油气田自动化调研报告

第一篇：油气田自动化调研报告

油气田生产数字化建设与应用情况调研

报告

信息管理部 2010年6月

油气田生产数字化建设与应用情况调研报告

“十一五”以来，随着集团公司信息化建设的深入，各油气田企业陆续加大了生产操作过程的数字化建设与应用，把面向生产前端的数字化管理作为转变生产发展方式的重要抓手和举措，实现信息系统和自动化设备的充分结合，在优化生产作业流程、精简组织机构、提高企业管理水平、减少员工劳动强度、降低操作成本、提高安全生产等方面发挥了显著作用，同时也极大地丰富了集团公司统一部署的信息系统的建设和应用。

为进一步了解和推动油气田生产数字化建设，深化“十一五”统一建设信息系统的应用，做好“十二五”信息技术总体规划，按照集团公司领导的指示精神，信息管理部和勘探与生产分公司共同组织油田专家，于3月下旬至5月末深入到9个油气田（大庆、辽河、长庆、塔里木、新疆、西南、吉林、大港、华北）的井场、站库、作业区、采油厂等生产一线开展了专题调研（详见附件1），并通过调研问卷方式收集了其他油气田数字化建设情况。同时，邀请多家国外公司进行了交流研讨（详见附件2）。现将调研情况和主要收获汇报如下：

一、油气田生产数字化建设与应用情况

油气田的信息化建设总体上可以划分为三个层面：一是面向生产操作过程的数字化；二是面向生产管理、科学研究的信息化；三是面向企业经营管理的智能化。“十五”和“十一五”期间，按照信息技术总体规划，集团公司统一组织实施的勘探与生产技术数据管理系统、油气水井生产数据管理系统、ERP系统等，在很大程度上是集中在后两个层面的信息化建设。

近些年，随着技术的进步，围绕油气田生产的自动控制、通讯、视频监控、信息应用等技术日趋成熟；各油气田企业按照集团公司战略发展的要求，结合生产管理需要，对一些生产地域分散、自然条件较差、人工作业较难的生产现场实施了第一个层面的数字化建设。面向生产操作过程的数字化建设主要由数据自动采集系统、数据传输网络系统、生产管理系统、自动化控制系统、井站配套支持系统等部分组成。通过在井场、站库等现场安装数据自动采集、监控装置及自动化控制设备，实时采集各项生产数据和工业视频信号，并通过无线或有线网络将这些数据、信号传输到后方的生产指挥调度中心或中央控制室进行集中管控，借助生产管理系统对收集的信息进行汇总、综合处理与应用分析，提供生产指挥决策支持，初步实现了生产操作自动化、生产运行可视化，管理决策系统化。

本次调研主要就是针对第一个层次，即面向生产操作过程的数字化建设。

（一）各油气田企业都围绕井站开展了数字化建设工作，取得了初步成效。

目前，大多数油气田都开展了以井、站库为核心的面向生产前端操作过程的数字化建设试点工作，实现了井口温度、压力、载荷、流量等生产数据的实时自动采集和站库生产流程运行状态的实时监控。2

我们现场调研的九家油气田各具特色，均取得了试点成功，有些油田正在组织力量推广。

大庆油田积极探索，取得初步成效，已经完成1296口井、628座站的数字化试点建设。采油二厂通过实施工业视频监控，实现全厂中转站、联合站的视频监测、安全报警，保证了一线生产设备的安全运行及女工人身安全。天然气分公司则通过实施的生产自动监控与指挥系统实现172条、总计1220公里长的油气输运管道的集中管控，大屏可视化展示。

辽河油田充分发挥钻采院技术力量，将信息技术与自动控制设备相结合，已经完成2291口井、45座站的试点建设。在曙光采油厂实现了产液量的自动计量和汽窜报警停抽；在特油公司实现了井口、井下实时动态数据采集。

长庆油田成功探索出适合“三低”油气藏有效益开发的数字化管理模式，将开发生产前端的数字化与劳动组织结构和生产工艺流程优化相结合，已经完成8834口井、294座站的数字化建设，正在全面推广。长庆苏里格气田预计产能达到200亿立方米时，用工控制在2000人以内，有力支撑油田快速发展。

塔里木油田数字化建设起点高，单井产量高，已经完成212口井、50座站的数字化建设，目前正在研究全油田推广方案。英买力、克拉

2、迪那气田自动化率达到100%。其中克拉2气田通过对生产全过程监控，有效保证井口、处理厂内各装置安全运行，为西气东输管线提供稳定气源。

新疆油田通过融合信息化、自动化系统，将现场生产管理由传统的经验管理、人工巡检，转变为智能管理、电子巡井；将前方分散、多级的管控方式，转变为后方生产指挥中心的集中管控，已经完成3914口井、609座站的数字化建设，正着力推进改造进度。陆梁油田实现了市区外240公里范围生产现场的远程监控，大大改善了沙漠油田一线员工的生产生活条件。

西南油气田积极试点高含硫天然气田的数字化建设，已经完成233口井、251座站的数字化建设。在利用信息技术、自动化技术提高安全生产、实施集中管控等方面正做着有力探索。

吉林油田推进信息化和自动化集成应用试点，已经完成111口井、303座站的数字化试点建设，长岭气田初步实现了单井、集气站、指挥中心为生产控制单元的三级生产管理网络。

大港油田依托地面简化优化工程的实施，经过近几年的大规模建设，成功实现了油水井自动计量和诊断；实现了老油田撤销计量站、停运掺水系统、缩短工艺流程，达到了优化工艺、节能降耗、高效管理的目的，已经完成2324口井、25座站的数字化建设，正总结经验，筹划推广。

华北油田逐步形成了自我为主研发、建设、管理和维护的发展模式，已经完成1779口井、201座站的数字化建设。通过采油五厂数字化示范建设试点，推动以区块、油田为单元整体建设和劳动组织形式转变。2009年在沁水盆地建成国内第一个数字化的煤层气田。目前用工控制在400人，而传统管理却需要1300人。

（二）由于条件不同、重视程度不一，各油气田企业的数字化建设范围、规模也不同。

通过综合分析各油气田面向生产操作过程的数字化建设，可以看出油井与气井建设的不均衡、井与站建设的不均衡、东部与西部建设的不均衡、新区与老区建设的不均衡。

在单井方面，目前集团公司油气水井总计22.8万口，已经实现数字化自动采集和监控的约2.36万口，占总井数的比例为10.3%。其中油水井21.9万口，实施数字化的比例为9.0 %；气井8996口，实施的比例为43.7 %。出于安全生产和管理的需要，数字化管理的气井数普遍高于油水井。

在联合站、中转站、处理站、计量间等站的建设方面，据不完全统计，目前集团公司约11007座，实现数字化的站为2640座，约占24%。其中：联合站已建606座，占总数的50.8%；中转站已建472座，占总数的50.1%；处理站已建279，占总数的63.1%；计量间已建1283座，占总数的15.2%。

在地域方面，西部油田由于生产地域相对分散、自然环境恶劣，需要技术创新，数字化建设及探索较之东部油田实施的程度和数量都比较高。从单井角度统计数字化建设程度可知，新疆15.1%、长庆22.3%、塔里木16.2%；而，大庆1.5%、辽河10.9%、吉林0.4%。

在试点建设进展方面，多数油田在新产能建设的同时，设计数字化应用环节，取得经验和效益后，推广实施到老油田改造。在建设规模上，多以局部试点实施为主，长庆、新疆等部分油田经过这几年的

快速发展，具有一定规模，成效明显。如长庆苏里格气田3个处理厂、62座站点及2800余口气井全部纳入数字化管理，实现了自动采集、远程传输、电子巡井、视频监控、远程开关控制等功能，从而对整个气田生产过程进行实时管控和决策指挥；新疆陆梁作业区2座处理站、62座计量站及1124口油水井完成数字化后，中控室搬迁到克拉玛依市内，使油田生产步入了现代化的集中管理模式，大幅提高了生产管理效率。

（三）国际油公司始终把面向生产操作过程的数字化建设作为油田开发的重要基础。

国外油公司开展数字化建设的时间比较早，持续进行了一系列的数字化技术的探索与应用。20世纪60年代，Arco油气公司在Iatan East Howard油田将自动化技术用于注水控制，并很快发展到报警、泵控、撬装试井装置等领域。20世纪90年代，DCS的功能越来越强，工作效率越来越可靠。随着通信技术的发展，SCADA（Supervisory Control and Data Acquistion，即监控与数据采集系统）越来越多地用于油田的生产控制与管理。进入21世纪后，各油公司的应用越来越普及，目前国际油公司基本上都实现了生产数据的自动收集、处理、计量；并在此基础上进一步发展形成生产自动预警、生产装置自动监控、支持生产指挥决策。比如，英国石油公司的工程师可以通过测量井下压力和温度等参数的传感器获得实时数据，对生产进行监控和优 6

化，保证地层油气达到最大采收率。壳牌石油公司对中东阿曼的3000多口油井通过数字化改造，实现了油田无人值守，所有员工可以在任何地点，实时获得油井及其设备的实时数据，通过监视持续的信息流，进行快速响应，实施远程操作。BP公司已经在20个油田使用了油井监测技术，获得了1—3%的产量效益。

近些年，国际石油公司非常重视油田生产信息化和自动化建设，已经充分认识到在提高工作效率、降低生产和管理成本上的巨大作用，并不断加大在这方面的投入，进一步实现企业流程再造，变革企业生产发展方式，提高企业经济效益和增强竞争力。

二、油气田生产数字化建设效果

油气田生产数字化建设一开始就是从企业的战略发展出发，从实际的生产管理需要出发，通过反复研究与实践，实现了信息系统和自动化设备的充分结合，在优化生产作业流程、精简组织机构、提高企业管理水平、减少员工劳动强度、降低操作成本、提高安全生产等方面发挥了显著作用，实现了生产发展方式的转变，在一线生产管理中发挥了实际作用，取得了很好的效果，真正体现了为企业创效、为员工谋福。具体表现在：

（一）改变了传统的生产管理方式，提高了工作效率和管理水平数字化建设使生产管理方式转变成为可能，使现场生产管理由传统的经验管理、人工巡检、大海捞针、守株待兔的被动方式，转变为智能管理、电子巡井、精确制导的主动方式。将前方分散、多级的管 7

