張惠梅

（濟鋼集團(tuán)有限公司 能源動力廠，山東 濟南250101）

基于FIX平臺的電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

張惠梅

（濟鋼集團(tuán)有限公司 能源動力廠，山東 濟南250101）

濟鋼燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電工程采用了基于FIX平臺開發(fā)的電力監(jiān)控系統(tǒng)Power SCADA，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、遙控操作、數(shù)據(jù)報表生成、趨勢曲線顯示、報警管理、系統(tǒng)安全管理、調(diào)度自動化等功能。系統(tǒng)應(yīng)用后，滿足了電網(wǎng)實時監(jiān)控要求，上位機監(jiān)控畫面完備，報警功能齊全。

FIX；電力監(jiān)控系統(tǒng)；燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電

1 前言

為了更好地滿足大電網(wǎng)、大機組、高電壓的電網(wǎng)實時監(jiān)控要求，除常規(guī)遠(yuǎn)動終端、智能電度表和繼電保護(hù)裝置等智能電子設(shè)備采集電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)外，還須采用軟件對電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控。操作人員利用軟件將各二次設(shè)備采集的數(shù)據(jù)收集至監(jiān)控站，并按一定策略對電網(wǎng)進(jìn)行控制。由于電力系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集的實時性和控制的可靠性要求較高，對軟件也有相應(yīng)要求。為此，濟鋼燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電工程采用了基于FIX平臺開發(fā)的電力監(jiān)控系統(tǒng)Power SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）。

2 監(jiān)控系統(tǒng)組成

FIX工控組態(tài)軟件是由美國Intellution公司開發(fā)的基于Windows 95&NT的大型應(yīng)用軟件，集控制技術(shù)、人機界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，包含動態(tài)顯示、報警、趨勢、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件，通過I/O驅(qū)動器的軟件接口同現(xiàn)場已存在的I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，支持通用和特殊的I/O設(shè)備。

Power SCADA是采用保護(hù)測控裝置和智能電力監(jiān)測儀表作為基本系統(tǒng)單元的變電站綜合自動化系統(tǒng)，其各單元相對獨立，以間隔為對象，按回路體現(xiàn)功能，是真正面向?qū)ο蟮耐耆稚?、分布式的模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。局部和單裝置故障不影響整個系統(tǒng)運行。每臺裝置和儀表均具有通訊接口，通過站內(nèi)通訊網(wǎng)與后臺監(jiān)控主機通訊。后臺監(jiān)控計算機將所有收集到的實時信息進(jìn)行分類儲存和管理，每臺電氣設(shè)備的控制操作可以在后臺監(jiān)控主機進(jìn)行，也可就地完成。同時，系統(tǒng)可實現(xiàn)與遠(yuǎn)方調(diào)度、控制中心的通訊，將采集到的站內(nèi)信息遠(yuǎn)傳至調(diào)度、控制中心，并接收其下達(dá)的各項控制命令，實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控，適用于無人值班的變電站。

濟鋼燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電工程發(fā)電機組、變壓器、電抗器及110 kV升壓站均有微機綜合保護(hù)裝置，裝置之間通過ACE949-2通訊模塊及電纜組成5個區(qū)域子網(wǎng)，并作為子站與上位機（主站）通過Modbus進(jìn)行通訊。計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置選用了具有較高的可靠性和易維護(hù)性的設(shè)備。根據(jù)上位機監(jiān)控系統(tǒng)的需求，西門子工控機配置如下：PⅢ/1G/40G/256 M，50CD-ROM，網(wǎng)卡 10/100 M，Windows2000，音箱，EPSON1600K打印機等。

3 系統(tǒng)功能

3.1 數(shù)據(jù)采集

濟鋼能源動力廠4臺機組電氣系統(tǒng)的模擬量、開關(guān)位置、控制命令、保護(hù)信號等數(shù)據(jù)均通過保護(hù)裝置采集得到，經(jīng)由MOXA多串口卡進(jìn)入上位機，采集了廠、站的遙信、遙測量。

3.2 遙控操作

根據(jù)操作權(quán)限的不同，后臺計算機設(shè)置了操作員級和工程師級兩級密碼。電氣操作人員可以通過后臺計算機畫面輸入密碼，在畫面上操作分、合斷路器，隔離開關(guān)，投入、退出同期裝置，對開關(guān)動作信號進(jìn)行復(fù)位等。為杜絕誤操作，操作指令輸入電腦后，程序首先對開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行校驗并返回結(jié)果顯示在電腦畫面上，校驗成功后程序再次提示操作任務(wù)內(nèi)容，操作員確認(rèn)無誤后點擊“確認(rèn)”鍵，程序執(zhí)行操作任務(wù)，開關(guān)狀態(tài)顯示變位，完成操作。

3.3 數(shù)據(jù)報表生成

利用動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)和歷史數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)把FIX的開放式結(jié)構(gòu)和Microsoft Excel強大的報表功能結(jié)合起來，形成了格式靈活、界面美觀的報表。操作人員可以根據(jù)調(diào)度和計量部門的需要，每天輸出電壓、電流、電量、功率日報表和電量峰、平、谷報表。

