敬海波，任澤民，李建清，陳玉林

(國電大渡河公司龔嘴水力發(fā)電總廠，四川樂山 614900)

1 概述

龔嘴水力發(fā)電總廠是隸屬于國電大渡河公司的發(fā)電企業(yè)，位于四川省樂山市境內(nèi)的大渡河下游，管理著龔嘴、銅街子兩座大型水電站，總裝機容量為1 370 MW。其中龔嘴水電站共有7臺機組，總裝機容量770 MW。銅街子水電站共有4臺機組，總裝機容量為600 MW。龔嘴水電站和銅街子水電站均由大渡河集控中心在成都進行集中監(jiān)視和控制。

銅街子水電站原上位機監(jiān)控系統(tǒng)設備型號較早，為SUN公司早期產(chǎn)品，上位機使用NariAcc系統(tǒng)，已經(jīng)運行14年之久，存在運行速度慢、硬件故障頻繁、缺陷率高、維護困難等因素，造成上送集控中心和省調(diào)通訊數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，嚴重影響省公司和大渡河集控中心對銅街子水電站設備運行狀態(tài)的掌控，不能滿足電力二次系統(tǒng)加固軟件運行需求，進而給二次安全防護帶來嚴重隱患。隨著設備更新?lián)Q代和技術(shù)改造，新改造的現(xiàn)地控制單元LCU需要將數(shù)據(jù)庫移至上位機系統(tǒng)運行，而舊上位機系統(tǒng)不滿足相關(guān)要求。華中電網(wǎng)兩個細則實施后，對電廠考核更為嚴厲，調(diào)度通訊可靠性要求更高，而原上位機監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度通訊功能已經(jīng)不能滿足實際運行需要，急需對銅街子水電站上位機監(jiān)控系統(tǒng)進行升級改造，并新增2臺四川省調(diào)調(diào)度通訊機。

2 工程概況

銅街子水電站上位機原使用NariAcc系統(tǒng)，下位機采用ABB MODCELL加AB PLC雙套冗余的模式，通過現(xiàn)地工控機實現(xiàn)上網(wǎng)，從而與上位機老系統(tǒng)運行;中期主要安排調(diào)度通訊、集控通訊測試，12F LCU改造并接入新系統(tǒng)，老系統(tǒng)LCU全部接入新系統(tǒng)動態(tài)試驗，試驗結(jié)束后新上位機系統(tǒng)正式投入運行;后期主要安排系統(tǒng)功能完善，包系統(tǒng)連接形成整個監(jiān)控系統(tǒng)。下位機共包括4臺機組LCU、1臺開關(guān)站LCU、1臺公用LCU和1臺壩區(qū)LCU。此次改造除將上位機系統(tǒng)全部改造為NC2000系統(tǒng)外，12F機組 LCU改造將同步進行。

3 技術(shù)難點

銅街子水電站原上位機使用NariAcc系統(tǒng)，屬于南瑞20世紀90年代早期開發(fā)產(chǎn)品，隨著計算機技術(shù)日新月異的發(fā)展以及廠家本身人員的更替，對原有NariAcc系統(tǒng)熟悉的技術(shù)人員極少，新老上位機系統(tǒng)實現(xiàn)無縫切換方案是本次改造的重大技術(shù)難點之一。由人員結(jié)構(gòu)、技術(shù)力量以及改造工程量所決定，現(xiàn)地控制單元改造只能逐步進行，新上位機系統(tǒng)必須同時面對新、老現(xiàn)地LCU運行。為確保改造及各現(xiàn)地LCU接入試驗順利進行，不影響集控中心和省調(diào)的實時通訊，必須保證實施方案成熟可靠、試驗切換正常。

4 實施方案

本次除上位機系統(tǒng)改造外，僅有一臺機組LCU參與改造，其它LCU在今后的一段時間內(nèi)還將繼續(xù)按原有方式運行，但最終將通過逐步改造的方式替換所有的LCU。根據(jù)檢修安排計劃和現(xiàn)場實際情況，改造分多個階段實施，按類別分為前期、中期、后期三個階段，最終完成整個監(jiān)控系統(tǒng)的改造。前期主要安排老系統(tǒng)LCU逐一接入新系統(tǒng)作相關(guān)接入試驗，在試驗完成后及時退回括調(diào)度通訊改造、集控通訊改造、AGC/AVC功能實現(xiàn)等，具體改造方案如下。

