三峽梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)完善方案及實(shí)現(xiàn)

王崢瀛,周文,譚華,湯正陽(yáng)

(北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司,北京100038)

0 引言

三峽梯調(diào)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用ABB公司的spider系統(tǒng)平臺(tái)，由瑞典ABB公司中標(biāo)，2001年簽訂合同。在系統(tǒng)運(yùn)行中，部分設(shè)備老化，一些高級(jí)應(yīng)用也不能滿足需求，為了解決這些問(wèn)題，三峽梯調(diào)與水科院中水科技開(kāi)發(fā)有限公司合作對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行完善。

1 問(wèn)題提出

在這一項(xiàng)目中，要解決的問(wèn)題有以下幾個(gè):

(1)ABBSpider歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)改造

Spider歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器由2臺(tái)alphaES40和MA8000磁盤陣列組成集群，部分設(shè)備老化，故障率較高，有數(shù)據(jù)點(diǎn)丟失的現(xiàn)象，并且硬盤容量已不能滿足要求。

(2)ABBSpider系統(tǒng)缺少完善的報(bào)表系統(tǒng)

Spider系統(tǒng)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的綜合利用功能較弱，尤其體現(xiàn)在綜合分析報(bào)表的制作上，梯調(diào)報(bào)表形式多樣化，多數(shù)表現(xiàn)為統(tǒng)計(jì)、分析、綜合性強(qiáng)，ABBSpider的報(bào)表系統(tǒng)已不能滿足要求。

(3)ABBSpider系統(tǒng)缺少完善的趨勢(shì)分析軟件

目前三峽梯調(diào)監(jiān)控接入的信息點(diǎn)遙信量有12235個(gè)，遙測(cè)量有4051個(gè)，而且還在不斷擴(kuò)充中，大量的數(shù)據(jù)需要一個(gè)能靈活組態(tài)、人機(jī)界面友好、能方便查看設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)的軟件。

(4)國(guó)調(diào)、華中網(wǎng)調(diào)、湖北省調(diào)下發(fā)的發(fā)電計(jì)劃的自動(dòng)流轉(zhuǎn)

目前，國(guó)調(diào)/華中網(wǎng)段/省調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)到監(jiān)控系統(tǒng)的流轉(zhuǎn)基本靠人工完成，過(guò)程繁瑣，效率低且增加出錯(cuò)的幾率。各發(fā)電計(jì)劃流轉(zhuǎn)過(guò)程如下:

①國(guó)調(diào)對(duì)三峽的計(jì)劃:在安全I(xiàn)I區(qū)，由國(guó)調(diào)安全網(wǎng)關(guān)軟件獲得調(diào)度計(jì)劃，解密后保存為Excel文檔，拷貝到安全I(xiàn)II區(qū)調(diào)度管理信息系統(tǒng)，對(duì)計(jì)劃曲線修正審批后在調(diào)度管理信息系統(tǒng)發(fā)布，操作員在I區(qū)的計(jì)劃曲線錄入軟件上，將該計(jì)劃逐條錄入，發(fā)布到監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)TASE.2規(guī)約下發(fā)到三峽左、右岸電廠。

②華中網(wǎng)調(diào)對(duì)葛洲壩的計(jì)劃:在安全I(xiàn)II區(qū)，操作員撥號(hào)訪問(wèn)華中網(wǎng)調(diào)Web站點(diǎn)，該站點(diǎn)采用用戶密碼的認(rèn)證方式，登錄后選擇相應(yīng)的廠站查詢計(jì)劃曲線，在I區(qū)的計(jì)劃曲線錄入軟件上，將該計(jì)劃逐條錄入，發(fā)布到監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)IEC104規(guī)約下發(fā)到葛洲壩大江、二江電廠。

③湖北省調(diào)對(duì)電源電站計(jì)劃的發(fā)布方式與網(wǎng)調(diào)相同，只是網(wǎng)頁(yè)界面略有不同。

另外，在I區(qū)的計(jì)劃曲線錄入軟件中，錄入葛洲壩大江、二江的計(jì)劃后，還需累加出葛洲壩的計(jì)劃再次錄入，三峽全廠的計(jì)劃也是如此。

2 方案設(shè)計(jì)

在經(jīng)過(guò)反復(fù)比選后，本著對(duì)三峽梯調(diào)Spider監(jiān)控系統(tǒng)影響最小的原則，確定總體方案如下:

