傅新芬 ，羊 鳴 ，鄭 波 ，王運(yùn)罡

（1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江省杭州市 311122；2.國(guó)家能源水電工程技術(shù)研發(fā)中心抽水蓄能工程技術(shù)研發(fā)分中心，浙江省杭州市 311122）

0 引言

抽水蓄能電站控制系統(tǒng)是電站運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是電站運(yùn)行的大腦樞紐。隨著技術(shù)發(fā)展及反措要求的提高，對(duì)控制系統(tǒng)的要求呈現(xiàn)出時(shí)代特征。天荒坪抽水蓄能電站使用國(guó)際銀行貸款進(jìn)行主機(jī)及關(guān)鍵設(shè)備的采購(gòu)，采用國(guó)際招標(biāo)形式采購(gòu)來(lái)自十幾個(gè)國(guó)家的先進(jìn)設(shè)備，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)與廠家的設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)及目睹試驗(yàn)，學(xué)習(xí)及融合了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)行20年來(lái)，電工二次設(shè)備的原理設(shè)計(jì)、控制策略及軟件設(shè)計(jì)改動(dòng)較少，說(shuō)明設(shè)計(jì)方案是合適的。本文對(duì)天荒坪抽水蓄能電站電工二次控制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析，對(duì)20年來(lái)的抽水蓄能電站電工二次相關(guān)技術(shù)發(fā)展及進(jìn)步進(jìn)行闡述，觀點(diǎn)實(shí)用可行，供同行借鑒。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)備

天荒坪抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)隨主機(jī)機(jī)電設(shè)備一起利用世行貸款于1993年公開招標(biāo)采購(gòu)的加拿大BAILEY INFINET-90系統(tǒng)，采用“無(wú)人值班”（少人值守）原則設(shè)計(jì)。電站監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布結(jié)構(gòu)，分調(diào)度級(jí)、電站控制級(jí)、現(xiàn)地控制單元級(jí)等三個(gè)層級(jí)。電站控制級(jí)為多微機(jī)系統(tǒng)，主要設(shè)備包括操作人員工作站、電站計(jì)算機(jī)、控制鏈路（遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約）、操作鏈路（網(wǎng)絡(luò)通信）和事故順序記錄設(shè)備（SOE站，分辨率2ms），均采用冗余配置。工程師站、報(bào)表打印站和廠長(zhǎng)監(jiān)視站為單機(jī)配置。中控室內(nèi)設(shè)置模擬屏。

現(xiàn)地控制單元分機(jī)組1～6LCU，地下廠房公用系統(tǒng)8LCU，地面開關(guān)站9LCU，地面公用系統(tǒng)及模擬屏10LCU，上庫(kù)公用系統(tǒng)11LCU，各LCU設(shè)置單獨(dú)UPS及人機(jī)接口操作人員工作站（OIS）。在機(jī)組的OIS上可監(jiān)視其余機(jī)組的畫面，便于兩臺(tái)機(jī)組的背靠背起動(dòng)控制及機(jī)組LCU的備用。其中1～6LCU、9LCU、10LCU為完全冗余LCU；8LCU中僅SFC控制部分為冗余，11LCU為單LCU。系統(tǒng)還包括一個(gè)熱備用LCU和一個(gè)移動(dòng)式編程器?，F(xiàn)場(chǎng)LCU與中控樓之間網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用光纖，上庫(kù)LCU與中控樓之間通信采用光纖和微波兩種方式，其他網(wǎng)絡(luò)連接采用同軸電纜。

1.2 軟件邏輯設(shè)計(jì)

1.2.1 電站控制級(jí)軟件

電站控制級(jí)軟件主要功能為數(shù)據(jù)采集和處理、安全監(jiān)測(cè)、制表打印和記錄、控制與操作、與華東總調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)通信。包括對(duì)電站主要設(shè)備的電氣量和非電氣量以及運(yùn)行信息定時(shí)或隨機(jī)進(jìn)行采集，并經(jīng)處理后及時(shí)更新歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；對(duì)全廠主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)、越限報(bào)警、趨勢(shì)分析、事故追憶和顯示記錄（可同時(shí)在主模擬屏上顯示）；控制與操作包括機(jī)組開、停操作，工況轉(zhuǎn)換操作、機(jī)組有功功率/無(wú)功功率分配及電壓控制。