控方式，转变为后方生产指挥中心的集中管控，这些方式的转变有助于围绕生产运行管理，优化工艺参数、简化工艺设施，优化生产过程，从而大大提高生产效率。例如巡井由平均3天一次，提高到5-10分钟一次，效率提高了800倍。

（二）优化了生产管理流程，减少了一线用工总量，节约了成本 将数字化与劳动组织结构和生产管理流程优化相结合，使作业区与联合站共建、井站结合、多站合建成为可能，从而减少了管理层级，控制了一线用工总量，构建了与数字化管理相配套的新型劳动组织架构。例如长庆西峰油田由原来的五级流程转变为三级流程后，用工总量由1700人下降到1000人以内，新疆陆梁油田优化流程后用工总量控制在500人以内，用工仅为新疆油田同等规模采油厂的20％，实现了市区外240公里生产现场的远程监控，改善了沙漠油田一线员工的生产生活条件。

（三）提供了更好的技术手段，保证人员、设备的安全和生产持续稳定运行

电子巡井、实时跟踪、过程监控、智能预警等数字化技术的应用，能够及时、准确、连续地掌握一线生产动态，保证了生产持续稳定运行；实现了生产现场的自动连续监控，一旦发生生产异常等情况可以及时采取措施，避免现场设备启停带来的风险；减少了员工和车辆的出行，降低了高压、高温装置的巡检、有毒有害环境下的操作风险。

(四)改善了员工的工作生活环境，提高了素质，体现了以人为本的理念

油田生产现场往往远离城市，地域分散，环境恶劣，传统的管理主要依靠现场人员值班，耗费大量的人力和物力。通过油气田生产数字化，将员工从驻井看护、油区巡护、资料录入等简单、重复性劳动中解脱出来，员工集中居住。使员工的工作生活环境和生活质量得到大大改善；同时，员工有更多的时间学习和培训，提高了素质，促进了一岗多能、复合型员工队伍的建设。

油气田生产数字化建设也是响应国家发展战略的要求，节能降耗，清洁生产、保护环境的重要举措，通过井站合并，减少了耕地、草原等占用；通过采用太阳能或风能等环保型供电方式，减少了碳的排放量，保护了环境。所有这些必将进一步提升企业形象，促进社会和谐发展。

三、油气田生产数字化建设的体会和认识

通过这次调研，了解到不同油气田生产数字化建设的成果和做法，深刻认识到数字化建设工作在勘探开发生产管理中的重要作用，主要有以下几点体会和认识：

（一）油气田生产数字化建设十分必要、实施效果明显

面向生产操作过程的数字化建设，就是通过信息技术与工业生产的融合，紧紧围绕生产运行管理，提高生产操作每个单元的自动化程度，保证了生产持续、稳定、高效运行；为优化生产管理流程，实施 9

精细化管理创造了条件，提供了保障，并根据生产管理特点，按流程建立劳动组织架构，优化一线员工布局，从而把人和机器的效率发挥到最佳水平。长庆、新疆、塔里木等油田的实践充分证明数字化建设十分必要的、能够有力地支撑油田科学快速的发展。

（二）实施油气田生产数字化建设的技术是成熟的、经济可行的

各油气田地理特点、气候条件、社会环境各不相同，井网密度、开发历史和建设基础差别较大，在数字化建设过程中通过不断试点摸索，充分应用国内外的成熟技术和产品，逐步成功研发出适应当地生产实际和管理要求的技术和产品，并得到了实际的应用。总体上看技术是成熟的，产品大多实现了国产化，价格在不断降低，并且形成了一些有效的建设模式。如以新疆陆梁为代表的沙漠油田数字化模式和以长庆苏里格为代表的气田数字化模式，对于后续数字化建设推广具有十分重要的借鉴和学习意义。

（三）数字化生产管理融入到整个生产管理流程中，实用性强

数字化以油田或区块为单位，分析优化生产作业流程，从生产一线需求出发，与岗位相结合、与生产相结合、与安全相结合开展实施建设，解决生产过程中的实际问题，使生产操作的每个环节和过程都是基于数字化管理，成为日常工作的一部分，改变了以往的粗放型生产管理方式，管理更加科学和有效。体现了业务主导，满足了实际应用需要。

（四）领导高度重视，员工积极参与、持续稳定投入是成功的关键

数字化是一场深刻的管理革命，必须与优化生产流程和组织结构相结合才能取得明显的成效。实践表明，只有企业的主要领导充分认识到数字化的作用和意义，大力支持，动员企业全体员工共同参与，才能克服困难，取得成功。

四、存在问题

数字化建设在一些油田取得了一定成效，但还存在着问题和不足，主要表现在以下几个方面：

（一）数字化建设没有统一规划，无企业统一标准，建设不平衡 集团公司层面尚未统一规划，统一设计，还处在各油气田公司自发组织建设，目前各油田采用的技术标准不统一，应用的产品设备不标准，数据开放性差，不同厂商的水平参差不齐。同时各油田公司投入不足、实施范围和程度不同，建设不均衡。

（二）生产现场网络基础差

中转站、联合站、处理站与采油厂和油田的网络连接通常采用有线的方式。而计量间和单井点多面广，大多数远离城市，地处偏僻的山区、戈壁或沙漠，可依托的公共通信资源稀缺，需要的投入较大，多数尚未接入公司企业网络，严重制约了数字化的发展。

（三）数字化建设投入有限，缺乏专项投资

数字化建设投入主要来自新区产能建设投资和老区配套改造投资。由于成本控制，数字化建设的费用往往有限。通常，百万吨产能的油田用于数字化建设的投入大约在2亿元左右，在整个投资中不足3%。目前，往往还是通过挤占勘探开发的投资，直接影响了数字化的推进。

（四）认识理念的束缚

数字化建设是一场新的革命，是企业转变生产发展方式的有效途径，必将带来管理思想、认识理念、体制、流程、组织模式、工作习惯的改变，会面临机构固化、人员求稳等困惑，需要积极的引导和疏通。

五、下一步工作建议

（一）总体思路

数字化建设要总体规划，统一标准，因地制宜，稳步推进。新区数字化建设要与产能建设同步进行；老区数字化建设要以井站工艺流程改造与数字化技术应用相结合为突破口，全面推进数字化应用。“十二五”期间面向生产操作过程的数字化建设要作为重点工作来抓，力争基本完成油气田生产数字化建设任务。建议开展三方面的工作：一是，编制油气田生产数字化建设指导意见，开展数字化建设标准研究，跟踪国内外行业标准，建立中国石油油气田生产数字化建设标准体系。

二是，编制油气田生产数字化建设总体方案，开展可行性研究，引入物联网技术，设立信息化专门项目，建成油气田生产物联网系统。三是，加强国际合作交流，吸收国内外先进技术和建设经验，提高技术和产品的国产化率；培育拥有自主知识产权、高素质专业化的技术队伍。

（二）“十二五”油气田生产数字化建设的主要内容

近年来，基于井场、站库等油田生产现场的数据采集、智能识别、数据融合、过程控制、参数优化等油气田物联网建设凸现重要。将油气田生产数字化建设和物联网技术结合起来，统筹考虑，是油气田信息化建设发展的必然趋势。油气田生产数字化建设主要包括数据自动采集系统、数据传输网络系统、生产管理系统、自动化控制系统和井站配套支持系统，共五个部分。

其中，数据自动采集系统、数据传输网络系统和生产管理系统与信息化的关系更为紧密，建议在“十二五”期间，以“油气生产物联网系统”为项目名称，完成老油田数字化改造。自动化控制系统、井站配套支持系统按油田配套项目组织实施。

（三）组织方式

数字化建设要继续坚持“业务主导，部门协调”的原则，在各油气田同步开展，全面推进。

（1）在集团公司层面设立项目建设指导委员会，负责项目的总体 13

协调。下设项目经理部和由生产工艺、自动化、信息等方面人员组成的技术专家组，负责项目的组织和技术把关。各油气田建立相应的组织机构，负责项目的具体实施。

（2）由信息管理部和勘探与生产分公司在集团公司层面明确建设的目标范围、技术标准，确定产品选型，统一组织入围招标，并做好项目实施的全过程监督与控制。

（3）由于项目具有实施范围广、资金投入大等特点，为充分调动各油气田的积极性，建议根据各油气田的工作量情况按年度直接下拨建设资金，各油气田在集团公司的总体框架下，按照信息管理部和勘探与生产分公司审定的方案组织实施。

（4）项目实施过程中要注重技术人才的培训工作，总部技术专家组与各油气田技术人员定期开展技术交流，把握项目技术方向，指导项目实施。

（四）投资估算

长庆苏里格气田数字化生产管理系统3年总投资2.8亿元，平均每口气井的自动化和信息化投资10万元，其中信息化约为2.5万元/井，集气站（计量站）55万元/站，处理厂496万元/厂。

新疆陆梁油田数字化建设5年总投资1.2亿元，平均油井5.5万元/井，计量站40万元/站，处理站500万元/站。

根据长庆苏里格气田和新疆陆梁油田数字化建设的模式和经验，结合其他油气田的实施情况，初步测算油、气、水井单井数字化建设 14

费用分别为2.9万元，2.6万元和2.1万元，井场网络建设的单井费用为2.5万元。考虑各油气田建设方式的不同，老系统整合、接口开发和生产管理系统建设等因素，依据由集团公司统一投资建设规模为60%，初步估算油气生产物联网系统建设总投资约为172亿元。其中，油气水井数字化建设费用为56亿元，井场及站库网络建设为97亿元，系统整合、接口开发及生产管理系统建设费用为19亿元。

油田配套项目建设投资估算为96亿元，其中，自动化控制系统10亿元、井站配套支持系统86亿元。

同时，由于建设投资较大，建议分别由总部信息化投资、勘探与生产分公司信息化配套专项投资和各油气田配套投资分别投入。

信息化与自动化紧密结合是石油行业信息化建设的一个重要方向，有着广阔的应用前景。通过长庆、新疆、塔里木等油气田生产数字化建设的不断实践和积累，“十二五”期间应积极推进物联网技术应用，搭建油气田生产物联网系统平台，从集团公司层面建设数据自动采集、数据传输网络、生产运行管理三个系统，配套自动化控制、井站配套支持两个项目，全面实现生产操作过程的数字化，为集团公司持续调整优化结构，加快转变生产发展方式，实现科学发展，着力推进综合性国际能源公司建设发挥巨大作用。

