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        銅街子水電站上位機監(jiān)控系統(tǒng)改造方案探討

        2012-09-11 03:46:26敬海波任澤民李建清陳玉林
        四川水力發(fā)電 2012年6期
        關(guān)鍵詞:機系統(tǒng)數(shù)據(jù)流上位

        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。

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