電站控制級(jí)控制軟件包括：一是常規(guī)成組控制軟件，包括成組負(fù)荷管理（AGC）和成組電壓管理（AVC）；二是優(yōu)化軟件。

（1）成組負(fù)荷管理。

電站總有功負(fù)荷設(shè)定值，根據(jù)由華東總調(diào)下發(fā)的預(yù)報(bào)日負(fù)荷曲線、有功負(fù)荷設(shè)定值和電廠備用容量（PM）來(lái)設(shè)定。另外，在電站作發(fā)電運(yùn)行時(shí)，華東總調(diào)的頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)還以一定的時(shí)間間隔（4～20s）發(fā)送周期設(shè)定值至天荒坪電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)控制電站的有功出力來(lái)滿足電網(wǎng)實(shí)際功率的需要，以達(dá)到調(diào)頻的作用。

成組負(fù)荷管理軟件根據(jù)水庫(kù)有效水量和電站總有功設(shè)定值（包括已投運(yùn)的有功及備用量）控制電站的有功輸出。機(jī)組的工況和出力由成組控制軟件操作。根據(jù)電站總有功設(shè)定值，成組控制軟件產(chǎn)生機(jī)組的起/停命令，并輸出相應(yīng)的機(jī)組有功設(shè)定值（mA信號(hào)）。機(jī)組之間的實(shí)際出力分配取決于機(jī)組調(diào)速器的轉(zhuǎn)速調(diào)差系數(shù)bp。

（2）成組電壓管理。

電站總有無(wú)功負(fù)荷設(shè)定值根據(jù)由華東總調(diào)下發(fā)的預(yù)報(bào)日電壓曲線或電壓設(shè)定值來(lái)設(shè)定，成組電壓管理軟件根據(jù)電站500kV開關(guān)的連接方式，維持相應(yīng)500kV線路電壓在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)，控制機(jī)組的無(wú)功功率輸出。

無(wú)功負(fù)荷設(shè)定值首先由調(diào)相機(jī)組承擔(dān)，這樣可使發(fā)電機(jī)運(yùn)行在最佳效率狀態(tài)下。剩余的由發(fā)電機(jī)組均分，在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁容量極限內(nèi)、無(wú)功功率平均地分配到所有工作在發(fā)電工況或水泵工況機(jī)組中。

（3）優(yōu)化軟件。

優(yōu)化軟件主要包括3個(gè)主模塊和3個(gè)輔助模塊，通過(guò)1個(gè)主控模塊來(lái)調(diào)度。3個(gè)主模塊為機(jī)組優(yōu)先級(jí)計(jì)算、最佳出力優(yōu)化計(jì)算、有功/無(wú)功負(fù)荷分配，3個(gè)輔助模塊為防止頻繁起動(dòng)/停機(jī)機(jī)組的延時(shí)函數(shù)、數(shù)據(jù)分析軟件（效率曲線）和水位預(yù)測(cè)計(jì)算。

當(dāng)優(yōu)化軟件投入運(yùn)行后，它將根據(jù)日負(fù)荷曲線，計(jì)算上、下庫(kù)的水位預(yù)報(bào)曲線，根據(jù)當(dāng)前水位，計(jì)算出能夠使用的水量（在可用絕對(duì)水位內(nèi)），從而計(jì)算出可發(fā)電電量值。在發(fā)電工況時(shí)，運(yùn)行機(jī)組的臺(tái)數(shù)和有功分配，通常是由一個(gè)專用優(yōu)化軟件包來(lái)完成，可使分配負(fù)荷時(shí)，電站水量損耗為最小。

1.2.2 機(jī)組控制級(jí)軟件

（1）機(jī)組控制軟件主要功能：

1）順序控制：機(jī)組不同運(yùn)行工況之間的安全轉(zhuǎn)換。

2）機(jī)組機(jī)械保護(hù)：處理所有引起機(jī)組停機(jī)（不包括電氣保護(hù)信號(hào)）的信號(hào)，機(jī)械保護(hù)使用常規(guī)的硬線連接技術(shù)。

3）機(jī)組電氣保護(hù)：電氣保護(hù)采用獨(dú)立于機(jī)組控制系統(tǒng)的裝置，處理機(jī)組的電氣事故保護(hù)信號(hào)。

（2）水泵機(jī)組起動(dòng)。天荒坪抽水蓄能電站設(shè)兩套變頻起動(dòng)裝置，兩條起動(dòng)母線。兩條起動(dòng)母線可通過(guò)一個(gè)分段開關(guān)來(lái)切換。為了避免消耗水量，電站水泵工況起動(dòng)以變頻起動(dòng)方式為主，兩臺(tái)機(jī)組背靠背起動(dòng)方式為備用。