第二篇：自动化养猪场调研报告

自动化养猪场调研报告

队 长：陈东彦 20111982 队 员：陈崇任 20111980 班 级：电气201102班

目录

摘要：......................................................................................................................................2 现状分析：.............................................................................................................................3

一、猪舍的主要环境因数...................................................................................................4

1.1温度................................................................................................................................4 1.2 湿度...............................................................................................................................4 1.3 空气质量.......................................................................................................................4 1.4 光照...............................................................................................................................4

二、自动化养猪场的结构部分附图.................................................................................5

2.1自动给料系统................................................................................................................5 2.2猪舍通风温控系统........................................................................................................6 2.3猪舍空气净化自动清洗猪圈系统................................................................................6 2.3猪舍视频监控系统........................................................................................................7

三、存在的主要技术问题...................................................................................................7

四、具体改进方案................................................................................................................8

五、调研心得.........................................................................................................................9

六、参考文献：....................................................................................................................9 摘要：

自动化养猪场作为现代畜牧业的标志之一，在畜牧业生产上有着举足轻重的地位。它是一套养猪场自动监控系统和信息化管理系统，包括：视频监控系统、自动化给料系统、自动化清洗猪圈、通风恒温系统及信息化管理系统，实现养猪场自动视频监控、种猪厂房自动温湿度调节、育种厂房自动恒温保温调节及信息化管理功能。养殖户也可以随时随地通过电脑、手机了解到猪舍环境参数变化并根据具体环境参数控制相应执行机构实现 24 小时不间断的监测及控制。对养猪生产过程中主要环境参数进行自动的精确监控，不仅能改善猪舍环境，利于猪群健康成长，加速猪群生长，降低了生产成本，节约了人力物力，而且结合现代科技，运用嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术以及无线传感器网络技术进行远程实时监控，提供最适宜猪生长的外部环境，保障了猪在生长过程中的成活率及营养价值。现代养猪场一般采用半自动化控制方式或全自动化的控制方式。

关键字：猪舍，自动化，调研 现状分析：

在国外，尤其是欧美等发达国家的规模化养猪业发展很迅速，并且形成了从养猪的饲养到猪舍设备和饲养管理模式的一个完整的过程。建有针对猪群性能的自动化测定系统，猪舍中安装有自动给料系统，当耳朵上装有电子感应器的猪走进食槽附近时，识别器就会迅速辨识其耳号，并输送到监控中心，记下其耳号，记录该猪每天的进食次数、进食量、时间、体重增重情况等，并由监控中心进行科学的分析处理。而在我国的养猪业中，不管是城市郊区的集约化养猪，还是总体数量较大的农户散养和专业户饲养，均难以创造明显的经济效益。养猪越多越亏本的现象在我国时有发生，其根本原因在于我国养猪业的科技水平较低，大量的生猪饲养还是沿袭传统的离散农户小规模饲养方式，猪舍卫生条件比较差，传统的人工喂养方式，人工清洗猪圈栏，产猪效率低。但是，人们对动物蛋白质特别是猪肉的需求量越来越大，对猪肉质量要求也越来越高，安全、无公害、高瘦肉率的猪肉需求量不断增长。因此，发展标准化、自动化养猪顺应了农业产业化的发展方向，是实现由传统畜牧业向现代化农业转变的根本途径。

一、猪舍的主要环境因数

通过去养猪场调研及查阅网络上相关文献资料以及和相关管理员的交谈。了解到，我国养猪业主要采用高度封闭式饲养模式，多头猪共同生活在一个封闭区域内，加上天气、季节变更、风力等外界环境的影响使猪舍内的环境复杂多变。猪舍内的生长环境对猪的繁殖、生长发育、健康状况和猪肉产量产生很重要的影响，现有大多数猪舍主要存在着以下几点缺陷和不足： 1.1温度

温度是猪群健康成长的基本保障，适宜的环境温度，是保证猪群正常生长、发育和繁殖的前提条件，是能够打造猪群正常免疫力的一个重要因素，同时温度也是控制病原体的最好屏障。可是，现有大多猪舍是采用燃烧燃料为猪舍提升温度和开窗通风降低温度。对于温度的控制无法精准，效率也不高，还会造成舍内燃烧废气的堆积，影响猪的健康生长。1.2 湿度

猪舍内湿度的来源有很多途径，比如猪呼吸时呼出的水汽、猪舍内饲养管理用水、猪的粪尿中含的水汽、进入猪舍内的外部水分等。潮湿的环境会促使细菌、致病性真菌和寄生虫的繁殖滋生，降低猪的抵抗力。而现在的养殖技术是定期通过人工对猪圈进行冲洗,然而冲洗猪舍后带入大量的水造成空气中的湿气加重，仅仅依靠经验鼓风除湿，效率不高，还会造成猪舍内温度偏低。1.3 空气质量

由于养猪场大都采用密闭式的饲养模式。在相对潮湿密闭的环境中，猪的粪尿及其发酵分解物，会产生相当多的氨气、硫化氢、甲烷等对猪群生长不利的气体。对于这些不利气体的排放完全是依靠人工经验来进行通风排气，由于猪舍较大通风时间较长，从而降低了舍内温度，直接影响到猪的生长，而没有从根本上、源头上减少有害气体的产生。1.4 光照

光照的时间和强度对猪群的生长发育和健康都有一定的影响。适宜的光照可 促进猪体的蛋白质、脂肪及矿物质的沉积，有利于健康快速生长，还可以提高猪的繁殖能力。可是，大多数的猪舍是半封闭或全封闭的狭小空间，光线比较暗，不利于猪个体的生长。

二、自动化养猪场的结构部分附图

2.1自动给料系统

该给料系统主要由计量筒、料线、驱动器、料塔等组成。该系统通过调节钮调整每头猪供料的数量，方便观察记录每头猪的供料情况。

给料系统附图 2.2猪舍通风温控系统

通风系统主要由电控箱、变速换气扇、进气口、温度感应器等组成；温控系统包括降温和加热两个子系统．降温设备主要由水帘降温装置和风机组成．加热设备主要由智能化地暖设施组成。该系统可按需设置舍内温度和风速并自动运行，保证猪舍内的温度适宜和空气清鲜。

通风温控系统附图 2.3猪舍空气净化自动清洗猪圈系统

该系统由传感器、排风扇、可移动的清粪装置等组成，若传感器检测到有害气体浓度一旦超过阈值，控制中心立即控制清粪装置使其及时清粪，同时启动排风扇进行换气保证猪舍里的空气环境清新。

空气净化系统附图 2.3猪舍视频监控系统

该系统主要包括摄像头、电源装置、报警系统、监视显示器、光纤接入等组成，该系统能使管理员在办公室通过监视显示器清楚地看到猪舍内猪只的活动情况和工作人员的操作情况．可方便对生猪养殖的科学管理。

视频监控系统附图

三、存在的主要技术问题

3.1节能潜力有待进一步挖掘。养猪场为半敞开式，空气流动量大，保温性能差，为了达到温度稳定，需要消耗较多电力。应尽可能的采用密封环境，实时检测空气质量，定时定量通风模式能进一步降低电力消耗，达到更好的节能效果或结合太阳能与普通电源供电，节能、安全、环保。

3.2水帘降温装置受环境温度、适度条件限制，当环境温度过高时，采用地表循环储水降温范围变小。可采取地下储水的方式，进一步降低循环水温度，提高降温效果。

3.3猪舍内的监控节点与监控中心的布线过多，而且其环境比较潮湿。当时间久了电线容易老化，为此应该进一步完善。结合现代网络技术、无线通信技术以及无线传感器网络技术进行远程实时监控，满足猪舍特殊的环境要求，方便养殖场的扩展和维护。

四、具体改进方案

改进的系统主要由若干个监控节点和监控中心组成。监控节点是组成养猪场环境远程监控系统的基本单位，分布在每个猪舍中，负责监测猪舍内的环境信息并执行相应的控制输出驱动命令，完成猪舍环境的实时监测和执行相应的控制动作，每几十平方米的猪舍中放置一个这样的设备。监控中心可以和网络中的任何一个监控节点进行双向通信，并具有实时显示环境信息、声光报警、远程发送报警信息，接收用户发送来的控制命令等功能，该设备放置在猪场办公室中作为监控终端。系统还采用了模糊控制推理算法，根据人的经验编写模糊规则实现猪舍环境的智能控制。

自动化养猪环境监控系统的改进方案设计描述如下：

4.1采集猪舍内的温度、湿度和空气质量氨气、H2S气体等猪舍环境信息，对这些信息进行预处理后发送到控制中心，控制中心能对这些信息进行身份认证，并刷新控制信息。

4.2控制中心能够实时显示当前的环境信息及当时的日期和时间信息，并且能够保存到数据库中，方便查询和科学的管理。

4.3控制中心收到的环境信息后与设定值相比较，若超限则在启动声光报警装置的同时向用户手机发送报警信息，用户可以发送预编辑好的信息向监控中心发送控制命令，再由监控中心无线发送到监控节点，从而启动相应的执行机构。4.4猪舍内的控制输出驱动可以接收监控中心发来的控制指令，并执行相应的执行机构。

4.5每个监控节点发送完数据后进入休眠状态，以此来节约监控节点的能耗消耗，一段时间后自启动，监控中心按照猪舍编号顺序依次接收监控节点的数据。4.6监控系统应该尽可能的做到低功耗，低成本，高稳定性、强抗干扰能力。结合太阳能与普通电源供电，节能、安全、环保。

改进系统总体结构附图

五、调研心得

通过调研我们对现代畜牧业有了一定的的了解。养猪场的各个方面的设计，都会影响到猪个体的生长，因此都要以猪个体生长生殖的规律作为依据，为猪个体生长营造一个良好的环境，并减少生产成本。此外，我们还了解到我国现在养猪场的设计和生产效益还存在比较多的缺陷，与国外先进技术还有很大差距。个体养猪户较多，规模较小，小型养猪场往往面临着资金、技术支持、环境保护等难题。所以，要推动我国养猪业的现代化，国家应该加大对养猪业的投入，特别是技术的支持，对于养猪场的自动化、智能化控制方面需要加大研究力度。通过养猪场的调研和查看相关资料，我们收获颇丰。作为一名大学生，不应该仅仅从书本或者是课堂学习，我们应该结合实践和调研，这样才能了解自己所学专业的用处和在当今社会的发展状况，才能做到与时俱进，开拓创新。

纸上得来终觉浅，投身实践觅真知。

六、参考文献：

1、曹进,张铮.封闭猪场内氨气对猪群生产性能的影响及控制实验[J],2003,23(4):56-57.2、王朝炜.王卫东.物联网无线传输技术与应用.北京：北京大学出版社，2012

3、李静杰.猪场环境条件对猪群健康的影响[J],养殖技术顾问,2009,10(3):45-46.4、刘敬顺，施景橙。精确性饲养技术在现代化养猪业中的应用。www.xiexiebang.com,2006.5、刘继军.我国养猪生产的发展方向 [ J].农业工程学报,1997, 13(增): 28-31.6、朱能武, 邓昌彦, 熊远著.我国工厂化养猪环境工程技术研究应用现状及发展前景 [ J].湖北农业科学, 2000(6):56-58.7、李锦玉.论集约化养猪生态系统 [ J].家畜生态, 2001(22): 16-22.

