吳揚文

水電廠監(jiān)控系統(tǒng)整體試驗方式優(yōu)化

吳揚文

（國網(wǎng)湖南省電力公司鳳灘水電廠，湖南 沅陵 419600）

水電廠監(jiān)控系統(tǒng)整體改造后，如何有效地開展上下位機及多機組聯(lián)合調(diào)試是確保全廠監(jiān)控系統(tǒng)成功投運的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的試驗方法約束條件多、風險大，很多試驗項目由于外部條件及時間限制，往往不能徹底驗證，為后續(xù)機組投運留下了隱患。我廠在2012年遠程集控建設(shè)過程中采用建立“模擬電廠”的試驗方法，大大提高了試驗效率，降低了試驗風險，是確保我廠遠程集控監(jiān)控系統(tǒng)一次啟動的重要技術(shù)手段。

監(jiān)控系統(tǒng)；聯(lián)合調(diào)試；遠程集控；虛擬電廠

1　設(shè)備安裝及遠程集控系統(tǒng)概述

遠程集控建設(shè)是我廠十二五重點項目，包含信息通訊系統(tǒng)、遠方監(jiān)控系統(tǒng)、遠方水情水調(diào)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)4個部分組成，相關(guān)外圍改造包括沅陵調(diào)度大樓電源及光纜通道建設(shè)等。我廠遠程集控項目自2009年開始提出設(shè)想，2010年正式啟動，經(jīng)過前期調(diào)研、可行性方案制定等，2012年10月1日相關(guān)設(shè)備安裝調(diào)試工作開始進場施工，2013年2月6日，整體試驗工作完成進入試運行，2013年4月28日正式并入調(diào)度序列。其中遠方監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是我廠整個遠程集控建設(shè)中的核心項目。旨在距廠區(qū)50km的沅陵調(diào)度大樓建成一套與鳳灘電廠側(cè)系統(tǒng)完全對等，同時互為備用的監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足我廠遠程集控的基本技術(shù)要求。

我廠遠程集控計算機監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，在原有廠區(qū)11臺現(xiàn)地LCU（7臺機組現(xiàn)地LCU、110kV開關(guān)站現(xiàn)地LCU、220kV開關(guān)站現(xiàn)地LCU、老廠公用現(xiàn)地LCU、新廠公用現(xiàn)地LCU）及原有廠區(qū)上位機系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在沅陵調(diào)度樓內(nèi)新增一套完整的上位機系統(tǒng)，通過PTN及光纖直連兩個1Gb/s不同的通信通道與鳳灘廠區(qū)的監(jiān)控計算機系統(tǒng)通信，預留1Gb/sSDH通道為應(yīng)急冷備用通道，形成完整監(jiān)控網(wǎng)，控制以沅陵基地的系統(tǒng)為主，前方的系統(tǒng)備用，所有數(shù)據(jù)直采直送，網(wǎng)絡(luò)延時控制在1ms內(nèi)。沅陵集控側(cè)監(jiān)控上位機系統(tǒng)由1套數(shù)據(jù)采集服務(wù)器群、2臺操作員站、1臺工程師站、1臺培訓工作站、1臺語音報警站、1臺報表服務(wù)器、2臺遠動工作站、1臺廠內(nèi)通信工作站（用于廠內(nèi)通信）和2臺Ⅰ區(qū)核心交換機組成。集控側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)同樣采用雙冗余配置并與電廠側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在功能上完全對等且互為備用，形成一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)。

2　課題研究背景

傳統(tǒng)的試驗方法分3個步驟，首先完成集控側(cè)上位機的各數(shù)據(jù)庫、操作令、閉鎖庫及計算庫的編寫；隨即將電廠全停，將集控側(cè)與電廠側(cè)聯(lián)網(wǎng)，修改電廠側(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)庫，檢查基本切換功能、數(shù)據(jù)傳輸及閉鎖功能；然后分別在電廠側(cè)及集控側(cè)針對每臺現(xiàn)地LCU開展單獨試驗；最后結(jié)合AGC、AVC試驗對全廠現(xiàn)地LCU控制單元開展多機聯(lián)調(diào)試驗。這種試驗方法存在以下多種弊端：

