龔傳利，諶斐鳴，謝源強(qiáng)，邱 凱，褚 濤

（1.北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京100038；2.五凌電力有限公司，湖南 長沙410004）

0 引言

隨著對能源安全與環(huán)境保護(hù)的日益重視，我國能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，水電站的安全與高效穩(wěn)定運行將會愈發(fā)重要，其智能化建設(shè)已經(jīng)成為水電發(fā)展的趨勢。隨著國內(nèi)各大電力公司“集中控制”模式的實行和“無人值班，少人值守”運行方式的推廣，用戶對監(jiān)控系統(tǒng)報警技術(shù)的智能化要求不斷提高，智能報警技術(shù)的研究已經(jīng)成為一個水電智能化研究的全新方向。

五凌集控采用“一人一席多廠”的區(qū)域值班模式，將12個集控電廠劃分為5個區(qū)域，每個區(qū)域需同時監(jiān)控2～3個電廠；集控監(jiān)控系統(tǒng)采用“全采、全送、全監(jiān)、全控”方式，集控側(cè)每個集控電廠的報警信息數(shù)據(jù)量與現(xiàn)場相同，造成了每個值班區(qū)域的報警信息量較大，值班人員監(jiān)盤任務(wù)繁重，遺漏報警風(fēng)險較高的問題，直接影響集控電廠設(shè)備的安全運行。如何在不遺漏重要信息的情況下，減少重復(fù)不必要信息，突出重要信息，是智能報警技術(shù)應(yīng)用的重點。

1 傳統(tǒng)報警技術(shù)的局限性

1.1 報警信息的二義性

集控中心接入水電廠較多，不同電廠建設(shè)的時間跨度較大、設(shè)備廠家多樣，造成設(shè)備命名、信息采集、操作命令和報警信息等標(biāo)準(zhǔn)各不相同，在集控側(cè)顯示的報警信息不規(guī)范，可能導(dǎo)致報警信息二義性，運行人員無法準(zhǔn)確無誤地掌握設(shè)備的狀態(tài)信息。

1.2 誤報和重復(fù)報警

水電廠設(shè)備檢測數(shù)據(jù)一般都處于動態(tài)變化過程，并不是理想的穩(wěn)態(tài)過程，由于感知裝置自身的工作特性或檢測數(shù)據(jù)在報警閾值附近抖動，易產(chǎn)生不必要報警和重復(fù)無效報警，對于數(shù)據(jù)抖動導(dǎo)致的反復(fù)報警并沒有控制策略，增加了系統(tǒng)的報警數(shù)量，增加了運行人員的甄別難度。

1.3 缺乏關(guān)聯(lián)報警信息

報警信息相互關(guān)聯(lián)，但沒有建立報警關(guān)聯(lián)模型，無法方便查看相關(guān)量報警信息，不能及時掌握相關(guān)信息。對于不同機(jī)組同一類信息也不能一鍵查看，這些都影響運行人員監(jiān)盤效率。

1.4 缺少輔助設(shè)備狀態(tài)預(yù)警信息

泵是水電廠中重要的輔助設(shè)備，泵的啟、停具有明顯的規(guī)律性和周期性，如若泵的啟停間隔，運行時間與正常運行數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，則可判斷泵或者機(jī)組某些部位出現(xiàn)故障。通過檢測泵的運行時間和啟停間隔，可以對機(jī)組或者泵的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，目前的預(yù)警模型配置復(fù)雜，現(xiàn)場工作人員積累的大量經(jīng)驗無法利用，增加了機(jī)組狀態(tài)預(yù)警難度。

1.5 湮沒重要報警信息

傳統(tǒng)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，電站產(chǎn)生的事件報警傳遞方式一般通過事件信息、畫面顯示、語音播報、OnCall短信等多種方式告知運行人員。一般集控都采用“全采，全送，全監(jiān)，全控”的運行方式，當(dāng)集中出現(xiàn)報警信息時，畫面會有大量報警信息涌現(xiàn)，重要報警信息一閃而過；由于語音播報延時，無法播報重要的報警信息，給電廠安全運行帶來隱患。

1.6 缺少一鍵巡檢功能

在電廠交接班過程中，不同班次運行人員對報警禁止、掃查禁止等信息的設(shè)置也不相同。對于掃查禁止、報警禁止、報警未確認(rèn)、掛牌操作、強(qiáng)制/退出控制等信息沒有及時設(shè)置或清除，可能影響運行人員監(jiān)屏，有必要研究一鍵巡檢方法。

2 遠(yuǎn)程集控智能報警技術(shù)方案

2.1 規(guī)范報警信息

準(zhǔn)確的報警信息是實現(xiàn)精確報警的根本。以下工作都應(yīng)在集控側(cè)和電站側(cè)開展核查，首先應(yīng)核查LCU分類是否規(guī)范，設(shè)備命名是否準(zhǔn)確；其次，需要核查信息采集、操作命令、順序流程、報警信息和監(jiān)控畫面是否規(guī)范；最后，還需檢查集控和電廠信息是否保持一致。

2.2 分級報警

為避免重要的報警信息被其他報警信息湮沒，首先對報警信息進(jìn)行等級劃分，等級高的報警先報，逐級報警，等級劃分如下：

Ⅰ級報警：需要立即停機(jī)進(jìn)行處理的事故點及需要重點關(guān)注的事件。

Ⅱ級報警：需要立即采取應(yīng)急處理措施的故障點及需要密切關(guān)注的事件。

Ⅲ級報警：除上述Ⅰ級、Ⅱ級以外的其他報警。

2.3 條件報警

（1）預(yù)設(shè)報警條件

根據(jù)用戶需求，通過在閉鎖庫中配置報警條件，設(shè)置模擬量或狀態(tài)量報警觸發(fā)條件，只有滿足報警條件時可以報警，這樣可以減少大量不必要的報警信息。

