本文主要介绍了智能化水电站中新型水轮机调速器的设计思路。
文章首先提出了了适应当前智能水电站要求的调速器的总体框架，然后介绍了其基于MODBUS TCP/IP网络通讯设计、采用IRIG-B时钟码的对时方案，具有智能控制单元的电液随动系统、基于三选二冗余技术的高可靠性设计、基于现场总线的数字化变送器采集技术、仿真与测试接口设计等各个方面，希望能为当前智能电网环境下新型水轮机调速器的研究和设计提供一定参考。
智能电网以及数字化水电站是我国电力工业将来的发展方向，它的建设将集国内外的先进技术之大成，引领世界水电厂智能化的标准建设和发展方向。
而水轮机调速器作为机组核心控制设备，对调节电厂机组负荷、稳定频率，保证电网的供电品质和质量极其重要。
然而目前国内已经投产和正在设计的调速器产品，大都没有意识到当前电网智能化环境的特殊要求，如在TCP/IP网络接口、GPS对时、现场总线、仿真与测试接口方面大多没有充分考虑。
智能化水电厂是以通信网络为基础，水力联系和电力联系为纽带、能源转换控制设备为载体、安全经济运行为目标，融合仿真、控制和信息三位一体技术实现水电站的运行控制和管理，这就要求相应的调速系统具有高速可靠的通信网络，通过配置先进的传感和测量技术、冗余可靠的设计、高级的控制策略以及方便灵活的仿真测试接口，实现发电厂机组的可靠、安全、经济运行。
1、总体方案统一数据平台是智能电网的一个基本特征。
参见图1，水电站现地级包括监控、调速器、励磁、辅机系统等不同设备。
在试图建立统一平台的过程中，我们参照智能化变电站的建设方案，将现地数据采集和测量按类似于“过程层”、“间隔层”、“站控层”的结构层次布置，采用两层网络：站控层网（MMS网）、过程层网（MODBUS TCP/IP网）组成。
全站网络采用高速光纤以太网组成。
站控层由监控系统后台主机（操作员站）和智能设备接口机等构成， 智能设备接口机可将调速系统、监控系统等接入站控层MMS网，监控系统，实现管理控制间隔层、过程层设备以及其它设备功能，形成全站监控、管理中心，并能与远方调度中心通信，通信标准符合 DL/T860（IEC61850）。
间隔层由可若干个子系统组成，如继电保护、励磁系统、调速系统、监控LCU单元等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。
过程层由电子式互感器、数字变送器等构成，完成与一次设备或其它设备相关的功能，包括实时运行电气量（频率、功率）、开关量（液压系统状态、报警等）和非电气量（行程、油压、油位等）的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。
在站控层网络，调速器的各种信息输出（转速、功率、开度等）：目前先考虑以自定义规约和协议接入监控系统后台，但将来最终会以61850协议接入MMS网，与其他系统共享数据。
而在过程层网络，转速和频率信号通过齿盘接近开关及电磁互感器以脉冲信号接入，功率信号通过电子式互感器，开度、油压、油位等信号通过变送器以4-20mA模拟量接入，调速器将采集的数据处理后（功率、开度、报警等）以MODBUS TCP/IP协议发送至过程层供监控系统采用。
在国外，Modbus TCP被国际半导体业SEMI定为网络标准，世界上93%的网络都使用TCP/IP，只要在应用层使用Modbus TCP，就可实现工业以太网数据交换，用户可免费获得协议及样板程序，应用非常方便。
监控系统的各种指令（功率给定、水头信息、开停机命令等）可以通过Modbus TCP传输给调速器，调速器采集的各种信息也可用该协议传输给监控系统。
智能调速器还必须具有仿真和测试接口，仿真数据可以通过网络来高速传输，同时装置还留有常规模拟量、脉冲量输入/出接口，可满足一次调频、参数测试试验的要求。
图1 智能水轮机调速器总体设计框图2、GPS对时调速器的对时非常关键，内部及外部产生的重要信号变化都需要记录较精确的时钟信息，特别是当系统发生故障时，只有在统一精确的时钟系统的控制下才能准确地记录下事件动作的先后时间，从而为分析事故原因，事故类型，事故发生发展过程提供可靠依据。
这就需要系统对时，系统对时的时间
