水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)黑啟動功能探討

張蓉暉

摘 要 水電站的黑啟動主要是在全廠失壓的條件下，利用柴油發(fā)電機(jī)或者水輪發(fā)電機(jī)自啟動等方式，將發(fā)電機(jī)組逐步恢復(fù)。通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成黑啟動的功能，是水電站一種非常重要的自我恢復(fù)廠用電的方式。本文主要分析研究水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)黑啟動功能，以供參考。

關(guān)鍵詞 水電站;計(jì)算機(jī);監(jiān)控系統(tǒng);黑啟動功能

1水電站黑啟動概述

對于一般的常規(guī)水電站，黑啟動主要是在全廠失壓的條件下利用直流系統(tǒng)蓄電池提供的直流電以及相應(yīng)的輔助設(shè)備液壓系統(tǒng)存儲的液壓能量，逐步將水輪發(fā)電機(jī)組開到空轉(zhuǎn)，并且逐步帶動勵(lì)磁系統(tǒng)恢復(fù)整個(gè)廠用電。要想完成上述操作，單單通過運(yùn)行人員使用手動操作的方式，是無法在短期內(nèi)完成，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來完成一鍵黑啟動功能快速啟動，能確保電力系統(tǒng)的快速恢復(fù)[1]。

2監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)黑啟動的具體方法分析

為了保證黑啟動功能的快速實(shí)現(xiàn)，要進(jìn)行下位機(jī)PLC程序的處理和修改，為了減少原邏輯程序受到的影響，可以讓各個(gè)LCU之間添加一定的黑啟動程序，并且獨(dú)立于邏輯程序段，在不同程序段當(dāng)中實(shí)現(xiàn)，這樣可以更好的方便閱讀和處理。

機(jī)組LCU的PLC程序修改是為了讓機(jī)組從停機(jī)態(tài)到待機(jī)態(tài)的轉(zhuǎn)換加快，需要進(jìn)行流程簡化，這樣可以確保在安全的條件下快速完成機(jī)組從停機(jī)到空轉(zhuǎn)的整個(gè)流程。如果需帶主變升壓，應(yīng)先將出口斷路器進(jìn)行無壓合閘，接著下發(fā)黑啟動指令完成勵(lì)磁系統(tǒng)的帶主變升壓工作，逐步開始進(jìn)行電力系統(tǒng)的恢復(fù)。

3黑啟動流程的實(shí)現(xiàn)方法

通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來完成一鍵黑啟動的功能，如何讓各LCU之間進(jìn)行密切的配合，完成不同控制指令，是黑啟動流程控制過程中的關(guān)鍵。

在黑啟動功能實(shí)現(xiàn)過程中，一種是由上位機(jī)完成整個(gè)宏觀控制工作，保證黑啟動流程的進(jìn)行，另一種是由現(xiàn)地控制單元來控制黑啟動的流程。

3.1 上位機(jī)完成黑啟動流程的控制工作

上位機(jī)利用監(jiān)控軟系統(tǒng)進(jìn)行黑啟動流程的編寫，而后委派相關(guān)運(yùn)行人員進(jìn)行黑啟動指令的下發(fā)，這樣可以逐步利用監(jiān)控軟件自行進(jìn)行整個(gè)黑啟動的流程控制，并且分布將控制指令下發(fā)給相應(yīng)的下位LCU，通過這些指令完成對應(yīng)邏輯控制的執(zhí)行，并且注意監(jiān)控下位機(jī)LCU上傳的執(zhí)行結(jié)果和數(shù)據(jù)，以便更好地保證黑啟動流程的正確執(zhí)行。如下圖所示：

在實(shí)現(xiàn)的過程中主要包含兩個(gè)部分，一個(gè)部分為上位機(jī)控制部分，第二個(gè)部分為下位機(jī)執(zhí)行部分。上位機(jī)控制過程中，需要注意加強(qiáng)軟件編寫黑啟動流程的優(yōu)化，通過黑啟動要求的各執(zhí)行步驟分步進(jìn)行控制命令下發(fā)，并且判斷每一步執(zhí)行命令的結(jié)果是否正確，以便確定后續(xù)下發(fā)命令。下位機(jī)部分主要對黑啟動的PLC邏輯程序進(jìn)行編寫，并且依照控制指令來進(jìn)行操作，準(zhǔn)確地對控制邏輯進(jìn)行執(zhí)行，以便完成相應(yīng)的設(shè)備動作。

3.2 下位機(jī)進(jìn)行黑啟動的流程控制方法

利用下位機(jī)來完成黑啟動流程控制工作，如下圖所示，首先從人機(jī)界面下達(dá)黑啟動命令，主要輸入到公用LCU當(dāng)中，公用LCU依照黑啟動流程進(jìn)行控制邏輯的設(shè)計(jì)，并且對黑啟動的關(guān)鍵流程進(jìn)行調(diào)用和執(zhí)行，將控制令下發(fā)給機(jī)組LCU以及開關(guān)站LCU完成相應(yīng)的操作，在機(jī)組LCU和開關(guān)站LCU獲得公用LCU的控制指令之后，有針對性地進(jìn)行控制操作，并且將獲取的數(shù)據(jù)上傳給公用LCU。

在實(shí)際操作過程中，運(yùn)行的主要是下位機(jī)部分，通過公用LCU依照啟動流程、邏輯程序來逐步進(jìn)行其他LCU的控制，并且一次將指令下發(fā)，判斷指令是否已經(jīng)有效執(zhí)行，確保后續(xù)工作的展開。

3.3 兩種方法的對比分析

對兩種方法進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)方法1主要利用上位機(jī)對整個(gè)系黑啟動的流程進(jìn)行控制和監(jiān)視，需要監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有自動執(zhí)行和流程編寫的能力，而第2種方法主要利用公用LCU的邏輯程序來全方位的對黑啟動流程進(jìn)行控制。在通過比較之后可以發(fā)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間的可靠通訊是非常重要的。方法1涉及的工作量相對較小，而且更容易實(shí)現(xiàn)。方法2則需要公用LCU和其他LCU之間的有效數(shù)據(jù)通信，邏輯程序修改量相對較大，涉及工作面廣，工作量大，實(shí)現(xiàn)不易。綜合而言，使用第1種方法較為合適。

4結(jié)束語

水電機(jī)組在實(shí)際應(yīng)用的過程中具有黑啟動的功能對電站自身的安全運(yùn)行具有很大的幫助，也有利于電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)踐當(dāng)中一定要重視細(xì)節(jié)的控制，提高電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 曠熊，彭興東，張皓月，等.智能化水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)想與探討[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2018，41（7）：21-22，68.