水电站计算机监控系统升级改造

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1、第11 卷 (2009年第 4期)电 力安全技 术31水电站概况紧水滩水电站(以下简称 “紧站” )是紧水滩水力发电厂的一级电站，总装机容量为6 50 M W ；电站以系统调峰，顶事故出力为主要任务。紧站原采 用H 9000( v1. 0版)型计算机监控系统， 有完整的上、下位机系统， 包括站调和6套机组就地控制单元( 简称“LCU” ) 、1 套开关站 LCU和1 套公用 LCU。该系统于1997年投入运行， 随着时间的增加， 计算机和网络设备逐渐老化，故障率上升，成为制约电厂安全运行的瓶颈。 1. 1硬件出现老化经过8年多的运行， 系统硬件已达到使用寿命，经常出现硬件损坏、 操作站死机。

2、虽然有冗余配置，不影响整个系统的正常运行， 但是随着运行时间的延长，这对系统的安全运行来说仍是一项隐患，同 时还增加了现场维护工作量。1. 2结构、功能方面存在不足受当时计算机硬件和软件水平的限制， 原系统在结构、功能方面存在一定不足，如：原系统的维护工作均要在 U NI X环境下完成，这对维护人员的 素质提出了较高的要求；LCU就地控制单元与上位机的通讯均通过工控机来实现，而且每个 LCU只配夏旭丽 （紧水滩水力发电厂，浙江 丽水323000）备了 1台工控机，只要工控机出现故障，就会影响到上位机对这个 LCU数据的采集和设备的控制，降低了系统运行的可靠性。1. 3备品、配件不足随着计算机技

3、术的不断发展， 原系统所用计算机设备的备品、配件已很难采购，一旦设备出现故障，无法及时恢复正常运行，这给设备的维护工作带来很多不便。为满足系统在可靠性、实时性和安全性等方面的要求， 决定对原监控系统进行升级改造，由原来 H 9000(v1. 0版)升级为 H 9000( v3. 0版)计算机监控系统。 升级后可实现丽水梯调对紧站设备的远方监视和控制， 以及对紧站机组进行经济运行和优化调度管理。2 系统改造项目2. 1 更换站调硬件设备原紧站的站调硬件设备采用的是 DEC公司的ALPHA 255/ 233 工作站，主频为 233 M Hz，硬盘容量为 4 GB，内存容量为 256 M B；本次改

4、造将其更换为 SUN Bl a-de2000。2. 2 采用主 / 备 PLC直接上网技术原系统实现现场信号采集和顺控的可编程控制Ji shugai zao技 术 改 造保解环过渡过程中电网运行的稳定裕度满足要求。(4) 满足电力系统安全稳定导则要求和满 足南方电网安全稳定运行对广西电网电磁解环的要求，满足无功电压、N -1 和 N - 2 故障下的功角稳定性和电压稳定性。综上所述，应将静态安全性、暂态稳定性和运 行经济性作为评价指标体系准则层的因素。3. 4指标层及其相应的模糊指标系数将准则层中的各因素细化为具体的指标要素便得到评价指标体系的指标层。 对指标层的各因素分别引入行为指标， 然后

5、用模糊隶属度函数描述各行 为指标隶属于各评语的程度， 从而使评价过程更具客观性。参考文献：1 秦跃进，汪勇， 胡广.2005年湖北电网电磁环网问题研究.华中电力， 2002.15(6).2 冯伯庚. 对澳电磁环网供电危险点分析.电力建设， 2008， 1(179).3 成涛， 成连生.电力系统的电磁环网运行.华中电力. 2001， 14(6).4 程文钢.1993年2002年广西电网500/ 220 kV电磁环网的运行.广西电网，2003，3.5 尚培祥，蔡瑞桔，王听伟.地区性薄弱电网高低压电磁环网运行可行性介析.电力设备， 2004. 5(5).6 孔涛，王洪涛，刘玉田.500 kV / 2

6、20kV电磁环网开环研究.电力自动化设备，3， 3()(收稿日期：)水 电站 计 算机 监 控系 统 升级 改造4200212 .2008- 09- 2835第11卷 (2009年第4期)电 力安全技 术器( PLC)与工控机采用串口通讯，工控机再与网络相连。此种结构中，工控机是整个系统的瓶颈：一是工控机非冗余配置；二是串口通讯速率不高；三 是工控机的可靠性和稳定性不如 PLC。因此，此次改造的重点是采用 PLC以太网上网模件直接上网。为节省投资，保留原有GE 90-30PLC，只增加PLC以太网上网模件；同时，由于取消了工控机，为了方便实现就地控制、显示功能，就地设置液晶触摸屏，液晶触摸屏也

7、直接上网。 2. 3 升级站调软件为配合 PLC直接上以太网，站调软件做相应升级， 将原来在工控机完成的数据预处理、 命令分析、与PLC通讯的模块移至站调系统；同时， 将数据库、画面、闭锁条件的生成工具升级，操作更加便利和 简单，降低了维护难度和工作量。2. 4 更换原来的网络设备原系统采用DEC公司的 HUB90 为 10 M以太网交换机， 该设备2000年前已停产， 同样存在模块无备件的问题。因此，将其更换为 H P的 5308xl 网 络交换机，极大提高了网络交换能力和可靠性。2. 5 增设手动准同期装置为保证各 LCU自动同期装置故障情况下主设备正常运行，6 台机组 LCU各增设 1套