2 抽水蓄能電站控制技術(shù)發(fā)展

經(jīng)過(guò)20多年的運(yùn)行，天荒坪抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件及軟件進(jìn)行了多次更換升級(jí)，基本原則是保留系統(tǒng)原有控制策略，針對(duì)一些技術(shù)落后、存在重大缺陷的設(shè)備和回路，優(yōu)化調(diào)整各現(xiàn)地控制單元配置、完善硬件布置和分配以及與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口的設(shè)計(jì)、彌補(bǔ)原先控制策略上的缺陷。下面結(jié)合現(xiàn)在的控制技術(shù)、最新的規(guī)范和反措要求對(duì)天荒坪計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的改造進(jìn)行梳理，對(duì)抽水蓄能電站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行總結(jié)。

2.1 輸入輸出信號(hào)的發(fā)展

2.1.1 輸入輸出信號(hào)的冗余

因擔(dān)心外部信號(hào)源及輸入輸出模塊的可靠性，天荒坪電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)輸入大量采用冗余設(shè)計(jì)，包括控制器、通信接口、I/O模件等，對(duì)數(shù)字量輸入（DI）采用過(guò)程干接點(diǎn)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的冗余方式；對(duì)模擬量輸入（AI）采用串聯(lián)方式接入冗余的模擬量模件；數(shù)字量輸出（DO）采用雙接點(diǎn)并聯(lián)輸出的方式；模擬量輸出（AO）采用串聯(lián)輸出方式，只有脈沖和RTD輸入未采用冗余方式。因?yàn)榇罅緿I和AI量的信號(hào)源只有一個(gè)，采用冗余輸入后，必須增加轉(zhuǎn)換處理，且輸入信號(hào)二選一的表決方式若不增加其他輔助條件判斷無(wú)法確定孰是孰非，而如何設(shè)計(jì)其他輔助條件以及輔助條件增加將導(dǎo)致邏輯判斷上的復(fù)雜化，因此當(dāng)初設(shè)計(jì)對(duì)冗余不一致信號(hào)只作告警處理。由此可見，當(dāng)初電站的冗余方式并未增加其可靠性，而不一致報(bào)警將影響運(yùn)行人員的判斷。后續(xù)進(jìn)行的天荒坪抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)LCU改造中，已經(jīng)取消信號(hào)冗余，僅對(duì)部分重要開關(guān)量輸出仍采用冗余。這種模式和抽蓄電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)近幾年的主流設(shè)計(jì)一致，各現(xiàn)地控制單元只要求電源模塊、控制器、通信模塊冗余，輸入信號(hào)不做冗余，重要信號(hào)如調(diào)速器和球閥的事故低油位、事故低油壓分別采集低、過(guò)低信號(hào)接入不同的IO模板，用于邏輯綜合判斷。

2.1.2 SOE信號(hào)的采集

20年前的INFI-90系統(tǒng)無(wú)法直接處理高分辨率的事件，為了事故分析，因此天荒坪抽水蓄能電站采用了一個(gè)獨(dú)立的SOE系統(tǒng)，采集的SOE信號(hào)由專用網(wǎng)絡(luò)送到SOE主站進(jìn)行時(shí)標(biāo)標(biāo)注和事件排序處理。采用獨(dú)立的SOE系統(tǒng)，相應(yīng)的SOE輸入信號(hào)就必須與數(shù)字量DI輸入共享，存在前述的干接點(diǎn)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程，降低了信號(hào)的可靠性，系統(tǒng)更加復(fù)雜化。近年來(lái)，隨著INFI-90系統(tǒng)的升級(jí)，已具備處理高分辨率的事件的能力，在電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造時(shí)已取消了獨(dú)立的SOE系統(tǒng)，SOE信號(hào)直接輸入各LCU，由INFI-90系統(tǒng)完成SOE事件分析和處理。這已是抽蓄電站計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)的常規(guī)做法，目前部分廠家數(shù)字量輸入模塊已具備SOE分辨率（1ms）要求，可只設(shè)置DI模塊不需單獨(dú)設(shè)置SOE模塊。

