嚴(yán)映峰，黃天文，邱 華

(國電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川漢源 610041)

0 引言

瀑布溝水電站位于雅安市漢源縣境內(nèi)的大渡河干流，裝有6臺容量600 MW的特大型機組，作為四川電網(wǎng)內(nèi)主力調(diào)頻調(diào)峰水電站，四川電網(wǎng)對瀑布溝電站檢修的時間要求更加嚴(yán)格，客觀上要求設(shè)備檢修前精確定位需檢修的設(shè)備、明確故障原因，針對性在檢修中予以解決。同時，瀑布溝水電站將建成“無人值班(少人值守)”電站，客觀上要求運行維護人員不在電站也能及時掌握電站運行情況和需要關(guān)注薄弱點，而SMA2000狀態(tài)分析系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡(luò)，將采集到的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果直接放置到開放式的網(wǎng)絡(luò)上，提供給不同地點但網(wǎng)絡(luò)互通的用戶。瀑布溝水電站SMA2000狀態(tài)分析系統(tǒng)以中水科H9000 V4.0為基礎(chǔ)，使用Oracle數(shù)據(jù)庫，采集電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，并進行在線監(jiān)測、事故追憶、故障診斷、專家指導(dǎo)等工作，特別是在H9000逐步弱化事故追憶和歷史趨勢分析功能后，SMA2000的事故追憶和趨勢分析就顯得更加不可或缺。

1 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)的設(shè)計方案

1.1 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)的設(shè)計原則

1)先進性:硬件設(shè)備的配置和設(shè)備選型代表當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展的國內(nèi)外先進水平，保證在一定使用期內(nèi)設(shè)備型號性能等均不落后。

2)開放性:采用標(biāo)準(zhǔn)化及開放的硬件及軟件產(chǎn)品，可跨平臺運行。

3)實用性:功能完善，操作維護方便，豐富的診斷分析手段。此外，系統(tǒng)還可以作為實驗平臺進行各種實驗研究，且有較詳細(xì)的使用操作和維護說明。

4)可擴展性:數(shù)據(jù)信息可按批次接入，系統(tǒng)容量可擴展。

1.2 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)的設(shè)計方案

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)及硬件設(shè)計方案

1)SMA2000是面向網(wǎng)絡(luò)的分布開放系統(tǒng)，瀑布溝系統(tǒng)由1臺服務(wù)器構(gòu)成，接入已有的開放的以太網(wǎng)。系統(tǒng)設(shè)置下列服務(wù)器:數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，WEB發(fā)布服務(wù)器，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，數(shù)據(jù)分析服務(wù)器等。系統(tǒng)對外通訊連接配置必要的安全隔離設(shè)備。

圖1 瀑布溝狀態(tài)分析系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)示意圖

2)如圖1，利用已有的生產(chǎn)現(xiàn)場計算機監(jiān)控系統(tǒng)至生活區(qū)間的仿真系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，將瀑布溝生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)傳送至仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。狀態(tài)分析系統(tǒng)應(yīng)用程序服務(wù)器再從仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取歷史數(shù)據(jù)進行分析。

3)采用此種設(shè)計，還將WEB發(fā)布服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器均合并到一臺WEB發(fā)布服務(wù)器上，達到了資源最佳共享。

4)深溪溝水電站作為瀑布溝水電站反調(diào)節(jié)電站，其計算機監(jiān)控系統(tǒng)與瀑布溝計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過縱向加密認(rèn)證裝置互連，通過該互連網(wǎng)絡(luò)，將深溪溝設(shè)備狀態(tài)信息送至狀態(tài)分析系統(tǒng)，在圖1基礎(chǔ)上增加對深溪溝數(shù)據(jù)的分析，形成如圖2的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2 瀑布溝狀態(tài)分析系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)示意圖

5)瀑布溝計算機監(jiān)控系統(tǒng)在深溪溝電站設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給狀態(tài)分析系統(tǒng)使用后，將導(dǎo)致瀑布溝計算機監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、畫面、內(nèi)存、CPU等占用加大，故在瀑布溝計算機監(jiān)控系統(tǒng)中深溪溝數(shù)據(jù)不進行歷史存儲，歷史存儲功能分別放在深溪溝電站現(xiàn)場和仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，大大地減輕了瀑布溝計算機監(jiān)控系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

1.2.2 瀑布溝狀態(tài)分析系統(tǒng)軟件方案

1)后臺處理軟件。如數(shù)據(jù)采集和報警自動生成及處理軟件，數(shù)據(jù)查詢服務(wù)軟件，WEB服務(wù)分析子系統(tǒng)，自動報警郵件系統(tǒng)等。

2)人機交互界面。包括用戶管理子系統(tǒng)，趨勢分析子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)選擇子系統(tǒng)，圖形生成與導(dǎo)出子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)報表子系統(tǒng)，系統(tǒng)功能子系統(tǒng)，功能設(shè)置子系統(tǒng)，報警子系統(tǒng)，等，供用戶各種需求。

2 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

2.1 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與分析內(nèi)容

1)瀑布溝電站已有較為完整的設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)來負(fù)責(zé)主機、主變、開關(guān)站設(shè)備的在線監(jiān)測任務(wù)。SMA2000主要負(fù)責(zé)包括主輔設(shè)備啟停情況，開關(guān)動作情況，油位、水位、氣壓、機組等各部溫度等模擬量趨勢，設(shè)備故障告警及在線監(jiān)測系統(tǒng)報警等信息的采集。

