一起調(diào)功程序漏洞引起的機(jī)組溜負(fù)荷原因分析

柳海波 陳啟萍

（貴州省烏江渡發(fā)電廠，貴州省 遵義市 563104）

1 引 言

烏江渡發(fā)電廠現(xiàn)有裝機(jī)容量1250MW（5×250MW），是貴州電網(wǎng)、黔電送粵潮流調(diào)控中的主力發(fā)電廠。一號廠機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自2000年投運(yùn)，采用水科院研制的新一代開放式分層分布H9000系列系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提升自動化水平，烏江渡發(fā)電廠從2010年1月開始對一號廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）進(jìn)行了升級改造，將H9000 3.0系統(tǒng)升級為4.0系統(tǒng)。#1機(jī)組是第一臺進(jìn)行改造的機(jī)組，改造中更換了#1機(jī)組現(xiàn)地控制單元PLC模塊及其它元器件，對控制程序進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，消除了工控機(jī)通訊瓶頸等安全隱患，取得了良好效果。

2 事件概述

2010年1月31日9時54分，#1機(jī)組現(xiàn)地控制單元改造完畢正在進(jìn)行機(jī)組試運(yùn)行，#1機(jī)組有功負(fù)荷突然從100MW減至0MW，導(dǎo)葉開度關(guān)至空載開度，檢查時發(fā)現(xiàn)#1機(jī)組LCU柜的減有功繼電器動作一直不能復(fù)歸，進(jìn)一步檢查PLC程序發(fā)現(xiàn)，PLC程序中ADJUST調(diào)功模塊的DEC輸出端一直保持為1，但該模塊使能EN端為0，模塊已不工作。

圖1 調(diào)功模塊ADJUST

圖2 增、減有功程序

3 原因分析

#1機(jī)組在本次監(jiān)控系統(tǒng)改造過程中，機(jī)組調(diào)功程序采用水科院編寫的ADJUST模塊，機(jī)組調(diào)功程序如圖1、圖2所示。

圖3 ADJUST模塊內(nèi)核減有功部分

其中XD56_YGTJKS為有功調(diào)節(jié)開始變量，P_up為增有功變量，P_down為減有功變量。

其中OP_DBZYG為單步增有功，OP_DBJYG為單步減有功，XD12_JZYX為機(jī)組發(fā)電狀態(tài)，ZYGGL_Q40為開出增有功功率繼電器，JYGGL_Q41為開出減有功功率繼電器。

ADJUST調(diào)功模塊特性：當(dāng)使能端EN=1時開始工作，當(dāng)EN=0時不工作，且內(nèi)部所有變量保持前一周期掃描值。ADJUST模塊為程序封裝模塊，其內(nèi)核減有功部分如圖3所示，其中Ton為功率調(diào)整脈寬調(diào)節(jié)時間，TP時間模塊輸入端IN為功率調(diào)整條件，DEC為輸出，即為減有功變量：P_down。

其中TP時間函數(shù)功能塊特性如圖4：

當(dāng)機(jī)組進(jìn)行調(diào)功時，一旦出現(xiàn)如下情況，即機(jī)組功率調(diào)節(jié)進(jìn)入調(diào)節(jié)死區(qū)2MW后，有功調(diào)節(jié)開始：XD_YGTJKS復(fù)位，即ADJUST模塊使能端EN=0，ADJUST調(diào)功模塊停止工作，而此時如果最后一個調(diào)節(jié)脈寬時間計(jì)時未到（即ET計(jì)時時間

圖4 TP計(jì)時器特性[2]（當(dāng)輸入IN為1，其輸出為1，保持時間為PT設(shè)定時間）

4 處理方法

針對調(diào)功ADJUST模塊存在的問題，我們采取了以下兩種措施。一是將功率調(diào)節(jié)模塊使能端有功調(diào)節(jié)開始變量XD56_YGTJKS串聯(lián)至增、減有功功率繼電器回路上，從模塊外部進(jìn)行閉鎖，程序如圖5所示：

圖5 增、減有功功率繼電器回路串XD56_YGTJKS變量

即：當(dāng)調(diào)功模塊計(jì)算有功調(diào)整脈沖(P_up)、機(jī)組發(fā)電狀態(tài)(XD12_JZYX)、有功調(diào)整開始變量（XD56_YGTJKS）同時為1的條件具備后，方可驅(qū)動功率調(diào)整繼電器。

第二是重新編寫了ADJUST功率調(diào)節(jié)模塊，從模塊內(nèi)部消除使能端為0、模塊停止工作后其輸出端可能保持為1的隱患。修改過的模塊內(nèi)核如圖6，與圖3相比主要在TP計(jì)時器前的AND塊及TP計(jì)時器后AND塊中增加了Start變量（通過引腳賦值為有功調(diào)節(jié)開始變量XD56_YGTJKS閉鎖）。

圖6 修改過的ADJUST模塊中減有功部分

通過以上改進(jìn)后烏江渡發(fā)電廠#1機(jī)組一直穩(wěn)定運(yùn)行，未再出現(xiàn)過異常情況，其他兩臺機(jī)組采用改進(jìn)過的程序也未出現(xiàn)類似情況。

5 結(jié) 論

本例中機(jī)組溜負(fù)荷主要是由調(diào)功模塊存在的漏洞引起的。由于ADJUST功能模塊必須在最后一個調(diào)節(jié)脈寬時間計(jì)時未到且使能端恰好變?yōu)?的時候才會使輸出保持為1，一般調(diào)試過程中根本無法發(fā)現(xiàn)，這給分析調(diào)試帶來了困難。本文針對調(diào)功ADJUST模塊存在的問題，我們采取了以下兩種措施：一是將功率調(diào)節(jié)模塊使能端有功調(diào)節(jié)開始變量XD56_YGTJKS串聯(lián)至增、減有功功率繼電器回路上，從模塊外部進(jìn)行閉鎖，二是重新編寫了ADJUST功率調(diào)節(jié)模塊，從模塊內(nèi)部消除使能端為0、模塊停止工作后其輸出端可能保持為1的隱患。

因此，在水電廠機(jī)組PLC控制程序設(shè)計(jì)中，除實(shí)現(xiàn)正常的功能外，還要仔細(xì)了解PLC程序各功能塊工作特性，考慮全面，做好特殊情況下程序防誤措施。在程序中調(diào)用功能模塊時，還要特別注意其使能端的使用。只有全面分析并對各種可能的異常情況采取防范措施，才能確保程序的正常工作，保證發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]烏江渡發(fā)電廠機(jī)電部二次班. 烏江渡發(fā)電廠#1機(jī)組溜負(fù)荷分析報告[R]. 烏江渡發(fā)電廠, 2010.

[2] Schneider Electric. Unity Pro V4.0 Help. 2008.