2.1.3 溫度信號(hào)的采集

天荒坪抽水蓄能電站設(shè)計(jì)時(shí)，監(jiān)控產(chǎn)品多半不具備直接采集RTD溫度量的功能，每臺(tái)機(jī)組根據(jù)測(cè)點(diǎn)的布置位置和數(shù)量，配置不同的溫度采集裝置，天荒坪抽水蓄能電站配置的是溫度巡檢裝置、溫度變送器和溫度智能卡的方式。大部分溫度信號(hào)輸入至溫度巡檢裝置，根據(jù)設(shè)定邏輯，輸出溫度報(bào)警和停機(jī)信號(hào)至機(jī)組LCU。溫度智能卡的功能與溫度巡檢裝置類似，每臺(tái)機(jī)設(shè)置22個(gè)溫度智能卡，每個(gè)溫度智能卡只能接收一個(gè)溫度信號(hào)，除輸出停機(jī)信號(hào)外還能輸出4～20mA量至機(jī)組LCU。每臺(tái)機(jī)設(shè)置8個(gè)溫度變送器，直接將溫度量變成4～20mA量輸出至機(jī)組LCU。在電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造時(shí)，保留了溫度巡檢裝置，取消了溫度智能卡和溫度變送器，原引至溫度智能卡和溫度變送器的信號(hào)直接引至LCU增設(shè)的RTD模塊。采用RTD模塊具備信號(hào)直采，且采樣周期短，跳閘邏輯組態(tài)方便的優(yōu)點(diǎn)，已成為抽蓄電站溫度量采集的常用手段，新建電站已逐步淘汰溫度巡檢裝置。

2.1.4 電氣量采集

天荒坪抽水蓄能電站現(xiàn)地控制單元設(shè)有大量的電氣量變送器，變送器輸出4～20mA模擬量信號(hào)至LCU，部分串接機(jī)組LCU和中控室模擬屏上表計(jì)指示。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造后取消了電氣量變送器，增設(shè)一只多功能表，用于測(cè)量機(jī)組的三相電流、三相電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、有功電度和無(wú)功電度，并通過(guò)通信的方式將電氣量信號(hào)上傳至機(jī)組LCU。隨著電流電壓交流采樣模塊和多功能表的成熟運(yùn)用，目前抽蓄電站的電氣量變送器用的越來(lái)越少，僅保留部分有功功率和無(wú)功功率變送器，以滿足功率調(diào)節(jié)的要求。

2.1.5 遠(yuǎn)程IO的采用

天荒坪抽水蓄能電站在設(shè)計(jì)時(shí)還未出現(xiàn)遠(yuǎn)程IO技術(shù)，大量的信號(hào)通過(guò)電纜直接與各LCU相連。隨著遠(yuǎn)程IO技術(shù)的出現(xiàn)，目前的抽蓄電站設(shè)計(jì)時(shí)大量采用了遠(yuǎn)程IO，各信號(hào)就近接入遠(yuǎn)程IO，遠(yuǎn)程IO不設(shè)置處理器，直接采用通信模式將信號(hào)與各LCU的處理器進(jìn)行交換，所有流程組態(tài)仍由各LCU完成。此種設(shè)計(jì)減少了電纜遠(yuǎn)距離傳輸，增加了可靠性，也簡(jiǎn)化了電站電纜橋架設(shè)計(jì)。唯一不足之處是遠(yuǎn)程IO沒有通信模塊，不能與現(xiàn)地設(shè)備直接通信，如有大量的信號(hào)通過(guò)通信方式傳輸，必須直接與各LCU直接通信。

2.2 事故停機(jī)和控制回路

天荒坪抽水蓄能電站原機(jī)組現(xiàn)地控制柜中含有兩組互為冗余的機(jī)械跳閘矩陣硬布線回路，每組矩陣輸入128點(diǎn)，通過(guò)矩陣二極管選擇至矩陣出口繼電器回路，每組矩陣出口繼電器12只。每個(gè)矩陣輸入信號(hào)同時(shí)輸出至機(jī)組LCU的開關(guān)量輸入模塊，其中1組矩陣輸入信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入SOE系統(tǒng)。電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造時(shí)取消了這兩組跳閘矩陣，增加一對(duì)獨(dú)立的控制器及其開關(guān)量輸入/輸出模件，通過(guò)軟件編程分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩組跳閘矩陣的功能，矩陣原有的出口繼電器回路和跳閘邏輯保持不變，用于機(jī)組緊急卸載關(guān)閉導(dǎo)葉、關(guān)進(jìn)水球閥、斷開GCB和停勵(lì)磁。機(jī)械跳閘矩陣改造后，還設(shè)立一個(gè)獨(dú)立的緊急停機(jī)硬布線回路，當(dāng)LCU冗余控制器故障、過(guò)速保護(hù)動(dòng)作或按下緊急停機(jī)按鈕時(shí)啟動(dòng)。

