具体描述
内容简介
《水电厂计算机监控系统》阐述了国内外水电厂计算机监控系统的发展概况以及演变的历史，系统的典型形式及基本要求，分层分布式监控系统特点，监控数据的采集和处理以及变换原理，监控系统的内部通信，水电厂自动发电控制和自动电压控制，监控系统抗干扰，监控系统软件的可靠性设计与实现，抽水蓄能机组监控技术以及梯级水电厂监控技术等，主要是针对能源动力类专业本科生编写的。《水电厂计算机监控系统》为普通高等学校本科“能源动力系统及自动化”或“热能与动力工程”专业“水利水电动力工程方向”的统编教材，也可作为能源动力类其他相关专业的教学参考书，并可供有关工程技术人员参考。
目录
序前言
第1章 概论
1.1 概述
1.2 国内外水电厂计算机监控系统的发展概况
1.3 水电厂计算机监控方式的演变
1.4 水电厂计算机监控系统的功能
1.5 实现计算机监控可取得的效益
1.6 水电厂的“无人值班”（少人值守）
1.7 “数字化水电厂”概念
1.8 水电厂计算机监控系统的发展趋势
思考题
第2章 计算机监控系统的结构和形式
2.1 计算机监控系统及其组成
2.2 计算机监控系统的典型形式
2.3 水电厂计算机监控系统的一般结构
2.4 水电厂计算机监控系统的主要性能指标
思考题
第3章 水电厂分层分布式计算机监控系统
3.1 水电厂分层控制
3.2 水电厂监控系统电厂控制级
3.3 水电厂监控系统现地控制单元
3.4 水电厂监控系统数据库
3.5 不同规模水电厂厂级计算机系统的配置实例
思考题
第4章 水电生产过程信号变换
4.1 水电厂信号源
4.2 水电厂数据采集和处理要求
4.3 信号变换
4.4 智能传感器
思考题
第5章 水电厂监控数据采集与处理
5.1 概述
5.2 输入／输出过程通道
5.3 信号转换中的基本知识
5.4 信号转换原理
5.5 输入／输出信号转换模块
5.6 交流电量采集原理
5.7 数字滤波技术
5.8 标度变换
思考题
第6章 计算机监控系统内部通信
6.1 计算机系统的连接与通信
6.2 监控系统中的计算机网络
6.3 现场总线
思考题
第7章 自动发电控制和自动电压控制
7.1 水电厂的自动发电控制
7.2 水电厂自动发电控制的实施
7.3 电网AGC与机组的一次调频
7.4 水电厂自动电压控制
思考题
第8章 计算机监控系统抗干扰
8.1 干扰源和干扰传播途径
8.2 电网干扰及其抑制方法
8.3 计算机系统过程通道的抗干扰
8.4 CPU抗干扰技术
8.5 系统供电与接地技术
8.6 软件抗干扰技术
8.7 提高可靠性的其他措施
思考题
第9章 监控系统软件的可靠性设计与实现
9.1 水电厂计算机监控系统软件
9.2 软件的可靠性设计
9.3 影响软件可靠性的因素及提高可靠性的方法
9.4 水电厂监控系统软件的可靠性设计
9.5 水电厂监控系统的软件测试
思考题
第10章 抽水蓄能电厂计算机监控系统
10.1 抽水蓄能电厂的特点及特殊控制要求
10.2 抽水蓄能电厂计算机监控系统的结构和配置
10.3 抽水蓄能电厂计算机监控系统的应用实例
思考题
第11章 梯缀水电厂计算机监挖系统
11.1 梯级水电厂控制的特点
11.2 梯级水电厂计算机监控系统的功能、结构与配置
11.3 梯级水电厂计算机监控系统的应用实例
思考题
参考文献
精彩书摘
水电是世界上能够进行大规模商业开发的第一大清洁能源。随着世界能源需求增长和全球气候变化，世界各国都把开发水电作为能源发展的优先领域。目前水力发电满足了全世界约20％的电力需求，有55个国家一半以上的电力由水电提供，其中24个国家这一比例超过90%。我国水能资源蕴藏量居世界首位，全国技术可开发装机容量5.4 2亿kW，经济可开发装机容量4.02亿kw，是仅次于煤炭的常规能源。可开发的10MW以上的水电站总数约11600多座，据不完全统计，目前已建成各类大、中型水电站近6000座。截至2008年底，全国水电装机容量达到1.7 2亿kw，居世界第一，年发电量达到5633亿kw·h，分别占全国电力装机容量的21.6 ％和年发电量的16.4 ％。水电作为优质清洁的可再生能源，将在国家能源安全战略中占据更加重要的地位。目前，我国水能资源开发程度仅为31％，远低于发达国家平均水平，发展潜力很大。根据国家可再生能源中长期发展规划，2020年全国水电装机容量将达到3亿kW，平均每年新增1200万kw。