第三篇：参考调研报告,电气自动化

大连交通大学2007届本科生毕业论文调研报告

调研报告

直流电动机具有良好的起自动性能，易于在广泛范围内平滑调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，至今在金属切削机床，造纸机等需要高性能可控电力拖动的领域中有着广泛的应用。

直流拖动控制系统在理论和实践上都比较成熟。电力拖动自动控制系统有调速系统，位置随动系统，张力控制系统，多电动机同步控制系统等多种类型。而各个系统往往是通过控制转速来实现的，因而调速系统是最基本的拖动控制系统。在许多生产机械中，常要求电动机既能正反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。

一．课题的来源及意义

逻辑无环流直流可逆调速系统省去了环流电抗器，没有附加的环流损耗，节省变压器和晶闸管装置的附加设备容量。和有环流设备相比，因换流失败的事故率大为降低。

逻辑无环流直流可逆调速系统主要有逻辑控制和逻辑选触控制两种基本类型。逻辑控制的系统采用两个电流调节器，而逻辑选触控制的系统采用一个电流调节器。逻辑无环流直流可逆调速系统的正反向切换，采用数字逻辑控制，具有安全可靠的优点。但是由于切换中存在着工作组的关断和待工作组触发需要的两端延时时间，造成切换死区。所以正反向的切换的快速性，一般不如有环流可逆系统和错位无环流可逆系统。

逻辑无环流直流可逆调速系统只是在自然环流可逆调速系统的基础上，增加一个极性鉴别与逻辑控制（DLC）单元，其基本特点是通过该单元的电平变换器DIP，将转矩极性和零电流两个模拟信号输入转化为相应的数字信号输出，利用逻辑控制器LCR，对正反两组触发单元的开通或者封锁，按照逻辑要求进行控制。采用数字逻辑控制使系统主电路在任何时刻，任何状态，任何条件下，只有一组整流装置进行工作，这就从根本上切断了环流的通路，确保了系统不存在任何环流。控制系统主要由速度调节器ASR,电流调节器ACR,反号器AR,转矩极性鉴别器DPT,零电流检测器DPZ,无环流逻辑控制器DLC,触发器,电流变换器FBC,速度变换器FBS等组成。

二．国内外发展状况

随着电力技术的发展，特别是在大功率电力电子器件问世以后，直流电动机 1

拖动将有逐步被交流电动机拖动所取代的趋势，但在中、小功率的场合，常采用永磁直流电动机，只需对电枢回路进行控制，相对比较简单。特别是在高精度位置伺服控制系统、在调速性能要求高或要求大转矩的场所，直流电动机仍然被广泛采用，直流调速控制系统中最典型一种调速系统就是速度、电流双闭调速系统。直流调速系统的设计要完成开环调速、单闭环调速、双闭环调速等过程，需要观察比较多的性能

在可逆调速系统中，电动机最基本的要素就是能改变旋转方向。而要改变电动机的旋转方向，必须改变电动机的电磁转矩方向。对于大容量的系统，从生产角度出发，往往采用既没有直流平均环流，又没有脉动环流的无环流可逆系统，无环流系统省去了环流电抗器，没有了附加的环流损耗。因此逻辑无环流可逆调速系统在生产中被广泛应用。

直流调速系统的发展过程是一个从简单到复杂，从开环到闭环，从单环到多环，从单向调速到可逆调速的不断丰富完善的过程。直流调速系统目前已被广泛地应用于自动控制要求较高的各种生产部门，理想的直流电机调速系统响应速度快，超调量小，系统稳定性好，并具有很强的抗干扰能力。最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢电路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备造价低廉。但缺点是效率低，机械特性软，不能在较宽范围内平滑调速。直流调速系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试过程中有大量的参数需要计算和调整。运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难。随着计算机技术的发展，在软件和硬件方面提供了良好的设计平台。

三．研究内容

本课题的目的是对逻辑控制无环流直流可逆调速系统进行建模仿真研究。运用前序课程《电机学》、《电力拖动自动控制系统》等课程中的相关内容建立整个调速系统的数学模型。在学习MATLAB/Simulink软件后完成本课题。

学习相关资料，掌握直流可逆调速系统的组成，原理等。掌握逻辑控制无环流直流可逆调速系统的工作原理。对逻辑控制无环流直流可逆调速系统进行分析，设计。熟悉MATLAB/Simulink仿真软件。建立逻辑控制无环流直流可逆调速系统的数学模型。基于MATLAB/Simulink建立逻辑控制无环流直流可逆调速系统的仿真模型，并进行仿真研究。

四．研究方法及手段

应用Matlab/Simulink仿真平台对逻辑控制无环流直流可逆调速系统进行建模仿真。Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。Simulink是MATLAB的重要组成部分，提供建立系统模型，选择仿真参数和数值算法，启动仿真程序对该系统进行仿真，设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。Simulink与MATLAB 紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。

逻辑无环流可逆直流电动机调速系统中，逻辑切换装置DLC是一个核心装置。其任务是在正组晶闸管桥工作时开放正组脉冲，封锁反组脉冲，反组桥工作时相反。其中DLC判断，延迟电路的正确建模和调节器参数的设置时关键因素。逻辑无环流直流可逆调速系统主电路的两组桥在任何时刻只有一组投入工作，所以在两组桥之间不会存在环流。目前，比较流行的控制系统仿真软件是MATLAB，本课题将使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真计算机仿真研究。

五．毕业设计进度计划

第一周：实习调研，根据题目，查找课题相关资料文献，初步从整体上了解课题。并撰写调研报告。

第二周：学习相关资料，完成并上交不少于3000字的调研报告。

第三周：继续学习相关资料，开始翻译相关的外文文献。

第四周：继续学习相关资料，完成并上交不少于3000字的与研究内容相关的英文文章翻译。

第五周：学习MATLAB/Simulink的相关知识, 复习掌握无环流直流可逆调速系统的原理。

第六周：阅读国内外有关直流调速的资料，深度了解无环流直流可逆调速系统的知识，并设计逻辑无环流直流可逆调速系统的初步模型。

第七周：根据设计方案进行计算，确定系统的可行性，并搭建整个系统的数学模型。

第八周：搭建系统的仿真模型。

第九周：继续上述建模工作，并逐步完善。

第十周：对系统的各种运行情况进行仿真，并进行仿真分析。

第十一周：继续进行仿真分析，撰写毕业论文提纲，规划论文内容，并开始着手写毕业论文初稿。

第十二周：整理材料，文件图标等，完成毕业论文的撰写，交指导教师审查。第十三周：论文修改，打印，装订成册，并提交。复习各种资料，准备答辩。

第十四周：答辩，毕业论文成绩评定。

六．主要参考文献

[1] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出社,2007

[2] 洪乃刚等.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真[M]．机械工业出版

社，2006

[3] 王沫然．Simulink4建模及动态仿真[M]．电子工业出版社，2002

[4] 周凯汀等.基于Matlab 的双闭环直流调速系统仿真及参数进化设计[J].计

算技术与自动化，2005，（2）：11-15

[5] 姚建红，戴 琳，厉立国.基于MATLAB/Simulink的双闭环直流调速系统的设

计[J].佳木斯大学学报，2006，24（4）：521-523

[6] 韩 璐.直流电动机双闭环调速系统及其SIMULINK的仿真[J].船海工程，2006，34（2）：29-33

[7] 张士军，袁建桥.转速电流双闭环自动调速系统的仿真研究[J].武汉科技学

院学报，2005，13（2）：16-21

[8] 向 波，廉文利，朱全印.基于 Matlab/SimuLink 直流调速控制系统[J].微计算机信息，2006,22(7):158-160

[9] 周凯汀等.基于Matlab的双闭环直流调速系统仿真及参数进化设计[J].计

算技术与自动化，2006,(2)：20-23

[10] S.Saab.A Map Matching Approach for TrainPositioning.Part 11: Application

and Experimentation[J].IEEE Transactions onVehicular Tech.2009，49（2）：302-308

第四篇：自动化行业发展调研报告

自动化专业发展调研报告

自动化131 蔡艺媛 203130101

自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对if-业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术．主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益。但它对企业生产过程有明显的提升作用。

2001年3月，第九届全国人大四次会议批准的”十五”计划纲要首次提出”把发展数控机床，仪器仪表和基础零部件放到重要位置，努力提高质量和技术水平It0 2001年8月，国家计委把仪器仪表明确列为国民经济重要技术装备，国家经贸委制定并公布的仪器仪表行业”十五”规划，确立了6项高技术产业化项目：

(1)．基于现场总线技术的金开放分散控制系统及智能仪表；(2)．新型传感器；

(3)．智能化工业控制部件与执行机构；

(4)．环境与污染源监测仪器及自动监测系统；

(5)．城市污水处理利用成套工艺设备中的仪表自动化控制系统；(6)．炼钢转炉煤气净化回转成套装置中的仪表自动化控制系统。根据仪器仪表行业的预测，”十五”期间我国仪器仪表市场大致是：2002年1628亿，2003年1790亿，2004年1969亿，2005年2165亿。五年闻，平均年市场容量为1806亿(相当于220亿美元)，其中工业自动化仪表和控制系统占41％、科学测试仪器占25％、医疗仪器占17％、其它占17％，平均年增长率将不会低于10％。

