和快速性三个指标）。基于以上条件实现水电站优化运行应该如何做 ？ 实现站级自动化 实现能与水库优化调度计划相协调的优化控 制 考虑本水电站的运行要求，也要考虑梯级水 电站或跨流域水电站的运行方式对本电站的 影响 而传统的自动控制技术无法实现这些要求水电站计算机监控系统的定义利用数字电子计算机对水电站的电能生 产过程进行控制的一种设备集成 计算机控制系统是传统的自动控制和 自动化技术相结合的产物水电站计算机监控技术的应用 计算机监控系统是传统的自动控制技术与计 算机技术相结合的产物 水电站监控系统的发展经历了人工监控、电 话调度和远动化（远动化就是在远离水电站
4、的控制中心实现水电站运行的自动控制操作 功能，水电厂实现远动化后，不仅能节省大 量运行人员，提高水电厂的经济效益）直到 以计算机为核心、以现代数据通信为基础的 计算机监控三、水电厂计算机监控技术的优点： 1、提高水电厂的运行可靠性 2、有利于提高水电厂的经济运行水平梯级水电站的经济运行包括哪些呢 ？ 3、提高劳动生产率基本名词解释 信息：认识主体所感知或所表达的事物运动及其变 化方式的形式、内容和效用 信息处理：信息的收集、加工、存储、传递、施用 电磁干扰：电磁兼容性（EMC，Electro Magnetic Compatibility）是指电器、电子产品能在规定的电 磁环境中正常工作，并不对
5、该环境中其他产品产生过量的电磁干扰（EMI，Electro-Magnetic Interference）。这里包含着两个方面的要求：其 一是要求产品对外界的电磁干扰具有一定的承受能 力；其二是要求产品在正常运行过程中，该产品对 周围环境产生的电磁干扰不能超过一定的限度。 水电站自动发电控制（AGC） 水电站自动电压控制（AVC）第一章 计算机网络基础知 识第一节 计算机网络概述一、什么是计算机网络 计算机网络是计算机技术和通信技术 相结合的产物。 是利用通信设备和网络软件，把地理 位置分散而功能独立（？）的多个计 算机（及其他智能设备）以相互共享 资源和进行信息传递为目的的连接起 来的一个系统
6、二、计算机网络的组成部分l 资源子网：用来向用户提供信息服务 l 通信子网：由一些通信链路和节点交 换机组成，其功能是什么呢？ l 一系列的通信协议及相关的网络软件 ：通信协议是为了确保计算机之间能进行 互联并尽可能少的发生信息交换错误而制 定的一组规则或标准，实现通信协议的软 件（及硬件）是计算机网络不可缺少的组 成部分。三、计算机组网的目的 数据通信 对地域分散的业务部门提供实时集中 控制 资源共享 实现分布式信息处理 提高计算机系统的可靠性和可用性四、计算机网络的拓扑 结构 总线型 环形 星型 树型 点到点互连模式四、计算机网络的分类1、有线网和无线网 2、星型网，总线网，环形网 3、T
7、CP/IP网，SAN网，IPX网 4、局域网LAN，广域网WAN，城域网 MAN第二节 计算机操作系统类型 一、什么是操作系统？ 操作系统（OS）是计算机中最重要的 一种系统软件，是一些程序模块的集 合，它们能以尽量有效、合理的方式 组织和管理计算机的软硬件资源，合 理地安排计算机的工作流程，控制和 支持应用程序的运行，并向用户提供 各种服务，使得用户能灵活、方便、 有效地施用计算机。操作系统计算机硬件各类用户其他系统软件应用软件虚 计 算 机二、操作系统的作用操作系统承担资源的调度和分配任务 ，以避免冲突，保证程序正常有序的运行 为用户提供友善的人机界面 为应用程序的开发和运行提供一个高 效
8、率的平台：操作系统屏蔽了几乎所有物 理设备的技术细节，它以规范、高效的方 式向应用程序提供有力的支持 有了操作系统，计算机才能成为一个 高效、可靠、通用的信息处理系统 一些特殊的应用系统，如军事指挥和 武器控制系统、电力网调度和工业控 制系统、证券交易信息处理系统等， 它们要求计算机完成任务有严格的时 间约束，并希望对外部事件能快速做 出响应，应具有很高的可靠性和安全 性，这些系统所使用的操作系统称为 实时操作系统。实时指对随机发生的 外部事件作出及时的响应，并对其进 行处理。实时系统通常包括实时过程 控制和实时信息处理两种系统。实时系统的特点： 许多实时系统是“专用系统” 对外部时间的响应要
9、求十分及时、迅速，有 较强的中断处理机构、分析机构和任务开关 机构 为保证系统的可靠性往往采用多机甚至双机 结构 实时系统的设计常称为“队列驱动设计”和“事 件驱动设计”五、网络操作系统（network operating system） 定义：网络操作系统（NOS）是为了 使网络上各计算机能方便而有效地共享 网络资源，为网络用户提供所需的各种 服务的软件和有关规程的集合。 网络操作系统与通常的操作系统的区 别： 除了应具有通常操作系统应具有的处 理机管理、存储器管理、设备管理和 文件管理外，还应具有以下两大功能 ： (1)提供高效、可靠的网络通信能力； (2)提供多种网络服务功能，如：远程
10、作业录入并进行处理的服务功能；文 件转输服务功能；电子邮件服务功能 ；远程打印服务功能六、分布式操作系统 定义分布式操作系统：为分布式计算机系统配置 的操作系统。能直接对系统中各类资源进行 动态的分配和调度、任务划分、信息传输协 调工作，并为用户提供一个统一的界面和标 准的接口，用户通过这一界面实现所需要的 操作以及使用系统资源，使系统中若干台计 算机相互协作完成共同的任务，有效地控制 和协调诸任务的并行执行，并向系统提供统 一的、有效的接口软件集合。 与计算机网络系统存在的区 别：（1）分布式操作是网络操作系统的更高级形式，它 保持网络操作系统所拥有的全部功能，同时又具有 透明性、可靠性、高