事故停機(jī)分機(jī)械事故停機(jī)、緊急（過(guò)速）事故停機(jī)和電氣事故停機(jī)3種，除了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)常規(guī)控制回路來(lái)實(shí)現(xiàn)事故停機(jī)功能外，還配置獨(dú)立的事故停機(jī)回路，采用獨(dú)立的繼電器接線或獨(dú)立的控制器兩種模式，其電源回路與常規(guī)控制電源分開。采用獨(dú)立的繼電器接線，邏輯關(guān)系清晰，易于檢查，采用獨(dú)立的控制器，動(dòng)作邏輯修改方便，各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以兩種方式均有大量的實(shí)際應(yīng)用，可根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行選擇。獨(dú)立的事故停機(jī)（含機(jī)械和緊急）回路力求簡(jiǎn)單，只選擇重要的水力機(jī)械事故信號(hào)、冗余控制器故障、現(xiàn)地屏上的按鈕作為啟動(dòng)源，電氣事故在跳相應(yīng)斷路器的同時(shí)，也啟動(dòng)獨(dú)立的事故停機(jī)回路。

天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)及電氣主接線十分復(fù)雜，引水系統(tǒng)采用一管三機(jī)、主接線為每個(gè)機(jī)組變壓器組為單元接線、每?jī)膳_(tái)變壓器高壓側(cè)結(jié)成聯(lián)合單元與500kV斷路器相連、500kV開關(guān)站接線為三進(jìn)兩出，采用不完全單母線接線方式（雙內(nèi)橋）。因此在工況轉(zhuǎn)換，特別是水泵工況啟動(dòng)（背靠背拖動(dòng)和SFC啟動(dòng)）時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組LCU之間、機(jī)組LCU與SFC主變壓器洞LCU之間存在大量的信號(hào)交換及閉鎖，為了保證閉鎖清晰可靠，故在機(jī)組LCU和SFC主變壓器洞LCU中仍采用硬布線方式交換重要信息，這也是目前抽蓄電站的常規(guī)做法，與天荒坪抽水蓄能電站一致。

對(duì)于6臺(tái)機(jī)組的電站，因?yàn)榕渲昧?套SFC設(shè)備，每套SFC設(shè)備可通過(guò)啟動(dòng)母線的開關(guān)切換拖動(dòng)全廠任意一臺(tái)機(jī)組，為簡(jiǎn)化硬布線接線，目前主流設(shè)計(jì)已不考慮機(jī)組之間背靠背拖動(dòng)。而4臺(tái)機(jī)組的電站仍然采用SFC啟動(dòng)及背靠背拖動(dòng)兩種方式。

2.3 水淹廠房措施

自俄羅斯薩揚(yáng)電廠和回龍電廠發(fā)生水淹廠房事故后，電監(jiān)會(huì)、國(guó)家電網(wǎng)公司和國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司先后發(fā)文，對(duì)電站安全設(shè)計(jì)做出了重要指示。

新建抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)中，在主廠房最低處設(shè)有3套防止水淹廠房浮球開關(guān)報(bào)警裝置，并設(shè)有獨(dú)立的光纖硬布線緊急操作系統(tǒng)，在浮球開關(guān)三取二邏輯動(dòng)作、發(fā)電機(jī)層水淹廠房按鈕動(dòng)作或中控室按鈕按下時(shí)，可直接停機(jī)并關(guān)閉上庫(kù)和尾水（或下庫(kù)）閘門。水淹廠房控制除了采用電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)常規(guī)控制外，同時(shí)啟動(dòng)獨(dú)立的光纖硬布線緊急操作系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)、控制器和光纜，在全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)失效的情況下仍能事故停機(jī)和關(guān)閉閘門。

為了確保水淹廠房全廠失電的情況下也能關(guān)閉機(jī)組，新建抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)中均要求做到調(diào)速器和進(jìn)水球閥能失電動(dòng)作，即在失去控制電源的情況下，通過(guò)液壓回路設(shè)計(jì)能關(guān)閉導(dǎo)葉和進(jìn)水球閥，降低損失。