自动化专业是一个有前景的专业，一般来说不外乎有这样几个原因：一是属于信息产业。信息产业被人们誉为“朝阳产业”，发展快、需要人才多、待遇较高，是当今科技发展的趋势所在。因此，作为信息产业中的重要一员，自动化专业同样有着光辉的前途。二是自动化应用范围广。目前，几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩，现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。三是本专业对于个人发展非常有利。本专业课程设置的覆盖面广，所学的东西与其他学科交叉甚多。这也与本专业的来历有关，自动化专业大部分源于计算机或者电子工程系的自动控制专业。

自动化专业的优势在就业时候体现得更为突出。首先，所有的行业都可以同自动化挂钩，转行非常容易，“硬”可转电子工程，“软”可转计算机，也可转通信，当然待遇也是非常不错。如果考研，还有中国科学院一些相关院所可供选择。同“电类”的其他几个专业类似，自动化在出国方面也并不是特别容易，而且国外大学基本没有对应专业，一般来说需要申请DoubleE（电子工程）或者CS（计算机科学）专业，这也使自动化专业的毕业生在选择出国留学时更为不利。不过总体说来，自动化专业就前途来看还是让人相当满意的。

本专业是一门适应性强、应用面广的工程技术学科。旨在培养学生成为基础扎实、自动控制技术知识系统深入、计算机应用能力强的高级工程技术人才。所以学生在毕业后都能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。就业领域也非常的宽广，比如高科技公司、科研院所、设计单位、大专院校、金融系统、通信系统、税务、外贸、工商、铁路、民航、海关、工矿企业及政府和科技部门等。历年来，本专业的毕业生的供求比例一直都保持在1∶10左右，近年的就业去向主要是在系统集成、计算机软件硬件开发和通信等领域。

自动化专业就业方向有： 1.电厂(包括各个公司,工厂的配电室)2.软件开发(特别是单片机或EDA等)3.PLC(大体是工控方向,搭建操作平台等)4.各个矿山,或金属冶炼场所(进行自动化设备的维护,操作等)5.去学校当老师 6.做销售工作(专门卖自己专业相关的东西)7.研究所 8.产品设计,就是硬件电路设计了。

与本专业就业领域相关联的行业在近年来借助市场经济的搞活和对外开放程度的加深，也获得了飞速发展。民航、铁路、金融、通信系统、税务、海关等部门的自动化程度越来越高，科研院所、高科技公司也借助强大的人才优势，发展迅猛。未来随着自动化技术应用领域的日益拓展，对这一专业人才的需求将会不断增加，自动化专业的毕业生也将借助这一技术的广泛应用而在社会生活的各个领域、经济发展的各个环节找到发挥自己专长的理想位置。

自动化专业学生在毕业后能从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作.就业领域也非常宽广,包括高科技公司、科研院所、设计单位、大专院校、金融系统、通信系统、税务、外贸、工商、铁道、民航、海关、工矿企业及政府和科技部门等.本专业毕业生有着广阔的就业渠道，因为自动化技术的应用广泛，其就业领域也五花八门。正因为如此，有些同学在择业时容易产生“皇帝的女儿不愁嫁”的心理，认为自己的自动化专业紧俏，社会需求量大，工作单位可以随自己挑。尽管现在学生就业实行的是“双向”选择的政策，你选用人单位，但用人单位也在选你。所以千万不要表现出一种“老子天下第一”的神情，自我感觉很了不起，这样只会引起用人单位的反感甚至最终不录用你。谦虚、踏实、稳重是本专业毕业生在择业时的第一选择。根据近几年毕业生就业的情况看，他们的工作都非常理想，收入状况也颇为乐观。

调查研究数据显示,2009届自动化专业本科毕业生的就业率为85%,较同届本专业大类工学90%、本专业中类电气信息类89%的平均半年后就业率高.从薪资来看,本专业2009届毕业生的半年后平均月收入为2275元,较全国同届本科毕业生平均水平2133元和本专业大类工学毕业生平均水平2208元稍高,与专业中类电气信息类半年后平均月收入基本持平.总之,未来随着自动化技术应用领域的日益拓展,对这一专业人才的需求将会不断增加,自动化专业的毕业生也将借助这一技术的广泛应用而在社会生活的各个领域、经济发展的各个环节找到发挥自己专长的理想位置.自动化专业一直以来是社会急需的人才.包括电气自动化、铁路、化工等诸多领域.

第五篇：中小水电站自动化调研报告

中小水电站自动化调研报告

水电站自动化是电力系统自动化的组成部分，目的是提高发供电的可靠性，保证电能质量及电力系统经济安全运行，同时也有效地改善运行人员的工作条件，最终提高水电企业的市场竞争力。

一.水电厂自动化的发展回顾

我国大中型水电厂自动化以计算机监控技术为平台,经过二十多年的发展已经日趋成熟,而我国农村中小水电厂的自动化正处于一个推广应用快速发展的阶段。大中型水电厂的监控技术的成熟在于：

1.自动化起步早,在1979-1985年就以葛洲坝、富春江等四个电厂为试点制定了水电厂自动化的七年发展规划，在试点成功以后，于1987年在南京召开了“全国水电厂自动化技术总结和规划落实工作会议”，又于1993年在成都召开了“全国水电厂计算机监控系统工作会议”，启动和落实了推广工作，规定“八五”期间应有40个大型水电厂（群）实现计算机自动经济运行及安全监测。

2.重视程度要大，由于大中型电厂多归口原国家电力部主管，且电厂在系统中的作用又比较重要，因而不论从安全运行，还是从经济效益的角度来说都把推广以计算机监控为基础的自动化工作放在了非常重要的位置，来加以推广应用。

3.人员素质较高，电力行业技术比较专业，均受过良好的专业教育与技术培训。

4.资金比较充裕。

5.管理比较规范，不论在设计方面，还是在技术实施方面，大中型水电厂在上述条件下，水电厂自动化工作基本做到了以下内容：

● 保证合理的资金预算与支付；

● 根据水电厂的装机容量，在系统中的地位进行规范化设计； ● 安排比较周密的工期计划； ● 选择具有实力的供货厂家；

● 按以下原则实现了水电厂的综合自动化：统筹考虑、电厂运行、电力调度、水利调度、航运调度、水情测报、灌溉、防洪等彼此之间的关系。

中小水电或中国农村水电起源于20世纪90年代，指总装机在5万kW以下水电站及其配套电网。

中小水电站的自动化技术的发展大致分三个阶段：

第一阶段为20世纪70年代以前，基本为传统的机电电磁技术；

第二阶段大约为90年代期间，为计算机监控技术在中小水电站移植试点阶段，此阶段的状况是：

● 模仿大中型水电厂的监控模式，将大中型水电厂的模式直接搬到中小水电站上来；

● 将用于变电站中的综合自动化模式略加修改搬到水电站上来；

● 少数厂家结合中小水电站的特点，研制开发出适合于中小水电站的计算机监控模式，并致力于推广应用。

第三阶段为2001年以来，尤其是2002年5月国家水利部在湖南郴洲召开的“全国农村水电现代化建设工作现场会”，并在当年由于水利部颁发了水电（2003）170号文以来，在全国农村水电领域展开了全面推广现代化技术的工作，经过十多年的试点，中小水电站自动化水平已到一个关键的攻坚阶段。目前农村水电作为农村基础设施的重要组成部分，中小型水电站得到了快速的发展，但由于在农村水电建设的历史上是重建设、轻管理，建设资金缺乏，技术力量不强。在设计、设备选型、设备管理、资金投入、人才水平等方面与大电网有较大的差距，因此迫切需要加强全面行业管理。

二.农村水电自动化现状调查及分析

根据《农村水电技术现代化指导意见》的精神，总结近20年来从事中小型水电厂计算机监控系统的设计、生产、安装、服务经验，从农村水电厂现场调查、总体设计、系统结构、设备选型、施工方案等方面进行全面统计和分析，制定了专门针对新建农村水电厂和改造农村水电厂自动化建设的详细设计、生产、工程服务技术文件和管理流程。为更客观的了解农村水电厂的现状，成立专门现场调查小组，选择了湖南进行实地调查，共22座水电站，这些电站基本上是在90年代末建成投运，总装机从400kW到4000kW，重要分布在山区，没有专门的道路，大部分为田间小路，坑坑洼洼，水电站周围没有住家，方圆几里都见不到人。这些水电站由于总投资少，对于水电站的自动化元件投入成本有限，因此在建站初期基本不考虑自动化。基本现状如下：

1.采用一机两屏的模式，一台励磁屏，一台低压控制同期屏； 2.全手动机械调速器；

3.手动旋转多圈电位器实现励磁调节； 4.电动机传动控制进水阀；

5.没有气系统、油系统，只有简单的水通道； 6.没有测速装置，靠经验判断；

7.没有自动刹车系统，通过以下三种方式刹车： ● 没有任何刹车手段，机组自行停机；

● 对于冲击式水轮机，水轮发电机均置于厂房地面，其刹车采用木棒直接顶平衡轮刹车；

● 对于轴流式水轮机，一般情况不刹车，在紧急条件下，采用人工补气刹车和木棒刹车；

8.400V机端电压，一条10KV出线；

9.无电压互感器，机端电压400V直接由于测量、同期； 10.无变压器保护，变压器两侧无断路器；

11.无线路保护，10KV线路出线为跌落式熔断器；

12.发电机只配置了三相电磁式继电器实现过电流保护；

13.每台发电机出口配置了380V三相电度表，置于“低压控制同期屏”中； 14.一条10KV出线配置了高压计量表；

15.发电机出口断路器和刀闸置于“低压控制同期屏”中；

16.每台发电机均配置了“自动并列控制器”，在人工手动调节过程中捕捉同期点，无同期闭锁功能。个别电站还在采用6个灯泡的“暗灯法”作为同期判断；

17.每台机组均配置了4块常规测量仪表，分别为：频率表、电压表、电流表、功率因数表和一块相位比较表。置于“低压控制同期屏”中。

根据调查结果反映出电站基本没有自动化功能，全部采用手动常规控制设备，且设备老化，可靠程度低，在部分电站由于设备原因而导致影响正常供电。针对农村水电厂的现状，从项目总体改造着手，制定农村水电厂自动化改造的总体方案和实施计划，并成功的在几十个电站中得到运用。在实际改造和投运过程中按以下主要步骤执行：