11、性能等。 （2）网络操作系统与分布式操作系统虽然都属于 管理分布在不同的地理位置的计算机，但最大的差 别是：网络操作系统工作时必须确认网址，而分布 式系统用户则不必知道计算机的确切地址；分布式 操作系统负责整个系统的资源分配，通常能够很好 的隐藏系统内部的实现细节，如对象的物理位置、 并发控制、系统故障等。这些对用户都是透明的。（3）没有制定标准的协议（4）要求具有统一的操作系统，实现系统操作的统 一性第三节 计算机系统的数据通信基 础水电站计算机监控系统实质上是由 多台微机组成的分层分布式的控制系统 ，主要包括微机监控、微机保护、电能 质量自动调节等多个子系统。而各子系 统一般采用智能模块化
12、的组成结构，因 此必须通过内部的数据通信，才能完成 各子系统内部和各子系统之间的信息交 换。水电站计算机监控系统及数据通信的 特点： 分层分布式的控制系统，主要有微机 监控、微机保护、电能质量自动调节 控制等多个子系统 在水电站生产过程中，计算机要求实 时，安全可靠地操作被控对象，对生 产过程的数据传输的实时性、安全性 和可靠性提出极高的要求一、数据通信系统基本组成l 通信的基本任务是传递信息，因此通 信至少需由三个要素组成，即信息的发送 者（称为信源），信息的接收者（称为信 宿）以及信息的传播媒介。1、调制与解调原因：长距离传输数据时，如果也 直接传送代表二进位信 息的电平信号，那 么导线的
13、电阻会使电信号逐渐减弱，以至 于最终接受方无法收到或者识别信号。而 研究发现，正弦波之类的持续震荡信号能 够在长距离通信中比其他信号传送得更远 ，因此把这种正弦波信号作为携带信息的 “载波” 调制：传送数据时，发送方利用“0”和 “1”的区别略为调整一下正弦波信号的 幅度（或频率，或相位），这个过程 称为“调制”，然后就可以进行长距离传 输。 解调：到达目的地时，接受方再把正 弦波信号携带的信息检测出来，并转 换成适合计算机接受的高、低电平形 式。二、数据通信方式1、远距离数据通信的基本模型 有线形式：双绞线、同轴电缆、光纤 无线形式：微波通道、无线扩频受到干扰时要进行差错检查2、数据通信系统
14、的工作方式单工方式 半双工方式 全双工方 式 单工方式 资料始终是从A设备发向B设备。 半双工方式 资料能从A设备传送到B设备，也能从 B设备传送到A设备。在任何时候资料 都不能同时在两个方向上传送，即每 次只能有一个设备发送，另一个设备 接收。但是通讯双方依照一定的通讯 协议来轮流地进行发送和接收。 全双工方式 允许通信双方同时进行发送和接收。 这时，A设备在发送的同时也可以接收 ，B设备亦同。全双工方式相当于把两 个方向相反的单工方式组合在一起， 因此它需要两条数据传输线。在计算 机串行通讯中主要使用半双工和全双 工方式 三、数据传输的原理 什么叫基带在数字信号频谱中，把直流（零频） 开始
15、到能量集中的一段频率范围称为 基本频带，简称为基带。由于在近距 离范围内，基带信号的功率衰减不大 ，从而信道容量不会发生变化，因此 ，在局域网中通常使用基带传输技术 。 什么叫频带传输人的语音频率范围在80Hz到12KHz 远距离通信信道多为模拟信道，例如，传统 的电话（电话信道）只适用于传输音频范围 （300-3400Hz）的模拟信号，不适用于直 接传输频带很宽、但能量集中在低频段的数 字基带信号。频带传输就是先将基带信号变换（调制）成 便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范 围的模拟信号（称为频带信号），再将这种 频带信号在模拟信道中传输。通常字符同步（或帧同步）传输的同步 技术有异步传输
16、和同步传输两种 （1）异步传输：异步传输每次只传送一个字 符。 （2）同步传输：同步传输每次传送几个字节 的数据块。 异步通信及其协议起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的 开始。资料位：紧接着起始位之后。资料位的个数可以是4 、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII 码。从最低位开始传送，靠时钟定位。奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数 应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料 传送的正确性。停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位 、1.5位、2位的高电平。 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资 料传送。 波特率：是衡量资料传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/ 秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为 101201200字符/秒1200波特。四、常用串行通信技
