H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)在蘇只水電站遠方集中控制中的應(yīng)用

朱 綱

（青海黃河發(fā)電運營分公司，青海 西寧 810012）

H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)在蘇只水電站遠方集中控制中的應(yīng)用

朱 綱

（青海黃河發(fā)電運營分公司，青海 西寧 810012）

介紹黃河水電公司對黃河上游蘇只水電站實現(xiàn)遠方集中控制的實際情況，分析與介紹H 9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)在梯級電站遠方集中控制方面的應(yīng)用。為大、中型水電站群實現(xiàn)“無人值班”工作提供了良好的借鑒。

計算機監(jiān)控；水電站；集中控制

0 引言

隨著計算機監(jiān)控技術(shù)的不斷進步，特別是水電廠推行“無人值班”（少人值守）工作以來，對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的定位、需求與認識，快速地發(fā)生了變化，特別是對在電網(wǎng)中占據(jù)重要地位的大、中型水電廠及梯級流域水電廠，地處偏遠的水電站因管理、技術(shù)支撐、現(xiàn)代通信技術(shù)的普及發(fā)展，均對計算機監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。黃河上游蘇只水電站自2006年電站機組投入商業(yè)化運營以來，應(yīng)用中國水利水電科學研究院H9000型計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程集中控制，同時與水調(diào)自動化系統(tǒng)配合完成水庫水量優(yōu)化調(diào)度，取得了良好的成果。

1 蘇只水電站概況

蘇只水電站位于青海省循化、化隆兩縣交界處，是黃河上游龍羊峽至青銅峽河段上的第9個梯級電站，上距公伯峽水電廠12km。電站總裝機容量22.5萬kW，設(shè)3臺7.5萬kW軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組，工程規(guī)模屬中型工程，多年平均發(fā)電量為8.79億kW·h。歸青海省電力調(diào)度中心調(diào)度。壩頂高程1902m，水庫正常蓄水位1900m，為日調(diào)節(jié)水庫，水電站以發(fā)電為主，兼顧少量灌溉和供水。

2 梯調(diào)自動化系統(tǒng)概況

黃河上游梯級水電站電力調(diào)度自動化系統(tǒng)包括位于集控中心計算機機房的主站端和位于各水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)電站端，集控電調(diào)自動化系統(tǒng)主站端通過集控數(shù)據(jù)網(wǎng)通道與各水電站監(jiān)控系統(tǒng)相連，構(gòu)成集控電調(diào)自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。目前黃河上游梯級水電站電力調(diào)度自動化系統(tǒng)已具備對黃河上游各電站的集中監(jiān)視和控制功能，在集控中心操作員站可對梯級電站進行遠方控制。

根據(jù)目前現(xiàn)有的梯級水電站運行方式，水電站/機組的控制分為幾個層次，即上級調(diào)度部門控制、集控中心控制、水電站監(jiān)控系統(tǒng)控制和設(shè)備現(xiàn)地控制4個層次。系統(tǒng)的控制層次按上述需要設(shè)置，包括調(diào)度遠方/梯調(diào)/站調(diào)/現(xiàn)地。系統(tǒng)設(shè)計完整的控制策略，可實現(xiàn)改變水電站/機組的控制權(quán)限。控制權(quán)限的轉(zhuǎn)移按現(xiàn)地優(yōu)先的原則設(shè)計，即下級有權(quán)切換控制權(quán)限，上級如需將控制權(quán)切換給自己，必須通知下級進行切換。無論何時修改權(quán)限都需校核當時是否有其他控制中心正在執(zhí)行控制和調(diào)節(jié)命令并進行閉鎖判斷。當前已接入集控電調(diào)自動化系統(tǒng)的各站均設(shè)有集控控制權(quán)標志，只有電站將控制權(quán)切換為集控控制時，集控方能對該站進行遠方操作。在黃河電調(diào)自動化系統(tǒng)對所有控制操作均有相應(yīng)的控制閉鎖條件，運行操作員在人機對話進行操作控制時，系統(tǒng)要進行相應(yīng)的控制閉鎖條件判斷，只有條件滿足操作控制命令才可發(fā)出。

黃河水電公司H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能目前已實現(xiàn)的功能：機組啟/停（及非正常條件閉鎖），機組并網(wǎng)；有功/無功調(diào)整（寫數(shù)/單步）控制及經(jīng)濟運行；斷路器投/切；數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視；事件/報警處理；存儲、查詢、記錄、保存、打印、檢索歷史數(shù)據(jù)；時間順序記錄；機組監(jiān)控功能：AGC/AVC。目前由于外部原因除蘇只電站實現(xiàn)遠方集中控制功能，其他電站以遠方監(jiān)控為主，監(jiān)視的對象包括實時生產(chǎn)過程的實時參數(shù)和狀態(tài)，其顯示方式可分成多種，數(shù)字顯示、符號組顯示、字符串組顯示、棒圖顯示等，輔以不同的顏色、閃爍，以表示被控過程的狀態(tài)。操作控制方式采用面向被控對象操作、多層菜單配合、全鼠標驅(qū)動模式。

