林思攀

(泉州市龍門灘引水工程管理處，福建泉州 362500)

龍門灘引水工程位于福建省德化縣境內(nèi)，以梯級(jí)形式開(kāi)發(fā)大樟溪流域，兩級(jí)水電站4臺(tái)機(jī)組的總裝機(jī)容量為50.8MW。所開(kāi)發(fā)的龍門灘水電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用全分布開(kāi)放式模塊化冗余結(jié)構(gòu)，由德化城關(guān)梯級(jí)調(diào)度層、兩級(jí)電站控制層、現(xiàn)場(chǎng)LCU控制層組成，利用微機(jī)設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)用軟件把管理控制系統(tǒng)與操作人員有機(jī)結(jié)合起來(lái)，對(duì)兩級(jí)電站和水庫(kù)大壩的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行監(jiān)視控制，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)管理控制向微機(jī)自動(dòng)化控制的轉(zhuǎn)變。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)符合技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，但隨著計(jì)算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展以及電站監(jiān)控量不斷增加，監(jiān)控系統(tǒng)也暴露一些問(wèn)題:①受當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)限制，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性較差;②隨著上送電氣量和非電氣量等被控參數(shù)不斷增加，系統(tǒng)容量明顯不足;③系統(tǒng)設(shè)備的備品備件短缺，操作維護(hù)不方便。為此，管理處經(jīng)過(guò)充分論證，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施了升級(jí)改造。

1 監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造

1.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改造

原系統(tǒng)電站中控層與各現(xiàn)地LCU控制級(jí)之間的連接方式采用S8000－E 10M光纖環(huán)形冗余網(wǎng)，電站中控層和城關(guān)控制中心層通過(guò)一級(jí)電站和二級(jí)電站的CSS－F－S網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)通信連接，大壩LCU控制層通過(guò)電話線、調(diào)制解調(diào)器送至一級(jí)電站中控層，再通過(guò)一級(jí)電站CSS－F－S網(wǎng)關(guān)與城關(guān)控制中心實(shí)現(xiàn)通信連接。改造合理有效地利用先進(jìn)的光纖通訊技術(shù)，將一級(jí)電站、二級(jí)電站中控層與各現(xiàn)地LCU控制級(jí)之間各自組成多模的S8000－E 100M光纖冗余網(wǎng)，再將城關(guān)控制中心、大壩、一級(jí)電站、二級(jí)電站由單模100M光纖冗余網(wǎng)聯(lián)為一個(gè)系統(tǒng)。改造后的主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1～3所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2 遠(yuǎn)方調(diào)度中心層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 一級(jí)電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 硬件改造

監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)由原SUN工作站改為戴爾常規(guī)工作站、臺(tái)式機(jī)和優(yōu)派顯示器，下位機(jī)CPU從351升級(jí)為364，PLC從通過(guò)工控機(jī)上網(wǎng)升級(jí)為直接上網(wǎng)。改造后的主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 改造后監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備參數(shù)

1.3 軟件改造

上位機(jī)的應(yīng)用軟件CENTRALOG結(jié)構(gòu)從基于UNIX操作系統(tǒng)改造為基于WINDOWS操作系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)從C10升級(jí)為C30。下位機(jī)的PLC編程軟件從P8改為P80，操作界面采用基于WINDOWS操作系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用Alspa 320的CENTRALOG 30。

2 系統(tǒng)功能配置

通過(guò)對(duì)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造，主要實(shí)現(xiàn)梯級(jí)調(diào)度控制、電廠控制和現(xiàn)地控制三項(xiàng)功能，并通過(guò)工作站軟開(kāi)關(guān)或現(xiàn)地LCU柜上操作面板開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)功能切換。

2.1 梯級(jí)調(diào)度控制

梯級(jí)調(diào)度控制的主要功能是對(duì)所監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制與調(diào)節(jié)、安全監(jiān)視與事件報(bào)警、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)與生產(chǎn)管理、以及系統(tǒng)異常監(jiān)視等。該層控制主要是為調(diào)度中心提供現(xiàn)場(chǎng)信息，為調(diào)度決策提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。例如一級(jí)電站1號(hào)機(jī)組遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)并網(wǎng)控制，首先操作人員通過(guò)人機(jī)界面顯示的開(kāi)機(jī)流程圖，判斷并確認(rèn)機(jī)組出口開(kāi)關(guān)已分、機(jī)組無(wú)事故、機(jī)組無(wú)緊急事故、制動(dòng)閘已投入、事故電磁閥已復(fù)位、調(diào)速器在自動(dòng)位置、機(jī)組接力器鎖錠拔出等開(kāi)機(jī)條件，然后點(diǎn)按界面“發(fā)電運(yùn)行”控制鍵，機(jī)組立即按照已設(shè)程序自動(dòng)啟動(dòng)并網(wǎng)發(fā)電，整個(gè)開(kāi)機(jī)并網(wǎng)操作時(shí)間不超過(guò)3min即可完成。

2.2 電廠控制

電廠控制是在特殊情況下由電站中控室對(duì)電廠進(jìn)行控制，其主要功能與梯級(jí)調(diào)度控制相似。該層控制主要為值班人員提供現(xiàn)場(chǎng)信息，在機(jī)組出現(xiàn)故障而遠(yuǎn)程控制層因某種原因而未發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，值班人員向遠(yuǎn)程控制層發(fā)出故障報(bào)告，緊急情況下可以直接在中控室下達(dá)停機(jī)指令。例如二級(jí)電站2號(hào)機(jī)組緊急停機(jī)控制，由于梯調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)故障，同時(shí)機(jī)組出現(xiàn)故障而必須立即停機(jī)時(shí)，可由現(xiàn)場(chǎng)中控室操作人員直接點(diǎn)按“緊急停機(jī)”控制鍵，機(jī)組立即按照已設(shè)程序從發(fā)電狀態(tài)自動(dòng)跳出口開(kāi)關(guān)、聯(lián)停勵(lì)磁和關(guān)閉調(diào)速器，從而自動(dòng)轉(zhuǎn)入停機(jī)狀態(tài)，確保機(jī)組安全。

2.3 現(xiàn)地控制

現(xiàn)地控制的主要功能是對(duì)所監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行信息量采集與處理，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制和功率調(diào)節(jié)等。該層控制是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接口，可以作為電站設(shè)備的獨(dú)立監(jiān)控裝置運(yùn)行，主要是在設(shè)備檢修維護(hù)或者系統(tǒng)調(diào)試時(shí)所采用的控制方式。

3 結(jié)語(yǔ)

改造后的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)很好地解決了原系統(tǒng)存在的問(wèn)題，運(yùn)行中的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范;系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、可靠性得到進(jìn)一步提高，操作與維護(hù)更加簡(jiǎn)單便捷，從而保障了整個(gè)梯級(jí)電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2]金衛(wèi)國(guó).水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用與發(fā)展［C］//全國(guó)發(fā)電信息化技術(shù)研討會(huì)論文集，2004.

［3]崔明.變電站與水電站綜合自動(dòng)化［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2005.