1.充分与现场技术人员沟通交流，了解电站的运行现状、运行规程、维护情况和主要特点，结合电站的原始图纸，编制自动化改造的总体思路和初步实施方案。

2.收集电站的相关资料：电气一次主接线图；电气一次开关柜布置图、端子图；中控室平面布置图；励磁原理图、端子图；调速器原理图、端子图；机组自动化元件布置图；机组自动化控制回路图；机组测温系统图；保护系统配置图；测量、计量系统配置图；电源系统配置图；同期系统图等；

3.全面了解一次设备的输入输出接口，判断是否满足自动化接口要求； 4.全面了解电站所有设备的测量、控制过程和相关的保护配置，编制实现自动化控制后相关过程的逻辑；

5.全面了解机组的开机、停机、事故停机、紧急事故停机的控制逻辑和相关子过程的逻辑关系，主要从测量输入和执行控制输出两方面了解相关控制过程，编制上述过程的可编程控制逻辑流程图；

6.全面了解电站各种测量信号和控制/调节输出现场自动化元件的配置情况，根据自动化改造需要，列出需配置的自动化元件清单；

7.根据上述内容总结现场资料和调查情况，详细设计需改造的各子系统（调速器系统、励磁系统、计算机监控系统、高低压开关控制系统、电源及配电系统、防雷系统、模拟屏等）的结构、主要设备型号、系统功能及性能、信号传送及通信方式等；

8.根据改造工期要求，制定详细的设计、生产、安装、调试实施计划，确定项目改造项目管理负责人、技术负责人和相关技术人员，在各阶段定期、及时与电站负责人和管理人员保持联系，并进行阶段性的评审。

三.水电站系统改造案例：水电站1 水电站1：设计水头52M，单机2.3个流量；共3台机组，容量为800kW×3台，机组已运行30多年，一条6.3kV母线；一台油浸式变压器，容量为3150kVA×1台，一条35kV母线，一条35kV出线；一台近区变35kV/0.4kV, 容量为800kVA。

整个电站设备老化，自动化程度低，不能满足需要，在国家第一批中小水电站改造计划下，利用改造资金对该站进行了全面改造。

1.主设备改造 1.1 水轮机的改造

● 更新设计制造转轮，采用新型转轮替换原转轮，提高水轮机效率，增加过流能力，达到增加机组出力的改造目的，并显著改善机组运行工况，加宽机组稳定运行范围。新改造后的转轮有较宽的稳定运行范围、有较强的抗空蚀能力、有较高的水力效率。改造前实际最大出力2300KW，改造后最大出力可达2500KW。可以更好地适应电站水头和出力变化要求，在更大的负荷区间高效工作而不产生有害的水力振动和严重空蚀，改造费用为66万。

● 水轮发电机组的主轴通过强度校核计算，强度符合改造后增加出力的要求。

● 更换、修复磨损的过流部件：由于机组已运行20多年，过流部件不同程度的发生严重空蚀及磨损，容积损失大大超出标准范围，直接影响着水轮机工作的效率。采用更换前后盖板、更换密封环及主轴密封副；修复导叶翼型、重新调整导叶立面和端面间隙使其符合新机组出厂国家标准；更换导叶轴套，重新钻铰导叶定位销孔等。

● 改造水轮机流道，配套适用新转轮，使其符合相关技术标准要求。1.2 发电机的改造

● 发电机定子：重新设计制作定子线圈，增大定子线圈线径截面，使用新型高科技绝缘材料，提高线圈绝缘等级，使其达到F级绝缘等级；各接头及过桥线、引出线均改锡焊为银焊。

● 发电机转子：转子抽芯拆卸解体，重新称重配挂磁极，转子重新进行整体绝缘处理。

● 发电机引出线部件：更换刷握及碳刷等部件；更换发电机引出线，提高引出线载流能力，以符合改造后机组运行要求。

2.其他设备的改造

2.1 改造前的基本情况：

● 调速器系统：原调速器控制可实现自动开停机功能，由于导叶行程的对应状态不准确和其他因素，此功能一直未使用；

● 调速油压单元：具有油压指示表和配套电动机，但不能实现油泵的自动控制；

● 励磁系统：常规多圈旋转电阻式手动励磁调节系统，通过手动旋转多圈电阻实现无功的调节；

● 高压开关柜单元：共9面屏，分别为：1，2，3号发电机的PT柜和断路器控制柜，厂用变屏柜，6KV出线柜；在各断路器的控制柜上配置有功、无功电能表，但有功、无功电能表数据不能实现通信，导致数据不能上传计算机监控系统；

● 动力屏单元：经厂用变输出至动力屏后，分别独立为各设备和控制回路提供工作、操作控制等电源；

● 保护系统：共4面常规保护屏，分别为：1，2，3号发电机常规保护屏、主变线路常规保护屏；

● 碟阀控制单元：具有蝶坑的位置信号和蝶阀的电动控制、行程位置，但行程位置不能准确指示实际蝶阀的全关和全开位置；

● 集水井控制单元：具有集水井的水位高低的接点信号和电动回路，无实际水位显示和自动控制功能；

● 中控室屏柜设置：中控室设置为“机组控制屏4面，常规保护屏4面”共8面屏柜；

● 水位监测：前池水位、尾水水位无实时监测水位功能；

● 技术供水单元：手动控制进水阀门，无自动供水控制机构和管道的水流监测；

● 测温单元：原配置的机组轴瓦温度测量表已不能进行温度测量； ● 同期单元：手动同期，机械表头指示； 2.2 改造后的基本情况：

● 调速器系统：对导叶电动控制回路、导叶开度限制行程、导叶实际位置行程进行改造，使其能提供准确的导叶位置的反馈信号。完成导叶的电动控制，实现自动开停机功能，行程反馈信号准确，在中控室即能完成远方调节和机组控制功能。

● 调速油压单元：对油压的电动回路和信号回路进行改造，使其具有对油压装置的启动和停止远方控制接口，并能以空节点形式提供启动油泵和停止油泵的信号。从而实现调速油压油泵的自动控制，在机组自动控制回路中增加与此有关的控制逻辑，实现了在机组自动控制中相关辅助设备的自动控制。

● 励磁系统：采用微机励磁系统，实现了具有自动控制方式，最小、最大励磁限制及自励和它励运行方式，可就地调节和远方调节功能，具备自动起励、灭磁条件。

● 高压开关柜单元：原高压断路器控制柜能满足自动化的控制要求，改进配置的原机械电能表，在原装配位置上更换为电子式电能表（具有通信功能），实现了数据上传。

● 动力屏单元：在原动力屏的基础上，增加4组独立的电源供计算机监控系统和其他自动化回路使用。

● 保护系统：全部更换为微机保护系统。

● 碟阀控制单元：对碟阀的电动回路和反馈行程进行改造，使其具有对启动和停止电动控制回路远方接口，并能以空节点形式提供启动电机和停止电机的信号。增设对碟坑的实际水位进行监测的变送器，并根据现场条件，专门就地设计了碟阀控制箱，解决了原碟阀操作回路外置现象。在美观性、整体性、维修方面都提高了设备管理水平。

● 集水井控制单元：对集水井的电动回路和信号回路进行改造，实现对集水井的自动控制功能及增设对集水井的实际水位监测变送器，完成实际水位的实时测量。并具有对控制电机的启动和停止远方接口，以空节点形式提供远方启动电机和停止电机的信号。

● 中控室屏柜设置：替换原所有8面屏柜，更换为“机组自动控制保护屏3面，微机线路主变保护屏1面，同期监控屏1面”共5面屏柜。并对中控室的布局进行的重新设计和装修。

● 水位监测：增设前池水位、尾水水位变送器，并输出4~20mA的电流信号提供计算机监控系统完成实时测量功能。

● 技术供水单元：加装进水控制电磁阀，提供电磁阀的远方控制接口，并配置管道示流信号，传送至计算机监控系统，实现了技术供水回路的自动控制。

● 同期单元：增设同期控制屏，以自动同期为主，手动同期为辅的同期方式。

● 经过近一个月的现场改造，该电站成功投运了计算机监控系统，实现了监控系统与调速器、励磁系统、油、气、水系统、直流电源系统等设备的自动化接口功能，达到了在监视、测量、控制、调节、保护方面的全自动化技术改造目的。

四.水电站自动化改造案例：水电站2 水电站2：共6台机组，容量为2500kW×2台，机组已运行20多年，一条6.3kV母线；500kW×3台，320kW×1台，两条400V母线；三台油浸式变压器：1250kVA×2，6300kVA×1，一条35kV母线，两条35kV出线。

整个电站设备老化，特别是常规保护屏和断路器控制单元在运行过程中出现由于相应接点的不可靠而导致控制不灵敏，装置功能单一，不能实现数据传送，油气水管道回路的测量常规表计工作不稳定，相应的接点信号状态不能及时反馈。

为提高电站监控和运行管理的自动化水平，确保电站安全可靠的运行；改善运行人员的工作条件，实现电站少人值班并逐渐过渡到“无人值班，少人值守”；提高电站的经济效益,特对该电站进行改造，改造前的主要情况如下： 1.4台低压机组调速采用手动控制和调节；采用微机油压调速，处于半自动化模式；励磁采用常规多圈旋转电阻式手动励磁调节系统，通过手动旋转多圈电阻实现调节无功；

2.采用自动准同期和手动同期两种同期方式，其中自动同期为手动调节，由自动准同期装置捕捉同期点合闸，同期点为发电机出口断路器；

3.保护配置：机组配过流、欠压保护，均为常规保护。采用常规机械表头测量机端频率、三相电流、电压、有功、无功、功率因数，人工抄表。

4.机组控制采用单部手动开机，每部操作需有人工现地完成，油、气、水回路均采用手动阀门人工开关，无自动化测量元件，均在需监测的位置安装了机械常规测量表头，依据值班人员的巡检对回路进行监测。