2)直接數(shù)據(jù)源為瀑布溝計算機監(jiān)控系統(tǒng)，只要計算機監(jiān)控系統(tǒng)能采集到的數(shù)據(jù)，狀態(tài)分析系統(tǒng)均能進行采集。

2.2 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方式

1)模擬量數(shù)據(jù)特征值分析，通過分析模擬量最大值、最小值、平均值等，來表現(xiàn)數(shù)據(jù)變化特征，并采用表格、圖形等直觀方式表現(xiàn)出來，十分方便數(shù)據(jù)趨勢分析，對時間精確度要求不高的數(shù)據(jù)分析效果尤其好。

如想要了解6F機組水機屏上導(dǎo)7號點某時間段瓦溫變化趨勢，只需選取該點在需要掉看的起始時間節(jié)點間的平均值，趨勢十分明顯。用戶可以方便選取、方便調(diào)看，還有各種圖表供導(dǎo)入導(dǎo)出，大大豐富了觀察手段。

2)比較分析。譬如，有橫向?qū)Ρ群涂v向?qū)Ρ鹊榷喾N對比手段。如想了解6F機組水機屏上到7號點在某時間段內(nèi)是否合格，可以將水機屏7號點與本地屏7號點對比，也可將之與其它機組相同位置測溫點進行對比，也可以與本機組該部軸承其它測溫點平均值對比、還可以與該點前段時間的值對比等等，使用者可以任意配置對比參數(shù)，以獲得詳盡的結(jié)論。

3)關(guān)聯(lián)分析。譬如，在分析機組瓦溫時，與機組振擺、軸電流大小、壓力脈動、機組負(fù)荷同時分析，以獲得機組一個綜合性的分析結(jié)果，振擺過大必然導(dǎo)致軸電流過大和瓦溫高。軸電流過大必然會更進一步損壞推力瓦等，關(guān)聯(lián)項可由使用者方便設(shè)置。

4)局部放大，整體縮小分析，參照物平移分析。在對數(shù)據(jù)進行分析處理時，可以認(rèn)為放大部分需要關(guān)系的數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)，可以調(diào)整各數(shù)據(jù)圖表顯示的上下限制值，以方便使用人員獲得最佳觀察和分析數(shù)據(jù)的視角。

5)模擬曲線功能。譬如要分析母線電壓是否合格，可以根據(jù)一定的設(shè)置，模擬電壓曲線限制值，對比實際值是否在模擬的限制曲線范圍內(nèi)。

6)統(tǒng)計分析功能。對告警頻率、越限次數(shù)等進行統(tǒng)計，已獲得一定的趨勢，依此趨勢判定設(shè)備是否異常。

3 瀑布溝水電站SMA2000系統(tǒng)其它應(yīng)用

3.1 備用歷史庫功能

瀑布溝水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)點多，數(shù)據(jù)量大，在設(shè)計初期，按照所分鐘級數(shù)據(jù)存儲1 a，秒級數(shù)據(jù)3個月規(guī)劃的歷史庫，但在后期電站數(shù)據(jù)采集范圍擴大，特別是新增有關(guān)AGC、AVC等需要大量存儲秒級數(shù)據(jù)逐步補充后，當(dāng)前分鐘級數(shù)據(jù)勉強維持1年，秒級數(shù)據(jù)只能保存10多天，造成歷史庫負(fù)擔(dān)極為重。在趨勢分析系統(tǒng)接入后，其可代替監(jiān)控系統(tǒng)存儲大量諸如振擺報警、開關(guān)電流等不涉及影響設(shè)備安全穩(wěn)定地次重要數(shù)據(jù)，降低監(jiān)控系統(tǒng)歷史庫工作負(fù)擔(dān)。

3.2 事故追憶功能

瀑布溝水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機H9000的事故追憶功能使用不便，在SMA2000投運后，由于直接與電廠辦公網(wǎng)絡(luò)互連，電廠員工可就地獲取事故發(fā)生時的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進行追憶分析。

3.3 實時趨勢監(jiān)視功能

瀑布溝水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機H9000的數(shù)據(jù)實時趨勢監(jiān)視功能較為粗糙，顯示范圍顯示框均不能調(diào)整，相關(guān)表格不能自動生成文件或圖表。在SMA2000投運后，可在該系統(tǒng)上自動生成相關(guān)圖表。

4 結(jié)語

瀑布溝水電站SMA2000狀態(tài)分析系統(tǒng)即既可安裝客戶端訪問，也可直接訪問，充分融合了B/S和C/S兩種模式的特點，解決了原有的H9000系統(tǒng)難以解決的問題，方便了瀑布溝電廠對設(shè)備狀態(tài)的分析，基本滿足了瀑布溝水電廠數(shù)據(jù)分析工作的需求。自投運以來，有力地支持了瀑布溝電站的數(shù)據(jù)分析工作，減輕了運行人員的工作強度，取得了一定的經(jīng)濟和社會效益，對其他電廠有一定的借鑒意義。

［1］Simon Robinson ollie Comes［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002.

［2］袁衛(wèi).統(tǒng)計學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2000.