淺析錦西電廠與集控中心104通信優(yōu)化方案

武法磊　　賈阿呷 周春

【摘 要】分析錦西電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與集控中心基于IEC104協(xié)議的全采全送型通信方式及存在問(wèn)題，通過(guò)對(duì)其上位機(jī)通信資源文件配置優(yōu)化、驅(qū)動(dòng)程序升級(jí)，下位機(jī)通信點(diǎn)優(yōu)化篩選等方式，增強(qiáng)通信維護(hù)便捷性，減輕監(jiān)控服務(wù)器與集控中心104通信負(fù)荷，消除事故情況下存在的重大隱患，為其他電站與集控中心104通信接入和運(yùn)行維護(hù)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) IEC104協(xié)議 全采全送 C＼S模式

0 概述

錦西電廠位于四川省涼山州境內(nèi)。電站為混凝土雙曲拱壩，壩高305米，為世界同類型中第一高壩。裝機(jī)容量6*600MW，三回500kV出線，是雅礱江下游河段龍頭水電站，也是雅礱江流域梯級(jí)開發(fā)重要環(huán)節(jié)。

錦西電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由南瑞集團(tuán)提供，通信鏈路相關(guān)設(shè)備由南瑞、四川科銳得公司提供。

1 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

錦西電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與集控中心有三條通信鏈路：光纖主用通道、光纖水情通道及應(yīng)急衛(wèi)星通道。

A）光纖主用通道采用基于IEC104協(xié)議的全采全送模式，即將錦西電廠監(jiān)控系統(tǒng)采集到的所有數(shù)據(jù)通過(guò)遙信、遙測(cè)量的方式遠(yuǎn)程傳輸給集控中心，集控中心通過(guò)遙控、遙調(diào)的方式遠(yuǎn)程下發(fā)至電廠側(cè)，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

B）光纖水情通道用語(yǔ)集控中心水情向電廠側(cè)運(yùn)行值班人員下水情信息。

C）應(yīng)急衛(wèi)星通道基于IEC101協(xié)議，由電廠側(cè)向集控傳輸一些重要的數(shù)據(jù)信息，如GIS開關(guān)狀態(tài)、機(jī)組狀態(tài)、機(jī)組有功、機(jī)組無(wú)功等，是光纖主用通道故障時(shí)的應(yīng)急備用通道。

2 故障及隱患

電廠6臺(tái)機(jī)組逐步投產(chǎn)后，采集全廠#1—#6機(jī)組、一副公用7LCU、安裝間公用8LCU、二副公用9LCU、GIS三串#10—#12LCU、大壩13LCU數(shù)據(jù)接入監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)不斷擴(kuò)容，電廠與集控通信數(shù)據(jù)暴增，出現(xiàn)漏報(bào)、誤報(bào)、信息滯后等現(xiàn)象。

2.1 重復(fù)數(shù)據(jù)刷屏，影響監(jiān)盤質(zhì)量

正常情況下，錦西電廠與集控中心的通訊點(diǎn)為33090點(diǎn)（含6臺(tái)機(jī)組預(yù)測(cè)點(diǎn)），其中開關(guān)量（含SOE量）22370點(diǎn)，模擬量約9280點(diǎn)。系統(tǒng)日常運(yùn)行時(shí)，與集控中心之間的日常數(shù)據(jù)流約為200k/s，（除每半個(gè)小時(shí)的總召喚外，流量較為穩(wěn)定），每天生成的報(bào)文數(shù)據(jù)約有2G，針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的IEC104通信方式來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)多次報(bào)警信號(hào)漏報(bào)、開關(guān)變位狀態(tài)簡(jiǎn)報(bào)信息滯后等現(xiàn)象。同時(shí)運(yùn)行鍵盤人員還發(fā)現(xiàn)大量重要性低的信息頻繁彈出簡(jiǎn)報(bào)窗口，嚴(yán)重影響運(yùn)行人員的鍵盤質(zhì)量。

2.2 事故情況下，數(shù)據(jù)堵塞

事故情況下，SOE、DI等開關(guān)量大量狀變，機(jī)組測(cè)溫LCU溫度值上升，帶來(lái)數(shù)據(jù)量倍增，易造成數(shù)據(jù)堵塞，通信癱瘓。因此錦西電廠監(jiān)控系統(tǒng)與集控中心104通信優(yōu)化對(duì)保證錦西電廠與集控中心的通信安全至關(guān)重要。

2.3 無(wú)報(bào)文打印功能，維護(hù)不便

通過(guò)對(duì)錦西電廠監(jiān)控系統(tǒng)與官地電廠、集控中心IEC104通信資源文件對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)電廠無(wú)法查看實(shí)時(shí)通信報(bào)文及歷史通信記錄報(bào)文。在集控側(cè)信號(hào)出現(xiàn)漏報(bào)、誤報(bào)、滯后現(xiàn)象時(shí)，無(wú)法提取指定時(shí)間段報(bào)文進(jìn)行分析，不利于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)及消缺。

2.4 通信資源文件過(guò)大，維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)高

南瑞公司提供的通信維護(hù)方案都是基于NC2000應(yīng)用程序軟件上。通過(guò)JAVA側(cè)通信點(diǎn)屬性配置，寫到C側(cè)程序中，33090個(gè)通信點(diǎn)都存放到一個(gè)資源文件中，增減通信點(diǎn)時(shí)，打開、編輯、保存資源文件都需要很長(zhǎng)時(shí)間。且資源文件重啟時(shí)，影響錦西電廠所有數(shù)據(jù)上送，維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)高，不方便。