（1）試驗過程中設(shè)備操作風險大，集控側(cè)在沒有開展與現(xiàn)地LCU試驗前就并入現(xiàn)有已投運監(jiān)控系統(tǒng)，未對所有操作畫面開展逐一現(xiàn)場實際核對，很有可能在調(diào)試過程中造成控制誤開出，對電廠其他非參調(diào)LCU造成巨大的運行風險；

（2）調(diào)試修改繁瑣，集控側(cè)與現(xiàn)有電廠側(cè)上位機共計20臺，兩側(cè)數(shù)據(jù)庫是否統(tǒng)一同步，決定著整個監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定，如在調(diào)試過程中需要對數(shù)據(jù)庫開展修改，勢必要對所有20臺服務(wù)器開展同步修改，工作量大且過程繁瑣，調(diào)試人員很容易出現(xiàn)疏忽，無形中又給試驗造成風險；

（3）電廠側(cè)上位機前期數(shù)據(jù)庫修改風險大，由于電廠側(cè)系統(tǒng)屬于在運系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫的前期修改工作量大、時間緊，特別是閉鎖庫的修改，對整體機組運行存在巨大的影響，如修改不正確不僅影響后續(xù)試驗，同時很有可能造成電廠側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)混亂，甚至造成電廠側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)整體崩潰。

（4）試驗過程中全停時間非常難控制，在集控側(cè)與電廠側(cè)第一次連接時，必須申請整站全停，在AGC、AVC試驗對全廠現(xiàn)地LCU控制單元開展多機聯(lián)調(diào)試驗時也必須要申請整站全停，由于存在大量的試驗項目及相應(yīng)不可預測的情況發(fā)生，整站全停的時間很難控制。

綜上所述，我廠由于現(xiàn)地控制單元多（共計11臺），包含2臺開關(guān)站現(xiàn)地監(jiān)控單元，又屬于湖南電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用的骨干電廠，不僅造成我廠單臺LCU現(xiàn)場調(diào)試時間緊張，全廠范圍內(nèi)全停聯(lián)調(diào)試驗時間受到省調(diào)的嚴格控制，同時對安全生產(chǎn)的要求非常高，不允許我廠在調(diào)試過程中出現(xiàn)任何異常及以上情況。在全停試驗時間無法控制及巨大的安全風險下，我廠調(diào)試工作非常被動。

3　試驗方法改進

為解決我廠遠程集控建設(shè)中監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試困難的局面，我廠在整體建設(shè)前就開展了專題研究，通過大量的討論分析，我廠提出“模擬電廠”的概念，即在電廠側(cè)建立一套模擬電廠上位機系統(tǒng)，將現(xiàn)有電廠側(cè)上位機平臺整體移植到模擬電廠上位機系統(tǒng)中，再搭建臨時調(diào)試網(wǎng)絡(luò)，與集控側(cè)連接，同時確保與現(xiàn)有運行系統(tǒng)的隔離。在整體試驗全部完成后再將已完成試驗的模擬電廠上位機系統(tǒng)平臺，整體搬遷回現(xiàn)有電廠側(cè)上位機系統(tǒng)，取消模擬電廠側(cè)系統(tǒng)，實現(xiàn)集控側(cè)與電廠側(cè)實際連接，最后開展驗證性試驗。

這樣不僅大大減少了試驗風險，使參調(diào)設(shè)備與運行設(shè)備獨立運行，同時可以在試驗過程中隨時停止試驗，將參調(diào)設(shè)備重新接入運行系統(tǒng)即可恢復正常運行。

試驗過程中我廠按照電廠側(cè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器FTSA和操作員站FTOPA配置2臺工作站，放在電廠側(cè)監(jiān)控機房，用來模擬電廠側(cè)的上位機系統(tǒng)。通過2臺調(diào)試用交換機接入集控側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，并通過單向104通訊的方式向?qū)嶋H電廠側(cè)進行數(shù)據(jù)傳輸，以滿足電廠側(cè)系統(tǒng)運行以及省調(diào)側(cè)遠動數(shù)據(jù)要求。

具體試驗步驟如下：

（1）在集控側(cè)基本功能及通訊系統(tǒng)試驗完成后，對模擬電廠側(cè)按照集控要求完成數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫及相關(guān)功能修改；

