溪洛渡左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)功能優(yōu)化及應(yīng)用

張露成，夏建華，曾 昕

（溪洛渡水力發(fā)電廠，云南 永善657300）

溪洛渡電站左岸接入國家電網(wǎng)，右岸接入南方電網(wǎng)，實行一廠兩調(diào)方式。左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)左岸電站數(shù)據(jù)采集功能，并將監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過調(diào)度通信服務(wù)器上送至國網(wǎng)總調(diào)。

為進一步提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，保證電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠穩(wěn)定上送至國網(wǎng)總調(diào)，國網(wǎng)要求電站在原有通信鏈路上增加一條通信鏈路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上送雙平面。同時，隨著國網(wǎng)總調(diào)管理結(jié)構(gòu)調(diào)整，國網(wǎng)總調(diào)成立了西南分中心，左岸電站需要將生產(chǎn)數(shù)據(jù)上送至國網(wǎng)西南分中心。

溪洛渡左岸電站根據(jù)國網(wǎng)總調(diào)要求和電站現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況，需要對左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)功能進行優(yōu)化，以滿足數(shù)據(jù)上送需求，提高監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證電力生產(chǎn)正常進行。

1 監(jiān)控系統(tǒng)概況

溪洛渡電站共18臺機組，分別安裝在左岸和右岸。左岸電站接入國家電網(wǎng)，右岸電站接入南方電網(wǎng)。電站監(jiān)控系統(tǒng)采用兩站、三網(wǎng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)。兩站包括廠站端、現(xiàn)地端，其中廠站端包括監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器、交換機、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備等，現(xiàn)地端包括機組現(xiàn)地控制單元、公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元。三網(wǎng)包括控制網(wǎng)、信息網(wǎng)和信息發(fā)布網(wǎng)，其中控制網(wǎng)負責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)控制命令的上傳下送，為光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)；信息網(wǎng)負責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的廣播，為聚合鏈路結(jié)構(gòu)；信息發(fā)布網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備與辦公網(wǎng)絡(luò)相連，方便員工查看設(shè)備生產(chǎn)信息。

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

溪洛渡左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、調(diào)度通信服務(wù)器、廠內(nèi)通信服務(wù)器等。按照核心服務(wù)器冗余設(shè)計原則，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、調(diào)度通信服務(wù)器等服務(wù)器均為2臺，互為主備。其中，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器平均承擔(dān)左岸電站機組LCU、公用LCU等設(shè)備的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器采集數(shù)據(jù)后，通過信息網(wǎng)廣播的方式將監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送至調(diào)度通信服務(wù)器等設(shè)備。調(diào)度通信服務(wù)器通過光纖鏈路，經(jīng)過路由器中轉(zhuǎn)將電站生產(chǎn)信息上送至國調(diào)。

按照前期設(shè)計，溪洛渡電站上送國網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路共2條：A平面鏈路直接上送至國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，B平面鏈路上送至華中調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。根據(jù)國調(diào)自動化要求，左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)須再開辟一條通信鏈路將數(shù)據(jù)上送至國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，與A鏈路形成互備鏈路，確保在一條通信鏈路故障的情況下另一條通信鏈路能夠正常傳輸數(shù)據(jù)，進一步提高網(wǎng)絡(luò)安全性和穩(wěn)定性。同時，由于國網(wǎng)內(nèi)部管理結(jié)構(gòu)調(diào)整，國網(wǎng)設(shè)立國網(wǎng)調(diào)度西南分中心，電站生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要上送至西南分中心，滿足西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)調(diào)控要求。

根據(jù)現(xiàn)場通信狀況和外送鏈路情況，重新敷設(shè)或租用一條通信鏈路實現(xiàn)與國網(wǎng)調(diào)度冗余通信的難度較大，也不能直接與西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)相連。B平面外送鏈路可通過中轉(zhuǎn)方式連接國網(wǎng)調(diào)度，實現(xiàn)冗余通信。通過在B平面路由器和調(diào)度通信服務(wù)器中增加永久路由，能夠?qū)崿F(xiàn)借用現(xiàn)有通信鏈路與國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)B平面、西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進行通信，相應(yīng)更改交換機、縱向加密認(rèn)證裝置。改造后，A平面連接國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，B平面連接華中調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

為能夠?qū)ψ蟀峨娬颈O(jiān)控系統(tǒng)與國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)新增通信鏈路的通信情況進行有效判斷，監(jiān)控系統(tǒng)增加了通信鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)點，實現(xiàn)通信鏈路狀態(tài)24h監(jiān)視。每臺調(diào)度服務(wù)器與國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建立多條邏輯連接鏈路，只要一條邏輯鏈路與對方保持正常通信，電站生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)就能夠正常上送至調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)命令也能夠正常下達至電站。

3 功能優(yōu)化

監(jiān)控系統(tǒng)通過104協(xié)議與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進行通信，電站側(cè)是104從站，調(diào)度側(cè)是104主站。電站側(cè)調(diào)度通信服務(wù)器通信端口保持開放連接狀態(tài)，調(diào)度側(cè)通信機根據(jù)實際情況主動選擇其中某些通道與之建立連接進行通信。為保證電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠正常上送至調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，電站側(cè)對通信文件進行了重新配置。