在對(duì)老化的設(shè)備更換的同時(shí)，增加一套歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備作為原數(shù)據(jù)庫(kù)的備份，新增的應(yīng)用、報(bào)表和趨勢(shì)分析軟件數(shù)據(jù)源采用新增的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。另外，利用信息處理技術(shù)，對(duì)計(jì)劃曲線進(jìn)行自動(dòng)流轉(zhuǎn)。以下為方案的具體描述。

2.1 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)備在線升級(jí)

為歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)擴(kuò)容的過(guò)程如下:

將ABB歷史數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)先完整備份，在磁盤陣列MA8000上增加17塊73G硬盤，分成2組，每組8塊做RAID5，1塊作為熱備用，在操作系統(tǒng)中增加新做的兩個(gè)Raid磁盤，并建立文件系統(tǒng)，在新增的文件系統(tǒng)上為歷史數(shù)據(jù)庫(kù)增加數(shù)據(jù)文件。

2.2 獲取ABBSpider系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寫入H9000歷史庫(kù)

ABBSpider系統(tǒng)對(duì)外提供兩種接口方式:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部接口和外部接口，Spider系統(tǒng)為C/S架構(gòu)，在服務(wù)器上可以使用內(nèi)部接口訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在客戶端只能使用外部接口訪問(wèn)。如果選用外部接口，優(yōu)點(diǎn)是不直接增加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)荷，但是經(jīng)過(guò)測(cè)試，證明Spider的外部接口不適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)交換的需求，最終確定方案為:

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上加載進(jìn)程，通過(guò)ABB實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部接口獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及事件，同時(shí)寫入H9000歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取速度快，性能最好。

該進(jìn)程在主、備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)、雙網(wǎng)的切換功能。

2.3 趨勢(shì)分析軟件

采用H9000系列產(chǎn)品中的趨勢(shì)分析軟件SMA2000，部分功能按梯級(jí)調(diào)度需求定制開(kāi)發(fā)，以下為實(shí)現(xiàn)功能的一部分:

·支持B/S和C/S兩種結(jié)構(gòu)；

·能夠在畫面便捷地選擇任意模擬量、開(kāi)關(guān)量顯示；顏色、量程、線型等屬性能自由組態(tài)；

·可顯示由秒級(jí)到小時(shí)級(jí)各個(gè)分辨率的數(shù)據(jù)及其特征數(shù)據(jù)；

·提供線形圖、散點(diǎn)圖、直方圖、餅圖、表格等多種展示；

·提供單條、多條曲線的平移、放大等操作；

·能對(duì)多條曲線進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算生成虛擬曲線；

·能定制或智能搜索同一單元、不同單元的相關(guān)數(shù)據(jù)；

·提供曲線數(shù)據(jù)的導(dǎo)出、離線查看功能；

·對(duì)發(fā)電計(jì)劃能顯示實(shí)際發(fā)電曲線、計(jì)劃曲線各修改版本以及每次的修改原因；

·具備實(shí)際發(fā)電基于計(jì)劃曲線值及考核曲線的超限報(bào)警功能，對(duì)電站實(shí)發(fā)(有功、母線電壓、系統(tǒng)頻率)與計(jì)劃(高、低限制電壓，上、下限頻率)進(jìn)行掃描對(duì)比，當(dāng)越限時(shí)給出告警并進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音提示。

2.4 報(bào)表軟件

采用H9000系列產(chǎn)品中的報(bào)表組態(tài)軟件HReport，梯調(diào)的報(bào)表分析、統(tǒng)計(jì)功能要求較高，經(jīng)過(guò)方案比選后，決定采用ABBSPL(spiderProgrammingLanguage)與HReport相結(jié)合的方式生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，以下為實(shí)現(xiàn)的梯級(jí)調(diào)度報(bào)表的一部分:

·對(duì)重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)品質(zhì)，包含對(duì)外通信鏈路等進(jìn)行任意時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)分析；

·三峽、葛洲壩梯級(jí)機(jī)組及線路發(fā)電負(fù)荷、送電負(fù)荷自動(dòng)匯總，含最大、最小出力及發(fā)生時(shí)間，并生成曲線與表格；

·梯級(jí)電站機(jī)組開(kāi)、停機(jī)次數(shù)，運(yùn)行及停運(yùn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，含對(duì)應(yīng)時(shí)間序列；

·機(jī)組進(jìn)相時(shí)間統(tǒng)計(jì)，含時(shí)間序列報(bào)表；

·線路停送電次數(shù)統(tǒng)計(jì)，含對(duì)應(yīng)時(shí)間序列；

·線路電壓越限時(shí)間統(tǒng)計(jì)，含對(duì)應(yīng)時(shí)間序列；

·通過(guò)組態(tài)實(shí)現(xiàn)在報(bào)表中線路、機(jī)組的選擇界面。

2.5 發(fā)電計(jì)劃的自動(dòng)流轉(zhuǎn)