5.闸门控制系统只能实现现地手动控制；

经过近半年的现场调查和沟通交流，确定了该电站改造的9个子系统，改造后各系统的情况如下：

1.调速器系统

采用数字式高油压水轮机调速器，该调速器系统主要由可编程调节器、数字阀、油泵、电机、皮囊式蓄能器组成。主要功能是测量机组和电网的频率；按PID规律对频差进行运算，产生具有PID规律的调节信号，实现频率、开度和功率多种调节模式，实现开停机操作和电气开限等功能。

在改造调速器系统过程中，主要工作重点在机械部分的改造环节上，特别是对于导叶控制环拉杆的和行程反馈的设计安装，是调速器的改造的关键工序。创新点在于利用用调速器的自备油源，增加了自动刹车功能，替代了原手动木棒刹车。

2.励磁系统

采用微机励磁系统，实现了具有自动控制方式，最小、最大励磁限制及自励和它励运行方式，可就地调节和远方调节功能，具备自动起励、灭磁条件。

3.计算机监控系统 在改造前，所有的测量数据和控制都需人工抄表或手动控制完成，增设计算机监控系统后，系统采用全开放分层分布式网络系统结构。系统具有高可靠性、实时性、开放性和可扩充性等技术性能，满足经济实用的要求，达到少人职守的目标，减少了运行维护人员的条件，在改造前，电站有几十人进行运行和维护，在投运监控系统后，人员大大减少了，每个班组组只需要2-3人即可完成新站和旧站共六台机组的运行维护，达到了减员增效，提高了电站管理水平的要求。

水库电站分为新站和旧站两站，设站长主机一套置于站长室内，可远方查询调节控制两站的设备运行参数。两站的综合自动化系统相对独立，两站的数据信息可通过网络进行交换。

每个站的综合自动化系统均分为二层：主控制级和现地控制级。两层之间采用现场总线式的高可靠通信网络系统。

4.低压开关控制系统 更换了原旧系统，改进了跳合闸断路器的控制回路，增设了相应的控制回路。水电站经过近半年的自动化改造，计算机监控系统采用全开放分层分布式模式，通过对电站各设备信息数据采集、处理，实现了自动监测、控制、保护，保证了电站设备充分利用水能安全稳定运行，减少了运行与维护成本，改善了运行条件。并在系统抗雷击和电磁干扰方面得到了加强，防雷系统的成功投运解决了电站以前遇到雷电部分设备遭损坏现象，提高了系统安全性。改造后的电站改变了原来的常规手动控制、人工抄表模式，实现了电站自动化，提高了系统安全性、稳定性，在改造后期的运行过程中也减少了运行和维护人员，提高了电站经济效益。

5.直流电源系统

根据改造内容及负载，直流系统为200AH，采用双路交流输入；接线方式采用单母线接线方式；充电装置采用高频开关整流模块，N+1备份工作方式；输出电压为220VDC，输出电流为30A。采用开关电源特有的模块化设计，N+1热备份；充电模块可带电插拔，在线维护，方便快捷；自主均流技术，模块间输出电流最大不平衡度小于±5%；开放式接口设计，具有强大的通讯功能，很方便实现与变电站或电厂计算机监控系统相连。

6.防雷系统 由于地处山区，又属多雷区，在电站改造之前经常出现设备因雷击而导致抢修现象。因此设计了防雷系统，主要从以下几个环节进行可防雷布置：电源一级防雷、电源二级防雷、通信线路防雷、控制线路防雷、4-20mA信号防雷器；

7.模拟屏

原中控室无模拟屏，增设了此系统，采用U型钢架，马赛克拼块组成，采用阻燃材料，浅灰色，根据电站主接线图，用带有各种标准的电器符号的马赛克拼接而成。整体长4米，高2.4米，深0.55米，采用屏面结构，弧形，安放4台21`电视机，用于显示视频监控画面，核心是微型计算机软硬件基层系统，包括远程通信、监控显示和管理、失电保护、在线检查元件功能。

8.视频监控系统 增设了该系统，通过摄像监控系统可提高劳动生产率，更方便的对全厂重点部位的实时情况进行准确了解，在发电厂实施工业电视监控系统，安全值班人员、厂领导可以随时对全厂重点部位进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各部门的情况，并及时对发生的情况做出反应。现场图像经过分控计算机处理，通过光缆及网络传输到监控中心，监控中心对接收的视频数据和监控数据,进行监控、存储、管理，值班人员能够及时了解现场情况。

9.泄洪闸门控制系统

增设了闸门自动控制系统，实现了闸门开度的实时显示和远程控制功能。水电站经过近半年的自动化改造，计算机监控系统采用集中与分散相结合模式，通过对电站各设备信息数据采集、处理，实现了自动监测、控制、保护，保证了电站设备充分利用水能安全稳定运行，减少了运行与维护成本，改善了运行条件。并在系统抗雷击和电磁干扰方面得到了加强，防雷系统的成功投运解决了电站以前遇到雷电部分设备遭损坏现象，提高了系统安全性。改造后的电站改变了原来的常规手动控制、人工抄表模式，实现了电站自动化，提高了系统安全性、稳定性，在改造后期的运行过程中也减少了运行和维护人员，提高了电站经济效益。

五.中小水电站自动化改造建议

水电厂（站）自动化技术经过二十多年的发展，在大中型电站已完全达到了实用化程度，其自动化技术已全部采用基于计算机的监控系统。但除上位机及机组自动屏之间的信号传输采用光纤之外，数据采集，继电保护输入等级为模拟输入的监控系统，许多信号的传输亦为模拟信号，这样从本质上说计算机监控系统仍然会不时受到电磁干扰，影响电厂的安全运行，这在国内许多大中型电厂所证实。随着光纤互感器的发展和产品的推出，国际IEC61850协议的实施，从技术层面将导致全数字化的水电厂的监控系统问世，监控保护系统之间的信号传输，数据的采集均基于光纤，这将从根本上解决电站抗干扰问题，同时带来成本的降低，各种智能设备接口之间的标准化，也便于电厂自动化设备的继承。虽有了长足的进展，但仍然有许多工作期待加强：

● 加强行业管理，规范市场；

● 加大宣传力度，结合社会主义市场经济的特点，从增加农村水电企业竞争力的角度加以宣传；

● 加强农村水电企业领导和技术人员的培训，是企业领导充分意识到采用先进技术的必要性和迫切性，使技术人员充分掌握适用农村水电的现代化技术；

● 进一步争取加大国家对农村水电的现代化的支持力度，通过上述措施使农村水电市场竞争力明显提高。

根据《农村水电技术现代化指导意见》的精神，以及对计算机监控系统建设的基本原则和总体目标，在新建电站和改造站中贯穿此种思想，对于5MW及以上的水电厂，采用全开放、分层分布式计算机监控系统，实现了与调速器、励磁、油气水系统、闸门等设备的I/0接口监控和通信功能，采用了微机自动准同期、微机继电保护、数字式电能表、数据采集等智能型微机产品，增强了系统的自动化功能，替代原有的常规产品，实现了上述设备与监控系统的数据传送和通信，为能体现硬件的强大功能，软件也尤为重要，结合农村水电监控系统的建设和改造经验，以及“指导意见”对软件的要求，专门开发了HG2002系列电力监控系统组态软件，具备操作简单、运行稳定、维护方便、灵活开放的数据库结构等特点，将竭尽全力为农村水电事业持续快速健康发展提供全方位的服务。

国电旭振研发生产：无人值守励磁装置、微机准同期控制器、微机保护装置及自动化改造解决方案，为国家农村小水电站改造提供优质的服务。

附件：农村水电技术现代化指导意见 为加快农村水电现代化建设步伐，明确今后一段时间农村水电行业技术发展的方向，规范、指导农村水电行业做好技术进步工作，现就农村水电技术现代化提出以下意见：

一、指导思想

以“科学技术是第一生产力”的思想为指导，坚持为农业、农村、农民服务的方向，以满足农村经济社会发展对农村水电的需求为目标，以现代技术和现代管理为手段，以农村水电厂及配套电网自动化、信息化技术为重点，采用新技术、新设备、新材料、新工艺，不断提高农村水电行业的技术水平及运行管理水平，保证发、供电质量，提高发、供电的安全性、可靠性、经济性，增强农村水电的经济实力和市场竞争能力，为农村水电事业持续快速健康发展提供技术保障。

二、基本原则和总体目标

1、基本原则是：明确目标，统一规划，加快实施，适当超前；技术先进，设备可靠，简单方便，经济合理；严格执行国家技术标准，优先选用系列化产品；以国产技术和设备为主，适时引进国外关键技术和设备。

2、总体目标是：2010年前，50%的农村水电厂及配套电网达到现代化水平。2015年，农村水电行业全面实现现代化。通过科技创新，管理创新，使农村水电市场竞争力明显提高。

三、任务和要求

（一）农村水电厂

1、重视流域梯级滚动开发，梯级电厂要按流域整体规划进行设计和建设。优先开发具有季调节能力以上的水电厂。适当发展抽水蓄能电厂。

2、新建水电厂都要按无人值班（少人值守）进行设计和建设。二十世纪九十年代以前建设的水电厂，要按总体目标要求做出更新改造规划，在2010年前全部实现无人值班（少人值守）。对已超过使用年限，经技术改造认证仍达不到要求的发电机组，要报废重建或强行淘汰。

3、要对水电厂改造做出整体规划、总体设计。要分别通过改进水工设施、更换高效抗气蚀抗磨损转轮、提高发电机绝缘等级、改善机组冷却条件、采用静止可控硅励磁或无刷励磁技术、重锤式蝶阀、塑料瓦等途径提高机组出力、机组效率或延长机组寿命，并通过更新改造监控设备及自动化元件，提高电厂的自动化水平。

4、推广使用新型高效水轮发电机组。应根据不同的水头流量选用合适的机组形式，具体选取方式及原则可参考《中小型轴流式混流式转轮系列型谱》（JB／T6310-92）和《双击式水轮机系列型谱》（JB／T7640-94），并结合制造厂现有的成熟转轮选用。

5、总装机5MW及以上的水电厂，应采用全开放、分层分布式计算机监控系统；调速器、励磁装置和厂内油、水、气、直流系统、闸门等设备的监测控制应采用微机控制系统，计算机监控系统与设备控制单元之间的数据通讯可通过现场总线、串行通信或I/O等方式进行。