计算机监控技术的不断发展，为水电站的安全可靠经济运行奠定了基础。国外于20世纪60年代开始在水电厂采用计算机监控技术。1978年我国科技大会召开后，迎来了科学的春天，各行各业积极开展技术革新。
我国水电站计算机监控技术的研究与开发起步于20世纪80年代初。当时的水电部安排了一批科研试点单位，开始在富春江水电厂进行计算机监控系统试点研究，于1984年11月正式投入运行，成为我国第一套水电厂计算机监控系统。
1994年电力部在东北太平湾水电厂召开会议，开始制定《水电厂“无人值班”（少人值守）的若干规定（试行）》，并确定了永定河、桓仁、葛洲坝二江、太平湾、长甸等5个水电厂为“无人值班”（少人值守）第一批试点单位。上述规定于1996年颁布执行，并扩大龚嘴、映秀湾总厂、万安、隔河岩、柘溪、葛洲坝大江、鲁布革、白山、紧水滩等9个水电厂为第二批试点单位。与此同时，电力部颁布试行了《一流水电厂的考核标准》。
前言/序言
能源是人类赖以生存的基本条件，人类历史的发展与能源的获取与使用密切相关。人类对能源利用的每一次重大突破，都伴随着科技进步、生产力迅速发展和社会生产方式的革命。随着现代社会与经济的高速发展，人类对能源的需求急剧增长。大量使用化石燃料不仅使有限的能源资源逐渐枯竭，同时给环境造成的污染日趋严重。如何使经济、社会、环境和谐与可持续发展，是全世界面临的共同挑战。水资源是基础性的自然资源，又是经济性的战略资源，同时也是维持生态环境的决定性因素。水力发电是一种可再生的清洁能源，在电力生产中具有不可替代的重要作用，日益受到世界各国的重视。水电作为第一大清洁能源，提供了全世界1／5的电力，目前有24个国家依靠水力发电提供国内90％的电力，55个国家水力发电占全国电力的50％以上。
我国河流众多，是世界上水力资源最丰富的国家。全国水能资源的理论蕴藏量为6.9 4亿kw（不含台湾地区），年理论发电量6.08万亿kw·h，技术可开发装机容量5.4 2亿kW，技术可开发年发电量2.4 7万亿kw·h，经济可开发装机容量4.02亿kw，经济可开发年发电量1.7 5万亿kw·h。经过长期的开发建设，到2008年全国水电装机总容量达到17152万kw，约占全国总容量的21.6 4％；年发电量5633亿kw·h，约占全部发电量的16.4 1％。水电已成为我国仅次于煤炭的第二大常规能源。目前，中国水能资源的开发程度为31.5 ％，还有巨大的发展潜力。
热能与动力工程专业（水利水电动力工程方向）培养我国水电建设与水能开发的高级工程技术人才，现用教材基本上是20世纪80年代末、90年代中期由水利部科教司组织编写的统编教材，已使用多年。近年来随着科学技术和国家水电建设的迅速发展，新技术、新方法在水力发电领域广泛应用，该专业的理论与技术已经发生了巨大的变化，急需组织力量编写和出版新的教材。
2008年10月由西安理工大学、武汉大学、河海大学、华北水利水电学院在北京联合召开了热能与动力工程专业（水利水电动力工程方向）教材编写会议，会议决定编写一套适用于专业教学的“高等学校统编精品规划教材”。
用户评价
当我在书架上看到《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这本书时，我的第一反应就是“这才是真正为行业培养人才的书”。作为一名在电力设备制造领域工作多年的工程师，我深知一个稳定、高效的监控系统对于水电厂的重要性，它直接关系到发电效率、设备安全以及电网的整体稳定性。我迫切地想知道，这本书在系统架构设计方面会提供哪些独到的见解。例如，它是否会深入探讨如何构建一个具备高可用性和冗余备份的系统，以应对突发故障；又或者，它是否会详细讲解如何实现不同厂商、不同协议的设备之间的互联互通，从而构建一个统一的监控平台。我尤其关注书中关于过程控制算法的论述。除了传统的PID控制，是否会介绍一些更先进的控制策略，如模型预测控制（MPC），以及它们在水电厂运行优化中的具体应用？同时，作为一本“精品规划教材”，我期待它能够为未来的工程师们提供一套系统性的学习方法，让他们能够从理论走向实践，掌握系统的设计、实施、调试和维护的全过程。我希望能看到书中提供丰富的图例、流程图，甚至是一些简化的仿真模型，来帮助读者更直观地理解复杂的概念。