黃河水電公司集控自動化系統(tǒng)自投入運行以來，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、主站服務(wù)器以及站端接入設(shè)備均運行穩(wěn)定，系統(tǒng)主要性能指標優(yōu)于設(shè)計值。系統(tǒng)人機界面友好、維護方便、操作靈活，未發(fā)生過數(shù)據(jù)丟包、系統(tǒng)響應(yīng)或數(shù)據(jù)傳輸延時過長等情況，實現(xiàn)了“四遙”功能，具備AGC、AVC、ED等高級應(yīng)用功能。在蘇只水電站遠方操作中，動作成功率100%。

3 蘇只電站集中控制管理模式

蘇只水電站集中控制管理是通過集控中心電調(diào)、水調(diào)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)，集中控制管理以“遠方集中控制＋現(xiàn)場運行維護管理”的方式，集控值班室以機組遠方開機并網(wǎng)（解列停機）、遠方負荷調(diào)整、遠方主要機電設(shè)備（含泄水閘門）運行監(jiān)視、蘇只水庫調(diào)度為主要工作職責，電站采用“應(yīng)急值守組＋ON-CALL組”管理模式，以設(shè)備維護（含定期工作、定期與機動巡視檢查）、機電輔助設(shè)備運行監(jiān)視、設(shè)備隔離與恢復、設(shè)備檢修與試驗配合等工作及設(shè)備故障、設(shè)備事故處理為主要工作職責，通過“五遙”功能對電站實施遠方集中控制。

值班人員設(shè)置為：集控值班室設(shè)集控組長1名、電調(diào)值班員1名、水調(diào)值班員1名；蘇只水電站設(shè)值長1名、值班員1名，應(yīng)急O(jiān)N-CALL人員1～2名，共同負責蘇只水電站的運行值班工作。

4 H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)的實際應(yīng)用

4.1 遠方集中控制

蘇只水電站遠方集中控制操作集控中心端通過H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行操作，以開停機、有功功率、無功功率調(diào)整為主。蘇只廠站端監(jiān)控系統(tǒng)采用南瑞SJ－500計算機監(jiān)控系統(tǒng)。遠方開停機指令下達后，經(jīng)集控監(jiān)控系統(tǒng)判別條件是否存在閉鎖，若條件滿足即向廠站端監(jiān)控系統(tǒng)下達開停機令，廠站端計算機監(jiān)控系統(tǒng)接受指令后按操作程序向各設(shè)備下達開停機指令。H9000系統(tǒng)開機、停機指令可以在廠主接線圖、隔離開關(guān)操作聯(lián)鎖圖、開停機流程圖中方便執(zhí)行，在遠方開機中可根據(jù)需要選擇多種啟動方式，可以下達開機空轉(zhuǎn)、開機空載、開機并網(wǎng)指令，方便靈活，易于操作。實際操作中H9000系統(tǒng)與梯級電站廠站端監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)據(jù)刷新、指令傳輸、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等各方面配合良好，系統(tǒng)擁有較好的異構(gòu)平臺適應(yīng)性。蘇只水電站機組開機操作從開機指令下達經(jīng)條件判別、指令分發(fā)、機組啟動并網(wǎng)時限均在2min左右，開機時間與電站現(xiàn)場開機差別小，在對標管理中未產(chǎn)生影響。遠方有功負荷調(diào)整、無功調(diào)整可以選擇單步方式調(diào)整及給定數(shù)值調(diào)整兩種方式，實際操作中兩種方式均能及時、可靠動作。黃河公司集控監(jiān)控系統(tǒng)也提供開關(guān)分合操作功能，在機組檢修試驗期間，曾組織進行機組出口開關(guān)分合試驗，開關(guān)分合正常，動作靈敏、狀態(tài)轉(zhuǎn)換正常。

