翁雨艷

摘 要：文章介紹了國(guó)網(wǎng)福建水口集團(tuán)公司集控中心為監(jiān)測(cè)所屬各子電站機(jī)組狀態(tài)而開(kāi)發(fā)的人機(jī)界面的應(yīng)用。電站側(cè)數(shù)據(jù)傳至集控中心側(cè)二區(qū)服務(wù)器進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)將數(shù)據(jù)向三區(qū)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，三區(qū)服務(wù)器與辦公網(wǎng)絡(luò)連接，使各類(lèi)技術(shù)人員可以根據(jù)自己的需求隨時(shí)隨地掌握各電站機(jī)組的運(yùn)行狀況。供同類(lèi)工程參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)；人機(jī)界面；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；三區(qū)服務(wù)器

2015年6月，國(guó)網(wǎng)福建水口集團(tuán)公司集控中心正式投入運(yùn)行。水口集控中心功能定位是所屬各水電站控制和調(diào)節(jié)功能的延伸和集中，也就是將水口、嵩灘埔、水東、雍口、街面“兩江五站”共17臺(tái)機(jī)組和4座水庫(kù)全部納入統(tǒng)一監(jiān)控。

基于上述情況，我們選擇了GMH550-P-RAC系統(tǒng)軟件對(duì)各電站的機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析診斷。此軟件是專(zhuān)門(mén)為水力發(fā)電機(jī)組集控中心監(jiān)測(cè)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的一套可遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)電站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行情況，同時(shí)對(duì)機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行分析診斷的軟件平臺(tái)系統(tǒng)。該軟件通過(guò)匯總各不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間的各類(lèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)光纜等方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊刂行姆?wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總儲(chǔ)存、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析診斷。并且可以通過(guò)集控專(zhuān)用工作站、電站內(nèi)網(wǎng)已安裝客戶端軟件的電腦上直接進(jìn)行訪問(wèn)。

各類(lèi)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際工作情況隨時(shí)隨地及時(shí)、直觀地對(duì)各子電站機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)情況有所掌握。

1 系統(tǒng)布置

1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括：主/備歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、主/備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)服務(wù)器、主/備隔離裝置、主/備WEB服務(wù)器、主/備通信服務(wù)器、主/備數(shù)據(jù)服務(wù)器、交換機(jī)、集控中心工作中、各電站側(cè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

1.2 通信協(xié)議及數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則

在系統(tǒng)內(nèi)各電站上位機(jī)服務(wù)器與集控中心通信服務(wù)器之間的通信采用TCP/IP協(xié)議通信，各電站的通信服務(wù)器采用雙網(wǎng)口（不在同一網(wǎng)段）。

國(guó)網(wǎng)水口集團(tuán)公司電站的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用的是主網(wǎng)絡(luò)與備網(wǎng)絡(luò)雙通道傳輸系統(tǒng)，將各電站機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳至集控中心側(cè)二區(qū)服務(wù)器進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)將數(shù)據(jù)向三區(qū)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，三區(qū)服務(wù)器與水口辦公網(wǎng)絡(luò)連接，終端用戶可通過(guò)辦公網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何已安裝客戶端GMH550-P-RAC系統(tǒng)軟件對(duì)機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析。

水口集控中心平臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則如下：主、備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則相同（見(jiàn)圖1）。

機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共儲(chǔ)存3份，分別在電站側(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，集控中心側(cè)二區(qū)數(shù)據(jù)服務(wù)器，集控中心側(cè)三區(qū)Web服務(wù)器；主、備網(wǎng)絡(luò)共有6份數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，保證中間任意一臺(tái)服務(wù)器在故障的情況下數(shù)據(jù)不會(huì)丟失并可以斷點(diǎn)續(xù)傳[1]。

2 機(jī)組監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)信息

機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)以下監(jiān)測(cè)內(nèi)容的綜合分析診斷：發(fā)電機(jī)組振動(dòng)、擺度、壓力脈動(dòng)監(jiān)測(cè)；發(fā)電機(jī)空氣間隙、磁通量監(jiān)測(cè)；轉(zhuǎn)輪空化噪聲（汽蝕）監(jiān)測(cè)；發(fā)電機(jī)定子線棒振動(dòng)監(jiān)測(cè)；發(fā)電機(jī)局部放電監(jiān)測(cè)；變壓器油中氣體含量監(jiān)測(cè)；變壓器套管介質(zhì)損失監(jiān)測(cè)；油壓裝置監(jiān)測(cè)；低壓、高壓空氣壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)；調(diào)速器狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

3 人機(jī)界面

本系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)遵從了自動(dòng)化、智能化和針對(duì)不同使用人員設(shè)計(jì)不同層次功能的原則，實(shí)現(xiàn)功能的實(shí)用化、易用性和靈活性、豐富性、使用復(fù)雜性、專(zhuān)業(yè)性之間的平衡。

各類(lèi)技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際工作情況，連入集控中心的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)，既可以通過(guò)電廠狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷，也可以直接訪問(wèn)集控中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和診斷[2]。

3.1 監(jiān)測(cè)畫(huà)面

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供豐富直觀的、可組態(tài)的多個(gè)監(jiān)測(cè)畫(huà)面，從不同的角度、分層次展現(xiàn)機(jī)組的狀態(tài)信息。監(jiān)測(cè)畫(huà)面中將各種監(jiān)測(cè)狀態(tài)以圖表、圖形、數(shù)據(jù)等形式展示出來(lái)。