评分对于《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这本书，我脑海中浮现出的是无数个在机房里通宵达旦调试系统的画面。作为一名经验丰富的电气工程师，我深知计算机监控系统在水电厂运行中的核心地位。它不仅仅是简单的“遥控器”，更是整个水电厂的“中枢神经系统”。我迫切想了解这本书在系统架构设计方面会提供怎样的见解。一个优秀的水电厂计算机监控系统，其架构是否能够充分考虑系统的冗余备份、高可用性和可扩展性？它是否能深入探讨不同层次的通信协议，例如IEC 61850在智能变电站和水电厂自动化中的应用，以及如何确保数据在复杂网络环境下的可靠传输。我尤其关注书中对故障诊断与处理机制的阐述。当设备出现异常时，监控系统能否迅速定位问题，并提供有效的解决方案？是否能够实现对关键设备的实时健康监测，并提前预警潜在的故障？这对于减少停机时间，保障发电量至关重要。同时，作为一本“精品规划教材”，我期待它能为未来的工程师们提供一个清晰的学习路径，让他们能够从理论到实践，逐步掌握系统的设计、实施、调试和维护。我希望能看到书中对各种实际应用场景的分析，例如不同类型的水轮发电机组、水库调度控制、闸门控制等，是如何被集成到统一的监控系统中的。我相信，这本书将不仅仅是理论知识的传授，更是工程智慧的结晶。
评分《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这本书，当我拿到时，一种严谨而深厚的知识感油然而生。作为一名对工业自动化和能源工程领域充满好奇的研究生，我一直对水电厂这种复杂且重要的能源生产设施的运行机制非常感兴趣。我知道，计算机监控系统是实现水电厂现代化、智能化运行的核心。我非常期待这本书能够提供一个全面而深入的视角，让我能够理解监控系统的设计理念、技术架构以及实际应用。我希望书中能够详细介绍实时数据采集、处理和存储的关键技术，以及如何构建一个稳定高效的通信网络来连接分布在厂区各处的设备。同时，我也关注人机交互界面（HMI）的设计。一个优秀HMI，不仅能够清晰地展示机组的运行状态，更能够提供直观的操作指令和有效的报警信息，帮助操作人员迅速做出正确的判断。我希望书中能提供一些关于HMI设计原则和用户体验方面的探讨。此外，我期待书中能触及一些前沿技术在水电厂监控系统中的应用，例如，如何利用大数据分析来优化运行策略，或者如何通过人工智能算法来提升故障诊断的准确性。
评分翻开《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》的扉页，一股严谨而求实的学术氛围扑面而来。作为一名热爱水电工程的在校大学生，我对这个领域的最新技术和发展趋势充满了好奇。我知道，计算机监控系统是水电厂实现现代化、智能化运行的关键，它承载着保障电力供应稳定、提高能源利用效率、乃至确保人身和设备安全的重要使命。因此，我非常期待在这本书中能够深入学习到关于水电厂计算机监控系统的方方面面。我希望它能从最基础的原理讲起，比如传感器技术、数据采集与传输、PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分布式控制系统）在水电厂中的应用，直至更高级的 SCADA（数据采集与监视控制系统）系统的架构设计和集成。我尤其关注书中在人机界面（HMI）设计方面的论述，一个直观、易用、信息丰富的HMI对于操作人员的决策至关重要，能够帮助他们快速准确地掌握机组运行状态，及时发现并处理异常情况。我也希望书中能介绍一些先进的监测诊断技术，比如基于状态监测和故障预警的系统，它们能够通过对设备运行数据的实时分析，预测潜在的故障，从而提前采取维护措施，避免重大的事故发生。此外，作为一本教材，它是否能够引导我们思考如何将这些先进技术与人工智能、大数据等新兴技术相结合，为水电厂的智能化运营和维护铺平道路？这些都是我在这本书中渴望找到答案的问题，我期待它能够成为我通往水电工程领域道路上的重要指引。