4.2 遠方集中監(jiān)視

黃河上游梯級電站均已實現(xiàn)廠站監(jiān)控信息的遠方集中監(jiān)視功能，操作員工作站配置多屏顯示，操作相互獨立，在各屏幕之間通過鼠標可以實現(xiàn)自由切換。每個屏幕均支持多窗口，包括：一個控制窗口，實現(xiàn)實時畫面的刷新及對生產(chǎn)過程的監(jiān)視；多個信息窗口，實時顯示生產(chǎn)過程的各類信息。H9000監(jiān)控系統(tǒng)提供監(jiān)視窗口有：畫面監(jiān)視控制窗口，該窗口是系統(tǒng)基礎(chǔ)窗口，是人機聯(lián)系基礎(chǔ)；隨機報警窗口，該窗口實時顯示最新報警信息；數(shù)據(jù)庫實時顯示窗口，該窗口顯示實時數(shù)據(jù)庫信息；此外系統(tǒng)還設(shè)有報警信息匯總窗口、事故追憶設(shè)置窗口、趨勢分析窗口等。面向?qū)ο蟮膱D形界面，顯示豐富，界面更加友好，操作靈便。

黃河上游梯級各電站無論從流域水情關(guān)系還是電網(wǎng)上的相互關(guān)系，均聯(lián)系十分緊密，梯級電站實現(xiàn)遠程集中監(jiān)視功能后，廠站端生產(chǎn)全過程實現(xiàn)了集中在線監(jiān)視，使得梯級電站發(fā)電量轉(zhuǎn)移及優(yōu)化梯級電站發(fā)電量成為可能，由于黃河上游梯級電站在西北電網(wǎng)地理位置集中，裝機規(guī)模大，調(diào)節(jié)性能好，承擔系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻及事故備用任務(wù)，集中監(jiān)視功能的實現(xiàn)使得對梯級電站水量、電量優(yōu)化分配成為可能，特別在蘇只水庫調(diào)度方面產(chǎn)生了極其重要的作用。蘇只水電站因出線線路未完全建立，在不開啟泄水閘門情況下出庫能力不能達到設(shè)計值，為減少棄水損失，集控值班人員通過實時監(jiān)視蘇只上游公伯峽電站機組運行情況，能夠便捷地測算出蘇只未來入庫情況，中長期通過測算龍羊峽、李家峽水庫運行情況及機組出力情況來指導蘇只水電站經(jīng)濟運行，2008年蘇只水電站是黃河上游梯級電站電量完成比率最高的電站，其水能利用提高率接近9%。同時梯級電站實現(xiàn)集中監(jiān)視，在配合下游在建工程施工，臨時性工程處理，梯級電站防汛度汛等方面均發(fā)揮出巨大作用。

5 計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展設(shè)想

具備遠方控制調(diào)節(jié)能力應(yīng)作為大中型水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的最基本要求，要實現(xiàn)水電廠“無人值班”（少人值守），必須要由水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)提供更為便捷的方法，使遠方集控人員能夠代替現(xiàn)場操作員來實現(xiàn)電廠內(nèi)的控制調(diào)節(jié)操作。為此在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中，必須從基礎(chǔ)自動化元件、輔助設(shè)備的自動化水平、機組現(xiàn)地控制的最優(yōu)結(jié)構(gòu)、廠級計算機監(jiān)控系統(tǒng)、公用開關(guān)站的監(jiān)控、安全穩(wěn)定保護裝置、電能計量系統(tǒng)、電站機電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、水情水調(diào)信息、廠級生產(chǎn)管理系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、各級調(diào)度系統(tǒng)的通信、梯級及遠方控制模式等多個角度考慮，而不能僅僅限于以綜合發(fā)電控制為主的監(jiān)控系統(tǒng)。同時在電站基礎(chǔ)設(shè)備自動化水平提高的基礎(chǔ)上，優(yōu)化并減少監(jiān)視信息，部分設(shè)備運行數(shù)據(jù)可以用于檢修人員對設(shè)備工作狀態(tài)的分析中，這樣使設(shè)備健康水平可以不斷提高，遠方集中控制得以真正實現(xiàn)。

6 結(jié)束語

計算機監(jiān)控系統(tǒng)是水電廠運行管理的眼睛，是電廠安全生產(chǎn)的前提和保證，它具有復雜、涉及面廣和科技含量高的特點。黃河水電公司梯級電站集控監(jiān)控系統(tǒng)在蘇只水電站、蘇只水庫調(diào)度方面的成功應(yīng)用，證明遠方集中控制的可行性和優(yōu)越性，它減少了現(xiàn)場值守人員的勞動強度，同時發(fā)揮出集中控制的優(yōu)越性，極大提高了電站的發(fā)電效益，合理地利用了水能資源，取得了電站經(jīng)濟效益的最大化。

TP273+.5

B

1672-5387（2010）03-0022-02

2010-04-28

朱綱（1975-），男，工程師，從事集控運行管理工作。（E-mail：zhug@hhfdyy.com.cn）