8、手动准同期装置。3系统改造后的结构和功能紧站监控系统升级改造方案按紧站“无人值班”进行总体设计和系统配置，满足国家电力公司水电厂无人值班的若干规定 (试行)。 系统设计遵循高度可靠、冗余原则，其自身的局部故障不应影响计算机监控系统的正常运行，系统的 MTBF 、M TTR及各项可用性指标均应达到原电力部部颁 水电厂计算机监控系统基本技术条件(DL/ T578-95) 的规定。3. 1 系统改造后的结构紧站监控系统采用 100 M B/ s 快速冗余以太网总线网络系统。星形网络方案连接在网上的设备 有：梯调通讯工作站、操作员工作站、工程师工作站、厂内通讯服务器、3层交换机、16号机LCU 、公用

9、系统 LCU、开关站 LCU等。考虑到监控机房环境较好， 站调内各设备至网络交换机间的通讯采用高品质屏蔽双绞线连接，各 LCU至网络交换机 间的通讯采用光纤连接。紧站至梯调间的主/ 备信道均通过SDH622 提供的 100 M B/ s 以太网接口连接，形成100 M B/ s 冗余主干网。紧站站调监控系统结构如图 1所示。3. 2 系统改造后功能紧站正常运行时， 计算机监控系统向丽水梯调传送电站的运行参数和信息数据， 接受梯调远程监 视和控制指令，作用到各L U，实现遥控、遥调、遥测、遥信及经济运行和优化调度、管理功能。系统能够达到高可靠、高性能的计算机远程监控、远程维护， 以适应 “关门电

10、站” 的发展需要。 同时， 可通过梯调，接受省调指令、预定的负荷曲线或经济 运行模式运行。实现监控系统与站内其他系统之间的数据通Ji shugai zao技 术 改 造C第11 卷 (2009年第 4期)电 力安全技 术36信。目前主要实现了与机组状态监测系统、远方电量数据终端、 机组进水口闸门控制系统和机组开关室SF6气体监测装置的通讯。 紧站采用H 9000(v3. 0版)计算机监控系统，是1个完整的实时闭环过程控制系统，既可独立完成各种就地闭环控制， 也可通过与丽水梯级集控中心计算机控制系统联网实现远方监控， 实现梯级经济运行闭环控制功能。 紧站还通过双通讯服务器网络连接与丽水梯调系统实

11、现通讯和数据交换， 在实时 性和可靠性方面均满足无人值班电站要求。4 系统改造过程中发现的问题及处理4. 1温度量采集不正常紧站机组温度量的采集是通过温度巡检仪与 LCU的智能 8 串口的通讯来实现的，此现象是由于两者之间的通讯偶尔有故障引起的。 经检查所用的智能 8串口端口有问题，将其更换并修改相应的通讯程序后正常。同时，为了确保机组温度量的可靠采集，在温度巡检仪上增加了看门狗程序，随时检 测两者之间的通讯是否正常，若发现通讯不正常，自动重启通讯程序。4. 2有功调节时间过长这是由于机组有功调节间隔时间过长引起。 原设定为10s， 根据电厂调速器的性能和运行情况， 在PLC上将机组有功调节间

12、隔时间改为5 s， 经过试验和实际运行验证，机组有功调节时间满足要求。4. 3数据库维护工具存在问题 由于原版本程序存在一定的问题， 重新安装最新版本的数据库维护工具 DETOOL，安装后情况正常。4. 4命令程序存在问题经检查发现， 这是因为命令程序中进行命令分析的函数少写了 1个“br eak”命令，该函数实现1 个循环，本来循环到“紧急停机落闸门”命令处理完后应该退出，但因为没有“break” 命令，则该循环继续下1个命令， 刚好下1个命令是 “空转开机” ，所以，同时发下去2个命令。修改这段程序后，即解决了该问题。5 结束语紧站监控系统自2005年1月完成升级改造后投入运行，至今运行正

13、常。升级改造的成功，标志着紧站监控系统技术水平和管理水平上了一个新台 阶。新系统投运后，不仅提高了紧站监控系统运行的可靠性，还增强了系统的功能，明显改善了电站运行人员的工作环境， 为电站最终实现 “无人值班，少人值守”的目标，奠定了坚实的基础。(收稿日期：2008-09-14)Ji shugai zao技 术 改 造密 云 供 电 公 司密云供电公司是北京市电力公司所属基层供电企业，主要负责北京密云地区的电网建设、电网运行和电力供应工作，辖区内有8座110 kV变电站，14座 35 kV变电站，2008年公司售电量超过 10 亿 kW.h，同比增长 6. 59 % 。 多年来， 密云供电公司紧

14、紧围绕建设 “一强三优”现代公司的战略目标，弘扬“努力超越、追求卓越” 的企业精神， 以求真务实、 稳扎稳打、求新求变、开拓进取的作风， 强化电网建设，不断提升经营管理水平， 提升优质服务水平和全员 综合素质，连续 7年荣获“首都文明单位标兵”称号，被评为 “国家电网公司文明单位” 、 “国家电网公司一流县供电企业” 、“北京市电力公司文明单位” 、 “密云县文明行业”等称号。2008年，密云供电公司以奥运供电保障工作为中心，秉承“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，坚持“抓职工队伍建设、抓制度落实、抓基础管理、 抓电网运行质量”的安全生产工作思路,从逐级签订双向安全生产责任书入手， 建立目标一致、责权对等、各司其职、 双向互保的安全互保机制，以春季安全大检查、 “百日安全”和安全生产隐患排查治理等系列活动为载体，从人员、 设备和制度建设等多方面着手，把安全责任落实到每个环节、每个岗位和每个员 工，使安全生产工作做到“可控、在控、能控” ，截止到 2008- 12-31，累计安全生产长周期达3060天，被评为北京市电力公司“安全生产管理先进单位” 。（撰稿、摄影：王小兵）