6、总装机5MW以下的水电厂，可采用集中与分散相结合的计算机监控系统。直流系统应和计算机监控系统通信。调速器可采用微机调速器或油压操作器。厂内的油、水、气等设备的监测控制可采用简易的继电器自动控制装置。

7、发电机电压为0.4kV的水电厂，可采用更为简单的紧凑式一体化监控系统。水轮机操作器储能方式可以选用高压氮气罐储能或高压油储能，液压件应采用标准件，以节省占地空间和维护费。

8、电厂油、水、气等辅助设备系统要向控制与主机一体化方向发展。推广采用免维护或维护简单、维护量小的设备。

9、电厂自动化元件是实现无人值班的关键，应选用符合国家标准要求的、质量可靠、适应潮湿环境的成熟产品,同时应注意改善自动化元件的工作环境，必须满足其说明书提出的要求。油混水传感器、液位变送器、流量变送器、压力变送器、行程变送器等应选择具有4～20mA模拟量输出或具有串行通讯接口的产品；装机容量较大的水电厂，测速系统应采用齿盘测速和/或残压测速方式；压力及液位变送器应采用电容式或扩散硅压阻式与专用信号放大电路一体化结构；多通道电磁阀推荐采用四通球阀等方式，冷却水电磁阀应推广利用有源热扩散方式；温度传感器应选用Cu50或Pt100，温度巡检装置应带RS485或RS232通讯接口。

10、农村水电厂电气主接线要尽量简洁可靠。主要电气设备要选择可靠性高、故障率低、少维护或免维护设备，如主变选用新型节能变压器，励磁变及厂用变选用干式变，断路器选用真空断路器、六氟化硫断路器，避雷器选用氧化锌避雷器等。如水电厂夏季冷凝现象严重，应选用F级及以上绝缘等级的发电机。处在山区的农村水电厂，遭遇雷电机会多，应重视防雷保护和接地系统设计和施工。

11、采用微机自动准同期装置和微机继电保护装置。

12、水电厂电能计量推荐采用数字式或脉冲式电能表。

13、对装机容量较大的水电厂，积极推广体积小、抗干扰能力强的光纤数字式电力互感器及其自动化新技术。

14、采用计算机监控系统的水电厂应采用开放式数据库结构，通过预留通讯接口，执行标准通信规约，满足调度自动化要求。不再另外设置远动终端。

15、水电厂计算机监控系统要逐步实现电厂经济运行，梯级电厂要实现梯级优化调度。同时，要预留与其他系统（如水情测报、大坝安全监测、视频监控、故障诊断与状态检修等）的通讯接口，以便实现全厂的数据共享和管理信息化。

16、厂房建筑设计应逐步实行标准模数，厂房建筑风格、造型和内外装修必须与周围环境相协调，要与美化环境、发展旅游相结合。水电厂设计要密闭，严格做好防尘、防虫、防小动物。施工期，厂房进出设备的大门可采用框架结构和轻型可拆材料，不再设计永久性巨型门，施工完后即可封闭。二次屏柜布置要突破传统设计，可设置透明密封设备走廊。老厂在技术改造中要注意统一屏型、统一色标。

（二）调度自动化系统

1、根据当地电网发展规划编制调度自动化系统规划，对调度自动化系统的主站、通道和远动终端分别做出功能要求、技术规范、设备（硬/软件）方案和分步实施计划。

2、调度自动化系统基本功能为系统控制与数据采集（SCADA）功能，选配功能为调度运行管理功能和应用功能。选配功能的选用应考虑管理的实际需要。状态估计、潮流计算、线损分析、负荷预报、故障分析、安全分析、无功优化运行管理等高级应用软件的配置应有针对性，并达到实用。

3、选择系统平台时，应考虑所在地区已投运系统的平台使用情况，以满足系统间互连的需要。应选择具有较高性能价格比的硬件设备，保证系统具有较高的安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性、易用性和灵活性。

4、调度自动化系统应采用标准的通信规约，推荐采用我国电力行业标准中的“基本远动任务配套标准”DL/T634-1997（等同IEC-60870-5-103规约）、“循环式远动规约”（DL451-91）和“电力系统实时数据通信应用层协议”（DL476-92）。

5、计划同时建设配网自动化系统的县应考虑调配一体化方案，计划近年内建设配网自动化系统的，应考虑调度自动化系统具备扩展配网自动化的能力。

6、调度自动化系统应能与调度信息管理系统、配电自动化主站接口，同时可以实现与管理信息系统（MIS）、水情测报系统、大坝安全监测系统连接，其接口安全性应满足《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全》的要求，以保证电网的运行安全。

（三）配套电网

1、建设以110kV为主网架的高压电网，网络结构合理，布局简明可靠，运行灵活，具有充足的供电能力，适应负荷发展和农村水电开发的长期需要。2、10kV城镇配电网宜采用双电源型环网布置，开网运行的结构。乡村配电网仍以放射状为主。较长的主干线或分支线应装设分段或分支开关设备，并积极推广使用智能化环网柜（RMV）、自动重合器、自动分段器、馈线远方终端（FTU）和配变测控单元（TTU）等开关及控制设备，逐步实现馈线自动化。

3、农村变电所要向“户外式、小型化”方向发展。城镇地区可选用组合式箱式变电所。

4、新建变电所应按无人值班要求设计，老变电所要逐步进行自动化改造，实现无人值班（少人值守）。优先采用分层分布式综合自动化系统，满足变电所的测量、保护、控制、调节和通信的要求，单元装置之间及变电所与调度之间应采用标准的通信规约（特殊的通信规约应具备详尽规约文本），并注意硬件、软件的兼容性、可扩展性和可升级性。

5、无人值班的变电所内可不设固定的计算机主机，但现场应预留与计算机主机连接的接口，以便调试时使用。视其重要程度，安装周界报警系统及视频监视系统。6、35kV及以上变电所要大力推广采用节能型有载调压变压器。配电变压器要选用技术性能优越的低损耗配电变压器，也可采用全密封变压器或非晶合金变压器。国家明令淘汰的高耗能变压器要在近年内更换完毕。

7、新建变电所要根据电压等级选用真空断路器、六氟化硫断路器或其它先进开关设备，不再选用油开关。35kV、10kV侧电压、电流互感器宜采用树脂浇注式结构。110kV及以上电压等级可选用气体绝缘全封闭组合电器（GIS）。早期使用的油开关设备应逐步淘汰。

8、按系统的需要，合理配置适当容量的无功补偿装置并安装电压无功自动控制装置。

9、推广采用微机保护装置和微机安全自动装置。

10、推广使用氧化锌避雷器。

11、城镇配电系统推广采用集保护、控制、计量、无功补偿、防雷等功能于一体的配电柜。

12、推广光纤数字式电力互感器及光纤数字变电所等新技术。

（四）配电自动化

1、积极开展配电自动化的试点，以点带面逐步推广。要根据本地经济发展水平、负荷类型及其可靠性要求，因地制宜选择配电自动化方案及其设备类型。优先考虑的功能为配电SCADA、馈线自动化（DA）、自动绘图/设备管理/地理信息系统（AM/FM/GIS）以及远程抄表系统等。

2、在先期开发的配电自动化系统中应注意选择具有良好开放性的操作系统、数据库管理系统、网络系统，在设计中注意标准性、开放性、集成性、可扩充性等原则。设备应尽量选用模块化设计产品并满足接口标准化的要求，便于功能扩展和升级。

3、配电自动化主站设计应遵循国家和行业有关标准，具有安全性、可靠性、实用性、扩展性、开放性、容错性，满足电力系统实时性的要求，原则上应与调度自动化系统一体化设计，并与管理信息系统接口，各系统间的数据交换应遵循统一的接口规范，以实现信息源头唯

一、资源共用、信息共享、图形数据同步更新。调度自动化系统尚未建设，不应提前建设配电自动化系统。

4、逐步开展远程抄表的试点工作，具备实用化水平后逐步推广。远程抄表系统的通信通道应与电网通信系统建设统筹考虑，尽量做到通道共享，并适度考虑发展需要。

（五）信息管理

1、管理信息系统（MIS）包括生产管理、财务管理、人力资源管理、电力营销管理、办公自动化等子信息系统，系统的软件开发应注意实用性和适应性，建议采用面向对象的技术，使之适应组织机构变化、管理模式变化、业务流程变化等情况，延长软件系统的生命周期。

2、推广企业资源规划（ERP），充分利用企业MIS、SCADA等系统的信息，建造企业的ERP平台。可试点使用电力市场技术支持系统，以满足“竞价上网”的要求，降低企业运营成本，提高经济效益。

（六）电力通信系统

1、通信系统建设必须满足电力系统安全、经济运行的需要，并适当留有余量以满足电力通信新业务的拓展。

2、通信系统的设计应坚持先进性、开放性、安全性、可扩性和实用性的原则。系统应采用主流技术和成熟的产品，并适当超前。网络和设备应支持标准的接口，选择广泛应用的标准协议，能够与其它相关系统实现可靠的互联。系统关键环节均应冗余备份。通信设备及电源应有较高的可靠性。要能支持系统平滑升级，并保证在网络的扩展过程中，业务不会受到影响。系统应操作简单，易于维护，便于管理。在满足业务需求的条件下，达到最优的性能价格比。

3、骨干网络应优先采用光纤通信；分支通信网络宜主要采用电力线载波技术；根据地形特点，在性能价格比较好的条件下，推荐选用无线扩频设备、电话通道作为备用。

4、通信网中网络交换、传输、接入网接口等均应符合国标、ITU－T标准或有关行业标准。

5、通信网络建设中应采取相应的网络安全措施，满足《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全》的要求。

四、农村水电技术现代化的保障措施

1、各级农村水电主管部门要加强对农村水电技术现代化工作的领导。

2、制定农村水电现代化发展规划，提出具体的工作计划并积极贯彻落实。

3、建立农村水电现代化建设的试点，摸索经验，加以推广，推动各地的现代化工作。

4、积极开展科技人员继续教育和职工技术培训，逐步完善专业轮训和技术考核制度，提高农村水电职工的业务素质。

（水利部（2003）170号文，实施日期：2003.05.13）