監(jiān)測(cè)畫(huà)面中可展示的內(nèi)容包括：（1）機(jī)組。穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、氣隙監(jiān)測(cè)、電氣參數(shù)監(jiān)測(cè)。（2）升壓站。主變出線、主變聯(lián)合出線、主變監(jiān)測(cè)。（3）開(kāi)關(guān)站。母線監(jiān)測(cè)、水聯(lián)監(jiān)測(cè)、水閩監(jiān)測(cè)等。（4）輔機(jī)。機(jī)組輔機(jī)狀態(tài)、公用輔機(jī)狀態(tài)。

3.2 數(shù)據(jù)查看功能

人機(jī)界面的開(kāi)發(fā)主要就是方便各類(lèi)人員根據(jù)各自的需求在不同的地點(diǎn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)收集分析等功能。

在本體系結(jié)構(gòu)下，每個(gè)電站的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自成體系，可獨(dú)立運(yùn)行，便于系統(tǒng)調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)工程師應(yīng)用。無(wú)論在電站還是辦公大樓區(qū)域，通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器與管理信息系統(tǒng)（Management Information System，MIS）或計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)相連，可以充分利用MIS網(wǎng)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析和診斷。

打開(kāi)軟件，登錄后，可以看到功能區(qū)里包括了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)分析、子站狀態(tài)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)狀態(tài)報(bào)告、系統(tǒng)維護(hù)這5個(gè)功能。各類(lèi)人員可以從這5個(gè)功能中，進(jìn)行自己需要的操作。

（1）集控運(yùn)行人員。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能：對(duì)5個(gè)電站的機(jī)組狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

趨勢(shì)分析功能：可以選擇任意的時(shí)間段進(jìn)行趨勢(shì)分析，包括機(jī)組擺度趨勢(shì)、溫度趨勢(shì)、氣隙趨勢(shì)等，以便于運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組缺陷。

（2）系統(tǒng)維護(hù)人員。

子站狀態(tài)監(jiān)測(cè)：選中“機(jī)組→運(yùn)行穩(wěn)定性→水平振動(dòng)統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)報(bào)告”，再選擇時(shí)間，便可自動(dòng)生成診斷報(bào)告。

統(tǒng)計(jì)狀態(tài)報(bào)告：可生成各電站機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告、各電站預(yù)報(bào)警狀態(tài)報(bào)告等。

系統(tǒng)維護(hù)：新建、刪除、修改用戶及密碼等。

（3）專(zhuān)責(zé)及其他技術(shù)人員：可通過(guò)辦公電腦安裝客戶端使用這5個(gè)功能。

3.3 人機(jī)界面實(shí)用性

該系統(tǒng)人機(jī)界面的實(shí)用性主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一化和分析診斷功能。

數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一化：每個(gè)電站的所有主設(shè)備、輔助設(shè)備的監(jiān)測(cè)內(nèi)容被傳送到集控中心的同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中集中統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理。這樣，在各個(gè)電站側(cè)都可以調(diào)用集控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其他各個(gè)電站機(jī)組狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)查看。

分析診斷功能：該功能主要面向分析中心的運(yùn)行人員和專(zhuān)業(yè)檢修人員，以自動(dòng)生成的分析診斷報(bào)告的形式提供實(shí)用化的分析診斷。具備以下特點(diǎn)：

（1）易于操作?！耙绘I完成”式的軟件操作，省去了進(jìn)行設(shè)置、選擇數(shù)據(jù)等繁雜的操作。

（2）數(shù)據(jù)選擇、計(jì)算、判定過(guò)程自動(dòng)化。根據(jù)故障或缺陷模型計(jì)算的過(guò)程、分析推理、判定的過(guò)程由計(jì)算機(jī)完成，無(wú)需操作人員中間交互操作。

（3）報(bào)告中提供明確的分析診斷結(jié)論和可能的檢修建議。

（4）以報(bào)告的形式輸出到用戶界面，而且報(bào)告可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換為Word等格式。

3.4 報(bào)警功能

當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)值越限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄越限報(bào)警前后各若干分鐘的原始數(shù)據(jù)，并記錄報(bào)警事件，同時(shí)還會(huì)在監(jiān)測(cè)畫(huà)面上以醒目的方式進(jìn)行提示。此記錄能在事件日志中瀏覽查詢和分析，并且推送和發(fā)布到所有運(yùn)行中的監(jiān)測(cè)客戶端，Web服務(wù)器的客戶端會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，提醒運(yùn)行人員或?qū)I(yè)檢修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并及時(shí)處理。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)網(wǎng)福建水口集團(tuán)機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)集控平臺(tái)，主要是將水口集團(tuán)下5個(gè)電站各臺(tái)機(jī)組狀態(tài)（包括振擺、主變及輔機(jī)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）傳至福州水口大廈集控中心進(jìn)行集中監(jiān)控，同時(shí)建立機(jī)組狀態(tài)分析診斷系統(tǒng)，以便能夠?qū)崟r(shí)了解各電站運(yùn)行情況。

GMH550-P-RAC利用各種分析、診斷策略和算法，針對(duì)水電站的每臺(tái)機(jī)組，建立功能全面、實(shí)用性強(qiáng)的故障診斷分析系統(tǒng)，提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、故障診斷分析、智能診斷報(bào)告等一系列工具和手段。它強(qiáng)大的人機(jī)界面功能，易懂的操作，簡(jiǎn)潔的畫(huà)面，讓各類(lèi)技術(shù)人員可以根據(jù)自己的需求隨時(shí)隨地掌握各電站機(jī)組的健康狀況，為安全運(yùn)行，優(yōu)化調(diào)度和檢修指導(dǎo)提供有力的技術(shù)支持。

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[2]何永勇，任繼順，陳偉，等.水電機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)、跟蹤分析與故障診斷系統(tǒng)[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006（5）：629-632.