3 優(yōu)化方案及結(jié)果

3.1 配置傳輸死區(qū)間

啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件，軟件“配置資源文件”界面內(nèi)有通信死區(qū)定義，即變化范圍小于死區(qū)，數(shù)據(jù)變化將不予傳輸，死區(qū)配置如圖1所示：

圖1：104通信點(diǎn)死區(qū)配置

方案實(shí)施后，經(jīng)集控確認(rèn)錦西電廠與集控中心數(shù)據(jù)刷新頻率明顯降低，鏈路負(fù)荷明顯降低，磁盤陣列開銷降低。

3.2 104驅(qū)動(dòng)增加報(bào)文打印功能；

原配置的iec104_s驅(qū)動(dòng)文件，無(wú)報(bào)文自動(dòng)生成功能，且指令無(wú)法查看報(bào)文信息，只能通過(guò)netstat –anp|grep iec查看iec相關(guān)進(jìn)程建鏈情況。但該建鏈情況并不能精確表示本側(cè)子站與對(duì)側(cè)主站通信情況：兩臺(tái)集控通信服務(wù)器與對(duì)側(cè)主站都是建鏈狀態(tài)，一個(gè)僅有握手信息，另一個(gè)則負(fù)責(zé)104數(shù)據(jù)的傳輸。

圖2：監(jiān)控人員手動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鏈路報(bào)文

后在驅(qū)動(dòng)原始文件中增加了printf語(yǔ)句，在shell中登陸到y(tǒng)dlog文件目錄下，使用tail –f +報(bào)文文件名，可以直接查看該鏈路通信數(shù)據(jù)。該功能給檢修維護(hù)人員工作后恢復(fù)檢查，提供了巨大的便利。

3.3 104通信鏈路分端口調(diào)用資源文件

圖3：電廠與集控通信鏈路查詢

在原計(jì)劃中，監(jiān)控系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)鏈路送往集控，數(shù)據(jù)量巨大，檢修人員維護(hù)極不方便，打開資源配置文件就需要四五十分鐘，后經(jīng)討論分析，將該鏈路拆成兩個(gè)鏈路。

兩臺(tái)集控通信網(wǎng)關(guān)機(jī)上各有2個(gè)104子站通信進(jìn)程iec104_s，端口號(hào)分別為2404、15001，兩臺(tái)鏈路分別為雅礱江集控鏈路一、雅礱江集控鏈路二，鏈路一傳送#4-#6機(jī)組及測(cè)溫LCU、3個(gè)公用LCU、GIS三串LCU、壩區(qū)LCU信息并接收下發(fā)集控中心對(duì)上述對(duì)象的遙控、遙調(diào)命令；鏈路二僅用傳輸#1-#3機(jī)組LCU及測(cè)溫LCU數(shù)據(jù)。

正常情況下與集控中心104主站進(jìn)程建立4個(gè)鏈路，但只有兩個(gè)鏈路處于激活狀態(tài)，另外兩個(gè)鏈路處于連接建立備用狀態(tài)。

兩臺(tái)集控通信網(wǎng)關(guān)機(jī)上均運(yùn)行1個(gè)104主站通信進(jìn)程iec104d及1個(gè)多主站轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程iec104com，僅主用網(wǎng)關(guān)機(jī)的iec104d進(jìn)程與集控兩臺(tái)網(wǎng)關(guān)機(jī)建立鏈接，對(duì)側(cè)程序端口號(hào)為2404，一條鏈路激活用于接收水情信息及轉(zhuǎn)發(fā)的錦東電廠運(yùn)行信息，用于模擬屏顯示，也稱水情通道，另外一條鏈路處于連接建立備用狀態(tài)。

兩臺(tái)集控網(wǎng)關(guān)機(jī)上均運(yùn)行1個(gè)101子站通信進(jìn)程iec101，正常情況下，只有一個(gè)網(wǎng)關(guān)機(jī)上的iec101進(jìn)程和集控101通信主站建立鏈接。

新連接的成立，讓數(shù)據(jù)庫(kù)增加測(cè)點(diǎn)配置資源文件及驅(qū)動(dòng)重啟，不影響全電廠數(shù)據(jù)傳輸，為通信維護(hù)工作開展增加安全性。

3.4 下位機(jī)優(yōu)化通信點(diǎn)，控制上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)容量

優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)LCU盤柜內(nèi)SJ30與輔助設(shè)備通信點(diǎn)的上送。減少監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)用點(diǎn)的數(shù)目，數(shù)據(jù)庫(kù)容量得到良好控制，未出現(xiàn)因數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)容導(dǎo)致電廠與集控中心104通信資源重新配置的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

在本方案分析及實(shí)施過(guò)程中，總結(jié)事故情況下在技術(shù)和管理兩個(gè)層面上合理構(gòu)建搭配，針對(duì)性制定事故應(yīng)急預(yù)案，保障電廠與集控中心在日常運(yùn)行、緊急事故情況下的通信正常，并減輕監(jiān)控系統(tǒng)與集控中心IEC104通信負(fù)荷，消除通信存在的重大隱患，為其他電站與集控中心IEC104全采全送型通信接入和運(yùn)行維護(hù)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]： 馬曉紅，管荑，林祺蓉.104規(guī)約在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用.山東電力技術(shù).2011年第6期.1-6

作者簡(jiǎn)介：

武法磊：男，助理工程師，從事水電廠監(jiān)控自動(dòng)化工作5年。

賈阿呷：女，助理工程師，從事水電廠監(jiān)控自動(dòng)化工作6年。

周春：男，助理工程師，從事水電廠監(jiān)控自動(dòng)化工作5年。