4.1 前期改造方案

首先完成銅街子水電站新上位機系統(tǒng)搭建，并用于做接入試驗。在較短的時間內(nèi)，將老系統(tǒng)內(nèi)所有LCU逐個接入新系統(tǒng)做相關(guān)試驗，試驗成功后，再恢復該LCU原有數(shù)據(jù)庫，并將其退回到老上位機系統(tǒng)運行。由于接入試驗為單臺逐一進行，因此其并不影響其他LCU在老系統(tǒng)內(nèi)的安全穩(wěn)定運行。此階段新、老系統(tǒng)并存，但新、老上位機系統(tǒng)分開獨立運行，全廠監(jiān)控任務仍由老上位機系統(tǒng)擔任，不會影響調(diào)度、集控及廠內(nèi)通訊。當6套LCU全部做完接入試驗后，驗證了新系統(tǒng)當前的數(shù)據(jù)庫和相關(guān)配置的正確性，滿足在中期改造階段將這6套LCU一次性接入新上位系統(tǒng)的要求，老上位機系統(tǒng)也做好了向新上位機系統(tǒng)一次性切換的所有準備工作。

對于前期方案，運行人員依然只面對原來的老系統(tǒng)，新系統(tǒng)僅供試驗平臺用。在整個改造過程中，調(diào)度系統(tǒng)、集控中心僅僅無法接收試驗機組的相關(guān)數(shù)據(jù)，其它LCU的數(shù)據(jù)通信依然保持暢通。前期改造階段網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 前期階段網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

前期改造階段數(shù)據(jù)流向見圖2。

4.2 中期改造方案

這一階段主要完成新、老上位機系統(tǒng)的切換工作，最終實現(xiàn)老上位機系統(tǒng)退出、新上位機系統(tǒng)全面投入運行。根據(jù)12F機組檢修計劃，該階段將分成三步完成:12F機組LCU改造并經(jīng)試驗后接入新上位機系統(tǒng);其它6臺未改造LCU一次性接入新上位機系統(tǒng);新增調(diào)度通訊機，集控通訊接入。

圖2 前期階段數(shù)據(jù)流向圖

首先，12F LCU改造后，12F改造過程相關(guān)試驗在新系統(tǒng)內(nèi)直接完成。在整個12F改造過程中，由于新、老上位機系統(tǒng)完全分開，老上位機系統(tǒng)運行正常，不影響任何與監(jiān)控上位機相關(guān)的監(jiān)視、控制和通訊功能，不會對老上位機系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)見圖3。數(shù)據(jù)流向見圖4。

圖3 中期12F改造后網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

圖4 中期12F改造后數(shù)據(jù)流向圖

12F機組LCU改造接入新系統(tǒng)后，逐步將其它6臺未改造LCU一次性接入新系統(tǒng)中。除12F以外的6套LCU仍然使用原有設備，即仍然使用工控機上網(wǎng)的方式。在這個階段，電廠需要提前向四川省調(diào)、成都集控中心提交申請，由省調(diào)批復各臺LCU連續(xù)的停電計劃，在最短的時間內(nèi)(半天內(nèi))將各個LCU依次接入新系統(tǒng)中，在這之后，老上位機系統(tǒng)徹底退出運行。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)見圖5;數(shù)據(jù)流向見圖6。

圖5 中期老系統(tǒng)接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

圖6 中期老系統(tǒng)接入后數(shù)據(jù)流向圖

最后，完成調(diào)度通訊系統(tǒng)改造和集控通訊接入。根據(jù)新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求和任務重要性，先將原來由兩臺集控通訊機完成的調(diào)度通訊任務轉(zhuǎn)移至新增的兩臺調(diào)度通訊機來完成，按計劃要求與省公司完成銅街子水電站新上位機系統(tǒng)改造后的接入工作，在保證省公司通訊正常后再完成大渡河集控中心通訊接入工作，廠內(nèi)通訊接入工作，在保證所有通訊點表完全正確、動態(tài)試驗正常后，正式將控制權(quán)限切至大渡河集控中心。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)見圖7;數(shù)據(jù)流向見圖8。

4.3 后期改造方案

老上位機系統(tǒng)退出運行，新上位機系統(tǒng)正式全面投入運行。這一階段新、老類型LCU均接入新上位機系統(tǒng)內(nèi)運行，此后改造主要針對老舊LCU更新?lián)Q代，新、老LCU在較長時間并存運行，直至所有老舊LCU全部改造完成。按計劃完善新上位機系統(tǒng)的相關(guān)功能，主要包括AGC、AVC功能等。

圖7 中期調(diào)度/集控通訊改造后網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)語

隨著上個世紀80、90年代計算機上位機監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠的大量投入使用，目前新一代計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件都得到突飛猛進的發(fā)展，而老一代的上位機監(jiān)控系統(tǒng)硬件越來越老化，軟件功能越來越跟不上時代發(fā)展，改造勢在必行。但如何實現(xiàn)新、老上位機的切換工作相對困難，筆者主要針對新、老上位機系統(tǒng)的一種成功切換方案給予了詳盡介紹，運行維護人員始終面對的是一套上位機計算監(jiān)控系統(tǒng)，使各系統(tǒng)間以及人員間能夠很好配合，從而實現(xiàn)新、老上位機系統(tǒng)順利切換。