（2）模擬電廠側(cè)與集控側(cè)連接，數(shù)據(jù)庫同步后，完成整體數(shù)據(jù)通道檢查，切換功能試驗，時鐘同步試驗；

（3）將設(shè)備控制較少、無順控流程及無“四遙”數(shù)據(jù)的老廠公用系統(tǒng)現(xiàn)地LCU接入模擬電廠側(cè)，同時拔出老廠公用系統(tǒng)現(xiàn)地LCU所有出口繼電器，確保老廠公用現(xiàn)地LCU設(shè)備無操作功能；

（4）利用老廠公用系統(tǒng)現(xiàn)地LCU完成網(wǎng)絡(luò)檢查、試驗數(shù)據(jù)采集、下位機切換、電量核對、操作令監(jiān)視開出、雪崩及分辨率試驗；

（5）待模擬電廠側(cè)及集控側(cè)全部基本功能試驗完成后，將各現(xiàn)地LCU通過調(diào)試網(wǎng)逐臺接入模擬電廠側(cè)對所有數(shù)據(jù)庫點量核對、控制令檢查及設(shè)備傳動操作試驗，同時針對“四遙”及AGC、AVC開展單機調(diào)試；

（6）所有單機功能試驗完成后，申請2臺及3臺機組的多機調(diào)試，進一步驗證設(shè)備控制令及多機情況下AGC、AVC調(diào)節(jié)功能；

（7）申請整站全停，將模擬電廠側(cè)整體搬遷回實際電廠側(cè)，將集控側(cè)與電廠側(cè)實現(xiàn)互聯(lián)，同時驗證數(shù)據(jù)庫一致性及設(shè)備控制指令的準確性；

（8）后續(xù)整體AGC、AVC及“四遙”功能試驗。

該試驗方法較傳統(tǒng)的新系統(tǒng)直接接入的試驗方法風險小、影響小、效率高、試驗全。以本次試驗為例，若采用傳統(tǒng)調(diào)試方式，在未經(jīng)過全面隔離試驗驗證的情況下即接入實際電廠側(cè)，在整體接入調(diào)試前，至少需要兩班試驗人員并將機組停機12d（損失可調(diào)288h）才能完成，同時還無法保證試驗的完整性和設(shè)備誤動情況的發(fā)生。

而本次我廠僅每臺機停機10h、多機聯(lián)調(diào)及全停接入共計損失可調(diào)26h就完成了所有的調(diào)試項目，相比節(jié)約可調(diào)262h，同時試驗完成率達到100%，試驗過程中未出現(xiàn)設(shè)備誤動情況，調(diào)試發(fā)電并行不悖，提高效率近10倍。該試驗方法的改進是確保我廠遠程集控監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)無差錯、一次投運成功的重要技術(shù)保障。

圖1　遠方監(jiān)控系統(tǒng)隔離調(diào)試示意圖

4　“虛擬電廠”試驗方法的后續(xù)分析

通過我廠遠程集控項目監(jiān)控系統(tǒng)的順利調(diào)試完成，“虛擬電廠”及“硬隔離，全模擬”的試驗方法在我廠監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場試驗中得到了有效的驗證，可操作性及實用性都得到了充分的肯定。

該試驗方法不僅可以應(yīng)用在我廠集控項目建設(shè)中，同時對其他監(jiān)控系統(tǒng)改造、建設(shè)都提供了新型、高效、安全的試驗平臺和借鑒。該試驗方法投入少、效果明顯，解決了傳統(tǒng)方法中風險高、試驗繁瑣、時間控制難等問題，具有很好的推廣價值。為我廠未來監(jiān)控系統(tǒng)改造及兄弟單位監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)提供了很好的借鑒價值。

[1]李龍，周帆，等.湖南省電力公司電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)及設(shè)備檢修管理標準[Z].

[2]鄒桂麗，魏加富，等.湖南省電力公司水機自動狀態(tài)檢修導則[Z].

TV736

B

1672-5387（2016）08-0057-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.08.017

2016-06-29

吳揚文（1982-），男，高級工程師，從事水電廠生產(chǎn)技術(shù)管理工作。