實(shí)現(xiàn)計(jì)劃曲線的自動(dòng)流轉(zhuǎn)要進(jìn)行以下工作:

(1)國(guó)調(diào)對(duì)三峽計(jì)劃的自動(dòng)流轉(zhuǎn)

·采用微軟的Excel自動(dòng)化模型，定時(shí)對(duì)已解密的計(jì)劃曲線文檔進(jìn)行分析，提取需要的計(jì)劃曲線數(shù)據(jù)，通過(guò)隔離裝置傳輸?shù)桨踩獻(xiàn)II區(qū)的調(diào)度信息系統(tǒng)中發(fā)布；

·定時(shí)獲取審批后的調(diào)度計(jì)劃傳輸?shù)桨踩獻(xiàn)區(qū)。

(2)華中網(wǎng)調(diào)對(duì)葛洲壩計(jì)劃及湖北省調(diào)對(duì)三峽電源電站計(jì)劃的自動(dòng)流轉(zhuǎn)

·定時(shí)自動(dòng)撥號(hào)到華中網(wǎng)調(diào)、湖北省調(diào)Web站點(diǎn)；

·利用HTML的DOM模型，遠(yuǎn)程獲取該網(wǎng)站，自動(dòng)登錄并解析相應(yīng)網(wǎng)頁(yè)獲取調(diào)度計(jì)劃；

·將獲取的調(diào)度計(jì)劃由安全I(xiàn)II區(qū)通過(guò)隔離裝置傳輸?shù)桨踩獻(xiàn)區(qū)。

(3)修改原ABB計(jì)劃曲線錄入軟件

·改人工錄入為自動(dòng)獲取，能自動(dòng)讀取已傳輸?shù)桨踩獻(xiàn)區(qū)的各發(fā)電計(jì)劃，經(jīng)操作員確認(rèn)后下發(fā)給對(duì)應(yīng)的電廠；

·能對(duì)各區(qū)域發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)匯總；

·簡(jiǎn)化電壓曲線的錄入，如曲線未修改時(shí)，可不必錄入，自動(dòng)沿用之前錄入的數(shù)據(jù)；

·增加電壓限制曲線的錄入功能，可將電壓限制曲線寫回Spider實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，以供電壓越限時(shí)能進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)及報(bào)警。

3 項(xiàng)目實(shí)施

該項(xiàng)目于2008年6月啟動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)、測(cè)試的時(shí)間較長(zhǎng)，9月底開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)安裝，對(duì)軟件進(jìn)行了部分調(diào)整，10月底完成了軟、硬件的調(diào)試，11月初投入試運(yùn)行,經(jīng)過(guò)半年多實(shí)際運(yùn)行的考驗(yàn)，可以說(shuō)對(duì)ABBSpider系統(tǒng)的完善做到了與原系統(tǒng)的無(wú)縫連接。

4 總結(jié)及展望

通過(guò)這一項(xiàng)目的成功實(shí)施，我們獲得了下述幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn):

(1)國(guó)外的監(jiān)控系統(tǒng)軟件，在某些方面不符合用戶的需求，但國(guó)外廠商高昂的服務(wù)費(fèi)和軟件修改費(fèi)使得用戶望而卻步，受限于此，只能靠人工去完成許多可以自動(dòng)完成的工作，大大降低了自動(dòng)化水平。而我們本土的廠商有能力改變這一狀況，讓信息技術(shù)更好地為生產(chǎn)服務(wù)，讓已投資的硬件發(fā)揮更大的效能。

(2)利用信息自動(dòng)化處理技術(shù)能大大提高生產(chǎn)效率，降低出錯(cuò)的概率。

項(xiàng)目完成后，雖然實(shí)現(xiàn)了發(fā)電計(jì)劃曲線的自動(dòng)獲取，但還是覺(jué)得過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，希望對(duì)調(diào)度與電站/梯調(diào)中心的信息交換及認(rèn)證能夠規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)的編程接口，目前主流的實(shí)現(xiàn)方式有兩種:

(1)采用IEC60870-5-104傳輸規(guī)約實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸[1]；

(2)提供基于WebService的Web編程接口供用戶查詢。

[1]杜龍，楊晉柏.關(guān)于實(shí)現(xiàn)直調(diào)電廠計(jì)劃曲線下發(fā)模式的探討[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2008，2(1).