天荒坪抽水蓄能電站在電監(jiān)會(huì)和國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司、國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)文之前雖已投產(chǎn)多年，但部分設(shè)計(jì)仍能滿足如今的要求，如在主廠房蝸殼層設(shè)有3套防止水淹廠房浮球開關(guān)，能自動(dòng)啟動(dòng)停機(jī)、關(guān)閘門，另在中控室及主廠房設(shè)有緊急停機(jī)、關(guān)閘門的按鈕，可通過(guò)硬布線完成停機(jī)和關(guān)閘門。由于調(diào)速器和進(jìn)水球閥液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念不同，改造困難，目前調(diào)速器和進(jìn)水球閥并未裝設(shè)失電動(dòng)作電磁閥，通過(guò)對(duì)調(diào)速器和進(jìn)水球閥控制電源的監(jiān)視，經(jīng)機(jī)組LCU的事故停機(jī)回路完成失電停機(jī)功能。

2.4 模擬屏的設(shè)置

天荒坪抽水蓄能電站投產(chǎn)較早，因擔(dān)心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)可靠性，故在中控室設(shè)有功能完備的模擬屏，在INFI-90網(wǎng)絡(luò)通信中斷后，在中控樓模擬屏上可維持機(jī)組遠(yuǎn)方監(jiān)視的常規(guī)手段，包括電站一次接線設(shè)備的狀態(tài)、機(jī)組的運(yùn)行工況、機(jī)組及公用系統(tǒng)的告警等。機(jī)組將重要的告警按子系統(tǒng)分成15組，以獨(dú)立于INFI-90網(wǎng)絡(luò)的方式，通過(guò)硬布線直接驅(qū)動(dòng)模擬屏上的相應(yīng)的告警窗，500kV開關(guān)站和輔助公共設(shè)備也有類似的應(yīng)用。

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，冗余網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)越來(lái)越普遍，網(wǎng)絡(luò)可靠性大大提高，目前抽蓄電站的設(shè)計(jì)中多采用大屏幕來(lái)代替模擬屏，即使設(shè)置模擬屏，也是采用通信方式，從監(jiān)控系統(tǒng)取得所需信號(hào)進(jìn)行顯示，而不是采用硬接線從設(shè)備源頭采集信號(hào)，以簡(jiǎn)化電纜接線。而大屏幕除了能滿足常規(guī)模擬屏的功能外，還具有視覺清晰、選擇靈活、操作便利、接線簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，已取得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。模擬屏上的緊急操作按鈕可通過(guò)在控制臺(tái)或中控室側(cè)墻單獨(dú)設(shè)置緊急操作按鈕箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)及展望

抽水蓄能電站運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜、工況轉(zhuǎn)換頻繁，“無(wú)人值班”（少人值守）原則設(shè)計(jì)及監(jiān)控系統(tǒng)分層分布結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，已成為規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在電站安全性設(shè)置上，獨(dú)立機(jī)組LCU的事故停機(jī)回路、水淹廠房獨(dú)立光纖硬布線操作及閘門安全設(shè)備聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)思路得到大力推廣。

隨著計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備技術(shù)的巨大進(jìn)步，在設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，發(fā)生了巨大的變革，以硬件為主的數(shù)據(jù)處理大部分改為軟件處理，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)全面采用光纖保證了長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩€(wěn)定性，大大減少了電站的控制電纜數(shù)量。

2009年華東院?jiǎn)?dòng)《大型抽水蓄能電站機(jī)組控制流程與控制策略研究》的課題研究，2011年底國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司啟動(dòng)抽水蓄能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，2012年新源天荒坪抽水蓄能公司委托上海明華電力技術(shù)工程有限公司編制《抽水蓄能機(jī)組控制流程典型設(shè)計(jì)》，2013年新源江蘇宜興抽水蓄能公司委托華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院編制《抽水蓄能機(jī)組LCU控制與其他輔助設(shè)備監(jiān)控配合的典型設(shè)計(jì)》，行業(yè)內(nèi)的有關(guān)專家參與討論審核，形成的抽水蓄能典型設(shè)計(jì)及軟件控制邏輯經(jīng)過(guò)嚴(yán)密推敲及實(shí)際檢驗(yàn)，已成為我國(guó)抽水蓄能設(shè)計(jì)的成熟技術(shù)。

隨著《水力發(fā)電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》（NB/T 35004—2013）、《抽水蓄能機(jī)組工況轉(zhuǎn)換技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 32894—2016）、《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)規(guī)程》（DL/T 1009—2016）等規(guī)范的發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)在抽水蓄能控制技術(shù)已越來(lái)越成熟規(guī)范。但計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)—軟件邏輯設(shè)計(jì)，由于廠家的設(shè)計(jì)理念不同，可能有所差異，根據(jù)電站布置及主接線、機(jī)組型式的不同特點(diǎn)，還需要進(jìn)一步提煉。