在站地址配置文件中加入國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、西南調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)站地址，確保電站側(cè)調(diào)度通信服務(wù)器與調(diào)度側(cè)通信機能夠建立連接。根據(jù)數(shù)據(jù)點特性，將電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為單點遙信量、雙點遙信量、遙測量、遙調(diào)量、遙控量等，不同類型數(shù)據(jù)放在不同的點表中，使得在滿足通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和準(zhǔn)確性。電站側(cè)104通信程序采用主進程加子進程模式，主進程負責(zé)與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建立通信，子進程負責(zé)與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信機建立具體連接。當(dāng)主進程啟動后，子進程自動與調(diào)度通信機建立連接，并根據(jù)不同的IP地址選擇不同的邏輯通道，將電站生產(chǎn)數(shù)據(jù)上送至調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，同時接收調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)下達命令信息。

國網(wǎng)規(guī)定，國網(wǎng)渝鄂背靠背柔直聯(lián)網(wǎng)工程投運后，實現(xiàn)西南和華中電網(wǎng)異步互聯(lián)運行。通過仿真發(fā)現(xiàn)，西南異步聯(lián)網(wǎng)運行后電網(wǎng)易發(fā)生全網(wǎng)水電機組超低頻振蕩。左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)修改相應(yīng)的模式切換方式及調(diào)節(jié)方式，適應(yīng)調(diào)速器開度調(diào)節(jié)要求，從而解決超低頻振蕩問題。監(jiān)控系統(tǒng)將左岸電站機組“調(diào)速器開度控制方式”、“調(diào)速器功率控制方式”、“調(diào)速器功率脈沖給定方式”、“調(diào)速器模擬量功率給定方式”更改為“調(diào)速器大網(wǎng)開度給定模式”、“調(diào)速器大網(wǎng)功率給定模式”、“調(diào)速器小網(wǎng)開度給定模式”、“調(diào)速器小網(wǎng)功率給定模式”，保留“調(diào)速器孤網(wǎng)運行控制方式”。當(dāng)左岸電站在西南網(wǎng)調(diào)控制模式時，監(jiān)控系統(tǒng)自動發(fā)令至調(diào)速器，使其運行在“調(diào)速器小網(wǎng)開度給定模式”；當(dāng)左岸電站在國網(wǎng)控制模式時，監(jiān)控系統(tǒng)自動發(fā)令至調(diào)速器，使其運行在“調(diào)速器大網(wǎng)功率給定模式”；同時，在監(jiān)控系統(tǒng)畫面設(shè)置“大網(wǎng)模式功率給定投入使能按鈕”，當(dāng)該按鈕投入時，確保調(diào)速器開機情況下自動運行在功率控制模式，并將開機時功率給定值0發(fā)送至調(diào)速器，保證調(diào)速器運行正常。后期，運行人員可根據(jù)調(diào)度要求和現(xiàn)場實際情況手動調(diào)節(jié)調(diào)速器運行方式。在并網(wǎng)實驗過程中發(fā)現(xiàn)，左岸電站機組運行在西南電網(wǎng)時，一次調(diào)頻動作較頻繁，與電站AGC下達指令存在沖突情況。為避免機組在一次調(diào)頻動作時電站AGC下達指令導(dǎo)致機組開度被頻繁拉扯的情況出現(xiàn)，當(dāng)一次調(diào)頻動作后，監(jiān)控系統(tǒng)閉鎖30s再接收AGC負荷調(diào)節(jié)指令，提高了調(diào)速器運行穩(wěn)定性。

為進一步加強西南網(wǎng)調(diào)對電站機組的控制，電站AGC、AVC將納入西南網(wǎng)調(diào)統(tǒng)一控制范圍。左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)在AGC、AVC程序中增加站控/西南網(wǎng)調(diào)控制切換功能，確保其在站控模式下接受電站運行人員下達調(diào)節(jié)指令，在西南網(wǎng)調(diào)控制模式下接受網(wǎng)調(diào)下達調(diào)節(jié)指令。同時，增加在西南網(wǎng)調(diào)控制模式下長時間未收到網(wǎng)調(diào)下發(fā)調(diào)節(jié)指令，電站AGC、AVC控制模式自動切換至站控，保證AGC、AVC隨時處于可控狀態(tài)。

4 結(jié)束語

溪洛渡左岸電站監(jiān)控系統(tǒng)功能優(yōu)化及應(yīng)用，使得電站由國網(wǎng)總調(diào)單一控制模式更改為可在國網(wǎng)總調(diào)、西南網(wǎng)調(diào)進行雙重控制，打通了與國網(wǎng)總調(diào)B平面調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、西南網(wǎng)調(diào)之間的通信鏈路，加強了電站與調(diào)度之間的業(yè)務(wù)聯(lián)系，提高了機組可控性、可調(diào)性。通過對監(jiān)控系統(tǒng)功能的進一步優(yōu)化，調(diào)整了監(jiān)控系統(tǒng)控制調(diào)速器的模式，初步解決了水電機組引起的電網(wǎng)超低頻振蕩問題，對其他電站有一定的借鑒推廣意義。