白石窯水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)改造

馮學文

【摘 要】介紹白石窯水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)技改過程，簡要進行經(jīng)驗總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】計算機監(jiān)控；技術(shù)改造；成效

0.概述

白石窯電廠A廠監(jiān)控系統(tǒng)原設(shè)計是以常規(guī)控制為主、計算機監(jiān)測監(jiān)控為輔，自1997年發(fā)電投運以來，經(jīng)過了兩次不同程度的完善，一次是自動化元件的技改，一次是下位機及公用設(shè)備的技改。但因原設(shè)計的思想是以常規(guī)控制為主、監(jiān)控為。為了適應(yīng)現(xiàn)代水電廠安全運行的需要實行計算機監(jiān)控完善技改工作，提供機組控制的智能化，確保發(fā)電機組的安全高效運行，是非常必要的，也是電網(wǎng)對發(fā)電設(shè)備的要求，也是節(jié)約能源和水電站經(jīng)濟運行的需要。

1.計算機監(jiān)控系統(tǒng)的概述

1.1設(shè)計原則

白石窯水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)改造1～4#機組的自動控制系統(tǒng)，并改造電站A廠廠級控制層，以實現(xiàn)電站集中控制，安全監(jiān)視，電站優(yōu)化運行等功能為目的的實時監(jiān)控。以電站四臺水輪發(fā)電機組及輔助設(shè)備，兩臺主變，一座110KV的開關(guān)站以及A廠公用設(shè)備等為監(jiān)控對象，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布的開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由主控層和現(xiàn)地控制層組成。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)按“無人值班，少人值守”原則設(shè)計。系統(tǒng)既有一定的先進性，又有較高可靠性和實用性，滿足設(shè)計時先進，運行時不落后的基本要求，系統(tǒng)有較強的升級換代能力。整個系統(tǒng)一次規(guī)劃設(shè)計，分步實施。系統(tǒng)均符合以下要求：

（1）技術(shù)的先進性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置結(jié)合國際最新計算機硬件產(chǎn)品，軟件產(chǎn)品，快速的網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)，實時工業(yè)控制產(chǎn)品與未來發(fā)展，充分利用計算機領(lǐng)域的先進而成熟的技術(shù)，保證系統(tǒng)的實際應(yīng)用水平在今后的10年內(nèi)不落后。

（2）系統(tǒng)的開放性。系統(tǒng)主要硬件設(shè)備選型應(yīng)符合計算機技術(shù)發(fā)展迅速的特點，采用全分布開放式系統(tǒng)。

（3）系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)應(yīng)是標準化的成熟產(chǎn)品，功能完善并模塊化，并具完備的確保硬件及軟件的安全性措施，防止監(jiān)控系統(tǒng)硬件或軟件的故障或缺陷對現(xiàn)場設(shè)備的危害。

（4）功能的完善性。本系統(tǒng)按電站的“無人值班，少人值守”的原則設(shè)計，整個系統(tǒng)采用全計算機控制方式，配備完善的應(yīng)用功能，特別是與地調(diào)、MIS信息管理系統(tǒng)及其他計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)共享功能。滿足梯級電站集中監(jiān)控、優(yōu)化運行的特點。

（5）抗干擾能力。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用光纖技術(shù)，避免了不同設(shè)備之間的電信號連接?，F(xiàn)場信號也采用光電隔離或其他隔離措施。

（6）系統(tǒng)的友善性。人機接口功能強，操作方便，采用面向?qū)ο蟮娜珴h化界面。應(yīng)向用戶提供完善的開發(fā)支持軟件系統(tǒng)。

（7）充分利用PLC的高可靠性及邏輯方面的優(yōu)點，保證機組的各種工況下的安全轉(zhuǎn)換及順序控制。由PLC完成全廠的控制與調(diào)節(jié)，保證全廠發(fā)電運行可靠。LCU在脫離電站主控級的情況下，仍能保證機組安全運行。

（8）現(xiàn)地手動操作與控制。為滿足與機組檢修后同步投運的安全可靠要求。機組現(xiàn)地控制單元具有部分設(shè)備狀態(tài)現(xiàn)地顯示及必要的常規(guī)操作功能，使運行人員在機旁能完成機組投運或調(diào)試的操作，并且現(xiàn)地控制等級優(yōu)先，以保證電站在PLC故障或任何自動控制失靈的情況下的安全停機。

（9）系統(tǒng)的各項性能指標均達到或超過部頒布DL/T578-95“水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件”的要求。

1.2系統(tǒng)主要目標和功能

實施本工程后，實現(xiàn)A廠1-4#機組的自動控制，并且可以通過中控室的計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對白石窯電站的遠程監(jiān)控，將形成一個完整的電站閉環(huán)過程控制達到現(xiàn)地無人值班（少人值守）的目的。B廠中控室可集控#5機組，同時也能監(jiān)視A廠#1-4機組的運行狀況。A廠中控室可集控#1-4機組，同時也可監(jiān)視B廠#5機組的狀況，達到統(tǒng)一運行管理的目的。

本系統(tǒng)的主要目標是：完成1-4#機組的自動控制功能，配置計算機監(jiān)控系統(tǒng)以接受上級調(diào)度中心的調(diào)度指令，完善全廠的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)中控室監(jiān)測和控制，提高電站安全運行水平，改善職工運行條件。

本系統(tǒng)的主要功能有：實時采集主要設(shè)備及輔助設(shè)備的運行狀態(tài)、參數(shù)，對電站各控制點和監(jiān)視點進行自動安全檢測、越限報警、事件順序記錄、事故故障原因提示、事故語音報警，實現(xiàn)水輪發(fā)電機的自動順序啟?？刂?，斷路器等重要設(shè)備的投、切操作以及其他自動控制功能，實現(xiàn)與梯級、地調(diào)、MIS信息管理系統(tǒng)及其他計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。

2.計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用全分布式開放系統(tǒng)，完成主控級監(jiān)控層和現(xiàn)地級監(jiān)控層。

主控級監(jiān)控層位于電站中控室，分為A廠和B廠兩層結(jié)構(gòu)，以光纖以太網(wǎng)連接兩部分，進行數(shù)據(jù)傳輸，具體結(jié)構(gòu)參照附圖1。全系統(tǒng)采用100Mbps快速以太網(wǎng)技術(shù)，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，組成開放的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主控級監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)與所有LCU聯(lián)接。B廠主控層現(xiàn)已建立并投入使用，A廠主控級主要設(shè)備包括2臺主操作站（主機），2臺網(wǎng)絡(luò)交換機， 1臺通訊服務(wù)器，1套語音報警系統(tǒng)和1套6KVA逆變電源系統(tǒng)。

現(xiàn)地級監(jiān)控層監(jiān)控現(xiàn)地各分散的設(shè)備，按A廠控制對象和分布位置設(shè)置：

四臺水輪發(fā)電機組各用一套LCU，開關(guān)站和A廠的公用設(shè)備共用一套LCU，共5套LCU。所有LCU與主控級監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)聯(lián)接。

2.2主控級控制層配置

2.2.1操作員工作站（主機）

每臺主機均采用DELL DIMENSION 4550高檔型主機，配置為CPU PIV，1G內(nèi)存，160G硬盤，Winfast32M高速圖形加速卡，16X DVD-ROM，1.44M軟驅(qū)，兩臺19“1280X1024LCD，3COM100Mbps網(wǎng)卡。A廠中控室兩臺主機既是系統(tǒng)服務(wù)器，又是操作員工作站，工作方式互為熱備用，即兩臺主機的系統(tǒng)同時工作。