（2）條件報警處理策略

定義了報警閉鎖的報警點，在此點產(chǎn)生報警的時刻，如果報警條件滿足則直接報警，如果報警條件不滿足，那么先將此報警加入重報警區(qū)，在系統(tǒng)條件滿足時重新報警，如果長時間（用戶可根據(jù)運行需求進(jìn)行自定義，系統(tǒng)模式時間為24 h）報警條件不滿足，則不再對該點的此次報警進(jìn)行重報警。

2.4 延時報警

為了滿足用戶對監(jiān)控抖動報警事件的延時過濾需求，增加監(jiān)控事件的組態(tài)延時條件功能。如果在延時時間段內(nèi)，報警事件狀態(tài)復(fù)歸，則過濾掉此抖動報警事件。

（1）開關(guān)量延時報警

開關(guān)量狀態(tài)變位后持續(xù)時間超過定義的延時時間才產(chǎn)生報警事件。比如某開關(guān)量定義的延時報警閉鎖時間為3 s，那么只有開關(guān)量狀態(tài)變位且持續(xù)3 s以上，才會報警，如果該點在3 s內(nèi)狀態(tài)復(fù)歸，則不會產(chǎn)生報警事件。

（2）模擬量延時報警

模擬量延時報警功能同開關(guān)量，只是相對于開關(guān)量更復(fù)雜，持續(xù)時間大于延時定義時間的越復(fù)限狀態(tài)才會報警，且延時后越限與復(fù)限成對出現(xiàn)。比如某模擬量延時報警閉鎖時間設(shè)置為10 s，當(dāng)其越上限7 s后變?yōu)樵缴仙舷?，越上上? s后復(fù)上上限，持續(xù)12 s后復(fù)歸，且復(fù)歸持續(xù)時間大于10 s，假設(shè)越上限時刻為0 s，系統(tǒng)將在10 s時刻產(chǎn)生越上限（越上上限包含了越上限的狀態(tài)），第37 s產(chǎn)生復(fù)歸。

2.5 關(guān)聯(lián)報警

（1）同事件不同時間報警

對于事件一覽表某事件，為了及時掌握該點事件信息，右鍵點擊需查看事件，下拉菜單會出現(xiàn)“該動態(tài)點事件”打開該動態(tài)點事件會記錄當(dāng)天所有該點動作、復(fù)歸的信號，效果如圖1所示。

圖1 動態(tài)點事件

（2）組態(tài)查看相關(guān)量信息

查看某一事件相關(guān)量信息。提供組態(tài)方法，用戶可根據(jù)需求，自定義配置相關(guān)量，支持模擬量和開關(guān)量配置。當(dāng)該事件出現(xiàn)時，點擊該事件可以查看相關(guān)點實時值、狀態(tài)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、報警允許、掃查允許等信息，并可查看配置的相關(guān)量相關(guān)信息，如圖2所示。

圖2 相關(guān)量相關(guān)信息

2.6 輔機(jī)設(shè)備健康預(yù)警

（1）預(yù)定義設(shè)備專家?guī)?/p>

預(yù)定義設(shè)備運行專家知識庫，比如：配置泵、氣機(jī)等輔機(jī)設(shè)備啟停時間、啟停間隔等，當(dāng)達(dá)到預(yù)定條件后報警，實現(xiàn)對設(shè)備健康狀況進(jìn)行預(yù)警。建立輔機(jī)運行、停止時間點，對設(shè)備運行時間進(jìn)行統(tǒng)計，當(dāng)超過預(yù)定時間后在事件一覽表中產(chǎn)生事件。

（2）組態(tài)自定義預(yù)警模型

系統(tǒng)提供了組態(tài)自定義模塊，包括基本算法和預(yù)定義的智能算法，用戶可根據(jù)運行經(jīng)驗，通過定義設(shè)備預(yù)警模型實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)診斷，并且支持自定義模板保存功能，同一集控下的電廠可同時上傳和下載。如統(tǒng)計頂蓋泵運行時間，啟停次數(shù)以及其他相關(guān)條件，可判斷是頂蓋漏水增大還是排水泵效率低問題。

2.7 一鍵巡檢

該功能在集控層實現(xiàn)。采用一鍵巡檢的方法，實現(xiàn)條件巡檢和交接班巡檢，生成報告，讓運行人員及時了解系統(tǒng)狀況。可在人機(jī)界面上查看巡檢記錄，生成Excle、TXT格式巡檢記錄。交接班巡檢結(jié)果會自動與上次交接班巡檢結(jié)果進(jìn)行比較。

TXT格式巡檢報告順序記錄掃查禁止、報警禁止、報警未確認(rèn)、掛牌操作、強(qiáng)制/退出控制。巡檢記錄分別用本班新增、本班解除、歷史遺留標(biāo)識。Excel：使用不同顏色文字標(biāo)識，Excel格式巡檢包括使用不同工作表分別存儲各類型巡檢記錄。

3 結(jié)論

針對傳統(tǒng)報警技術(shù)報警信息量大且重復(fù)報警，重要信息可能被湮沒，時常產(chǎn)生誤報，缺少輔機(jī)設(shè)備狀態(tài)預(yù)警模型的問題，提出了梯級水電廠集控智能報警技術(shù)方案，通過在五凌集控推廣應(yīng)用，誤報信息和重復(fù)信息基本消失，用戶通過組態(tài)自定義報警模型實現(xiàn)了對輔機(jī)狀態(tài)預(yù)警，減小了運行人員的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率，為水電廠安全穩(wěn)定運行提供了保障，有力推動智能水電站發(fā)展。