评分《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这个书名，在我眼中代表着一种对知识的系统梳理和对行业未来的期许。作为一名在新能源领域工作多年的技术人员，虽然我的日常工作不直接涉及水电厂，但我深知电力系统各个环节之间是相互关联、相互影响的。水电作为重要的清洁能源，其监控系统的先进性直接关系到整个电力网络的稳定和效率。我希望这本书能为我打开一扇窗，让我对水电厂计算机监控系统有一个更清晰、更全面的认识。我尤其关注书中在系统集成和互联互通方面的论述。现代水电厂往往包含多种不同品牌、不同协议的设备，如何将它们有效地整合到一个统一的监控平台，是巨大的挑战。我期待书中能提供一些关于标准化接口、中间件技术以及数据交换机制的深入探讨。另外，在可靠性和安全性方面，我希望这本书能详细阐述如何通过冗余设计、故障转移机制、网络安全防护等手段，确保监控系统在各种恶劣环境下都能稳定运行，并有效抵御外部攻击。我也对书中关于系统升级和维护的章节充满期待，一个能够适应技术发展和实际需求的弹性系统，是保持其生命力的关键。
评分当我在书店看到《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这本书时，我的目光立刻被吸引住了。作为一个对自动化和电力工程都充满热情的研究生，我一直对水电厂这种大型、复杂的工业自动化系统抱有浓厚的兴趣。我知道，计算机监控系统是现代水电厂实现高效、安全运行的基石，它的每一个细节都可能对整个电厂的生产效率和安全性产生深远影响。因此，我非常期待这本书能够为我提供一个全面而深入的视角。我希望它能从系统层次上，对水电厂计算机监控系统的整体构成进行详细的剖析，比如，是否涵盖了从底层传感器、执行器，到中层PLC/DCS系统，再到顶层SCADA系统，直至与更高层调度系统的集成等各个环节。在通信技术方面，我希望书中能详细介绍当前主流的总线技术和网络协议，例如Ethernet/IP、Modbus TCP/IP，以及它们在水电厂监控中的具体应用和优缺点。此外，我非常关注书中关于数据可视化和信息呈现的部分。一个良好的HMI设计，能否通过直观的图表、曲线和报警信息，帮助操作人员快速理解复杂的运行状态？我希望能看到书中对这些方面进行深入的探讨，并提供一些设计原则和最佳实践。我也期待书中能涉及一些先进的监控策略，比如基于模型预测控制（MPC）的水轮机组优化运行，或者利用机器学习算法进行设备故障的早期诊断和预测性维护。
评分当我第一次接触到《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这个书名时，我的脑海里立刻勾勒出一幅现代水电厂高效、智能运行的画面。作为一名在自动化设备领域摸爬滚打多年的工程师，我深知一个稳定、可靠的监控系统对于任何大型工业设施的重要性，而水电厂更是如此。我非常希望这本书能够深入探讨计算机监控系统在提升水电厂运行效率和经济效益方面的具体作用。例如，它是否会介绍如何通过先进的算法，实现对水轮发电机组出力曲线的精确预测和优化调度，从而在保证电网需求的同时，最大限度地提高发电量？我也期待书中能详尽阐述监控系统在提高设备可靠性和延长使用寿命方面的贡献。是否会介绍基于状态监测和故障诊断的技术，如何通过对设备运行数据的实时分析，提前预警潜在的故障，从而避免非计划停机，减少维修成本？此外，我希望书中能对网络安全问题给予足够的重视。在数字化时代，水电厂的监控系统也面临着严峻的网络安全挑战，如何构建坚固的防护体系，抵御外部攻击，确保信息安全，这些都是我非常关心的问题。