3.4 趨勢曲線顯示

趨勢曲線用來顯示各模擬量值的變化趨勢，通過趨勢圖可以看出有功功率和無功功率等的變化情況，從而預(yù)測發(fā)電機的運行效率等。利用FIX的歷史數(shù)據(jù)顯示功能，技術(shù)人員可查看各遙測量的實時值、歷史數(shù)據(jù)值、統(tǒng)計值，分析發(fā)電機的運行狀況；可對曲線進(jìn)行放大、縮小、打印，分析特殊狀況下電壓、電流、功率等的變化趨勢，為查找故障提供技術(shù)依據(jù)。

3.5 報警管理

在出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)提醒操作人員并顯示故障信息，本系統(tǒng)直接利用FIX的報警功能，實現(xiàn)現(xiàn)場報警及各種應(yīng)用報警。利用FIX的報警功能可實現(xiàn)報警處理。發(fā)生事故時，在集控站中產(chǎn)生事故總信號，監(jiān)控計算機顯示器自動推出報警主畫面，同時音箱中發(fā)出報警聲，持續(xù)30 s。另外，計算機還記載了能源動力廠4臺機組電氣系統(tǒng)所有遙信變位信號及精確的變位時間，對相應(yīng)的斷路器、小車、接地刀閘的跳變進(jìn)行閃爍報警，主要遙測量越限由黑變紅，直到操作人員確認(rèn)。

3.6 系統(tǒng)安全管理

為了保證正常生產(chǎn)監(jiān)控的需要，防止誤操作造成生產(chǎn)停滯和大的經(jīng)濟損失，要明確操作人員的職責(zé)范圍，同時兼顧軟件本身的安全性，防止操作人員誤修改源程序。對于操作人員的職責(zé)范圍，本廠在設(shè)計監(jiān)控程序的時候分配了兩級權(quán)限給不同的操作者，保證各級控制命令的準(zhǔn)確發(fā)送。操作人員權(quán)限低，只能進(jìn)行后臺畫面操作；工程師權(quán)限高，可以登錄修改源程序。

3.7 自動職責(zé)劃分及操作記載

利用FIX的安全系統(tǒng)可實現(xiàn)自動職責(zé)分工條例中規(guī)定的各種職責(zé)權(quán)限，利用FIX的命令語言可編程實現(xiàn)自動操作記載。根據(jù)操作人員登錄及操作過程中輸入的姓名、口令，自動記錄本廠操作人員登錄情況及每一步遙控操作的操作人員姓名、操作時間、操作內(nèi)容及操作人員性質(zhì)，實現(xiàn)責(zé)任追溯。

3.8 時鐘設(shè)置及同步

為了在事故狀態(tài)下便于系統(tǒng)分析及故障錄波之用，防止時鐘錯亂，利用上位機周期性定期輸出同步脈沖，對Sepam 1000+系列微機保護(hù)裝置進(jìn)行時鐘強制對時及同步功能。

3.9 調(diào)度自動化

利用能源中心調(diào)度已建設(shè)好的電力數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，通過現(xiàn)場逐點調(diào)試驗證，調(diào)度端直接使用支持TCP/IP的協(xié)議驅(qū)動程序，通過電力數(shù)據(jù)交換網(wǎng)與調(diào)度端的RTU通信，應(yīng)用FIX的圖形、報表、報警、安全等功能，在能源中心調(diào)度后臺實現(xiàn)調(diào)度的各項操作要求。在這種方式下，通信的速度也得到了較大提高。

4 結(jié)語

監(jiān)控系統(tǒng)自投用以來，運行安全可靠，數(shù)據(jù)反映準(zhǔn)確，系統(tǒng)功能齊全，操作方便快捷。1）上位機監(jiān)控畫面完備，利用靜態(tài)、動態(tài)圖形，結(jié)合動態(tài)文本使畫面更清晰美觀，直觀地對機組情況進(jìn)行了監(jiān)視。2）報警功能齊備，處理能力強，方便了報警處理和故障分析。3）監(jiān)控系統(tǒng)能反映模擬量趨勢圖，可以方便地重現(xiàn)被檢測量過程數(shù)據(jù)的過去和現(xiàn)在。4）使用靈活的報表在實際運行中更體現(xiàn)了其優(yōu)越性，提供了調(diào)整生產(chǎn)的重要依據(jù)。

Application of Power Monitoring System Based on FIX Platform

ZHANG Hui-mei
（The Energy Sources and Power Plant of Jinan Iron and Steel Group Corporation,Jinan 250101,China）

The project of gas-vapor combined cycle power generation in Jinan Steel adopted the power SCADA monitoring system based on FIX platform.This system has many functions such as data collection,remote control,data report generation,trend curve display,alarm management,system safety management and dispatching automation.After application,it met the needs of real time monitoring for the power network,the host computer had self-contained monitoring picture and complete alarm functions.

federal information exchange;power monitoring system;gas-vapor combing cycle power generation

TM732

B

1004-4620（2010）04-0061-02

2010-03-01

張惠梅，女，1979年生，2003年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)?，F(xiàn)為濟鋼能源動力廠助理工程師，從事電氣設(shè)備管理工作。