评分这本书，当我第一次拿到它的时候，就被这个厚重而充满专业气息的书名所吸引——《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》。作为一名在电力系统领域摸爬滚打多年的工程师，我深知一个稳定、高效的监控系统对于整个水电厂安全运行的重要性，而计算机监控系统更是其中最核心的“大脑”。这本书的出现，无疑是对我们这些一线从业者以及未来行业人才培养的一剂强心针。我迫切地想知道，它究竟会如何系统地、深入地剖析这个复杂而精密的系统。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能够结合实际工程中的案例，将抽象的概念转化为具体的解决方案。比如，在自动化控制方面，现代水电厂的监控系统已经远非简单的参数采集和显示，而是涉及到复杂的算法、先进的通信协议以及强大的数据处理能力。我期待书中能详细阐述这些技术在水电厂监控中的具体应用，例如，如何通过先进的模糊逻辑控制、神经网络控制等技术，实现对水轮机组运行参数的实时优化，从而提高发电效率，降低运行成本。同时，我也关注网络安全的问题，在数字化转型的大潮下，水电厂的监控系统也面临着严峻的网络安全挑战。我希望书中能就此给出深入的分析和应对策略，包括如何构建坚固的网络防护体系，如何应对潜在的网络攻击，以及如何确保关键数据的安全。此外，这本书的“精品规划教材”定位，也让我对它的教学设计充满了期待。它是否能够为高校教师提供一套完整、易于理解的教学框架，帮助学生建立起扎实的理论基础和实践能力？我希望书中能提供丰富的图示、流程图以及思考题，引导学生主动探索，深入理解。
评分拿到《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这本书，我立即被其沉甸甸的内容所吸引。作为一名对自动化控制技术充满好奇心的学生，我一直对水电厂这种庞大而精密的工业设施非常感兴趣。我知道，计算机监控系统是现代水电厂的核心，它如同人类的神经系统，负责感知、决策和执行。我非常期待这本书能够详细阐述监控系统的硬件组成，比如各种传感器（压力、流量、液位、速度传感器等）的原理和选型，执行器（如阀门、闸门控制装置）的驱动方式，以及PLC、DCS等核心控制单元的结构和功能。我特别关注书中关于通信网络的部分，例如，如何在复杂的厂区环境中构建可靠的工业以太网，使用哪些通信协议（如RS-485, Modbus TCP, Profinet等）来保证数据的高效传输，以及如何处理网络延迟和丢包问题。此外，我希望书中能提供一些实际的案例分析，展示不同类型的水电站（如径流式、抽水蓄能电站）在监控系统设计上的差异和侧重点。例如，抽水蓄能电站需要更精密的负荷分配和调度控制，这是否会体现在其监控系统的设计理念中？这本书是否能引领我理解，如何将物理世界的运行状态转化为数字信号，再通过复杂的算法进行处理，最终实现对整个电厂的精准控制？
评分《高等学校统编精品规划教材：水电厂计算机监控系统》这本书，我看到的第一感觉就是“权威”。作为一名即将毕业，准备投身电力行业的学生，我深知扎实的理论基础和对前沿技术的掌握是多么重要。水电厂计算机监控系统，这个概念本身就涵盖了自动化、计算机科学、通信工程以及电力系统等多个交叉学科的知识，它代表了水电行业自动化和智能化的最高水平。我非常期待这本书能够从系统的整体性出发，深入剖析计算机监控系统的各个组成部分，以及它们之间是如何协同工作的。我特别关注书中关于实时数据库、数据采集与处理、以及报警管理等方面的论述。一个高效的实时数据库，是支撑整个监控系统快速响应的基础；而精准的数据采集和智能化的处理，则能帮助操作人员及时发现并应对各种运行工况。我希望书中能提供一些关于如何设计和优化报警系统的建议，使其能够区分主次、避免误报，真正发挥其“报警”的作用，而不是成为“噪音”。同时，作为一本“精品规划教材”，我期待它能提供一些实用的工程经验和设计思路，例如，在系统设计时需要考虑哪些关键因素，如何进行系统的调试和验收，以及在运行过程中如何进行维护和升级。
评分书还可以吧，质量也凑合吧
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