姜 睿，宮曉輝，楊連波，張 則,陳林山

(1.新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆新華葉爾羌河流域水利水電開發(fā)有限公司，新疆 喀什 844000)

阿爾塔什水利樞紐工程是葉爾羌河干流上一座具有防洪、灌溉和發(fā)電等綜合利用任務(wù)的控制性水利樞紐工程，工程總裝機(jī)容量755MW。為實(shí)現(xiàn)對水資源的充分利用的同時又有效維護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展，其發(fā)電引水系統(tǒng)除主電站外還利用生態(tài)流量設(shè)置生態(tài)電站發(fā)電，兩站相距16.7km。

對于含有生態(tài)電站的同類工程，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，由于生態(tài)電站與主電站發(fā)電引水系統(tǒng)各自獨(dú)立，因而可視作2個獨(dú)立的水電站配置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，自動化水平要求較高的，可進(jìn)一步在此基礎(chǔ)上按照梯級水電站配置集中控制中心。阿爾塔什水利樞紐工程除具有該類工程“一庫兩站”的共同特點(diǎn)外，還具有以下特殊性：

(1)工程生態(tài)引水發(fā)電洞從主電站2號發(fā)電洞引接，2號發(fā)電洞局部共用流道，兩站共用發(fā)電洞事故門，生態(tài)電站電能以220kV等級電壓經(jīng)由主電站220kV開關(guān)站一并送出，使得主電站與生態(tài)電站發(fā)電引水系統(tǒng)的運(yùn)行高度相關(guān)，兩站的控制、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的耦合關(guān)系遠(yuǎn)高于發(fā)電引水系統(tǒng)各自獨(dú)立的梯級水電站的站間耦合關(guān)系。

(2)工程大壩及生態(tài)電站和主電站廠房位于不同行政地區(qū)，根據(jù)水調(diào)及電調(diào)行業(yè)管理部門要求，其水調(diào)數(shù)據(jù)需要完整統(tǒng)一，兩站電調(diào)數(shù)據(jù)又需各自獨(dú)立，此外還需考慮遠(yuǎn)期喀什流域梯級集控中心的調(diào)度數(shù)據(jù)通信，使得工程水調(diào)、電調(diào)及梯調(diào)的調(diào)度通訊需求復(fù)雜。

(3)作為新疆工程規(guī)模最大的水利樞紐工程和裝機(jī)容量最大的水力發(fā)電廠，工程是當(dāng)?shù)刂匾乃?、電力基礎(chǔ)設(shè)施，其生產(chǎn)管理的安全穩(wěn)定關(guān)乎生產(chǎn)安全與社會穩(wěn)定，這對于作為其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時性、準(zhǔn)確性、可靠性與智能化水平也提出了更高要求。

以上工程特殊性對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)，若按照常規(guī)的兩個單一廠站+集控中心方式進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置，需要通過集控中心交互兩個站點(diǎn)的大量實(shí)時數(shù)據(jù)，改變了集控中心原有功能定位且通信延遲大，當(dāng)集控系統(tǒng)故障退出時將產(chǎn)生兩站關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)不完整、運(yùn)行管理功能割裂的問題，無法滿足共用發(fā)電引水系統(tǒng)的兩站運(yùn)行管理數(shù)據(jù)的實(shí)時性與可靠性要求，還會在投運(yùn)后會進(jìn)一步衍生出運(yùn)行維護(hù)人員多、管理費(fèi)用高、調(diào)度權(quán)審批繁瑣等一系列問題。為提出更切合阿爾塔什水利樞紐工程實(shí)際需要的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案，通過從工程的運(yùn)行、調(diào)度、管理需求分析出發(fā)，結(jié)合對金沙江梯級、越南DAK MI4等國內(nèi)外“一庫兩站/多站”特點(diǎn)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的對比分析，最終采用了以擴(kuò)大廠站集控模式為基礎(chǔ)，站控層局部交叉冗余的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，在滿足了工程對系統(tǒng)實(shí)時性、可靠性、和調(diào)度管理需求的同時兼顧了經(jīng)濟(jì)性，收到了良好的效果。

1 系統(tǒng)方案的研究與提出

對含有生態(tài)電站的多廠站水利水電工程，其計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對這種特殊的梯級水電站的站間關(guān)系提出合適的解決方案。因前述本工程的一系列特殊性，使得計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需采用不影響其實(shí)時性、可靠性的集控系統(tǒng)方案以保證全站數(shù)據(jù)統(tǒng)一、響應(yīng)可靠?？山梃b分析的相近工程案例可以從以溪洛渡水電站為代表的金沙江流域梯級的“大壩+左、右岸地下廠房”調(diào)控一體化監(jiān)控系統(tǒng)方案和國內(nèi)外眾多梯級水電站的集控系統(tǒng)方案2個研究方向出發(fā)。

1.1 左/右岸廠房型式的“一庫兩站”工程

對于左右岸廠房型式的“一庫兩站”工程，以溪洛渡水電站為例，其站間系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用交叉冗余方式，在左/右岸地下廠房控制室按照全冗余方式分別配置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，同時接收全廠實(shí)時數(shù)據(jù)，默認(rèn)模式為本側(cè)優(yōu)先采集，同時對側(cè)熱備用，任一電站監(jiān)控系統(tǒng)均可完成全廠控制，并設(shè)有上一級樞紐集控中心。其左/右岸地下廠房可分別接收國網(wǎng)/南網(wǎng)-成都調(diào)控-電站控制層調(diào)度控制，2個電站發(fā)電引水系統(tǒng)各自獨(dú)立，其AGC/AVG功能可以完全獨(dú)立。該方案優(yōu)點(diǎn)在于其全廠數(shù)據(jù)完整、可靠性高、調(diào)度靈活，但缺點(diǎn)是因其系統(tǒng)及設(shè)備高度冗余、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時各系統(tǒng)的機(jī)房、電源、通信、安防、消防等基礎(chǔ)平臺設(shè)備和相應(yīng)的值班及運(yùn)維人員也各自獨(dú)立配置，相當(dāng)于配置多套集控系統(tǒng)，投資巨大。

1.2 集中監(jiān)控模式的“一庫兩/多站”梯級水電站工程

對于含龍頭水庫的“一庫兩/多站”梯級水電站工程的調(diào)度控制方式，目前的工程設(shè)計(jì)和實(shí)施多采用集中監(jiān)控模式，此模式一般情況下各接入水電站已設(shè)置電站計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上另設(shè)置一獨(dú)立、完整的集中調(diào)度控制計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。集控中心和各電站基礎(chǔ)平臺設(shè)備和相應(yīng)的值班運(yùn)維人員各自獨(dú)立配置。該模式的優(yōu)點(diǎn)是可以分批接入，分批建設(shè)各水電站，而各電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以將水電站從集控中心脫離出來自主控制。

適用于分布范圍廣、建設(shè)時間跨度大、數(shù)量眾多的梯級水電站，缺點(diǎn)在于其設(shè)備投資及運(yùn)行管理費(fèi)用較高，同時，由于通信系統(tǒng)受到傳輸距離、帶寬、通道費(fèi)用等因素的制約，通信速度受限，為了降低對系統(tǒng)資源的占用，各個水力發(fā)電廠的次要信息通常采用成組發(fā)送，集控中心的實(shí)時性與信息完整受限制。

1.3 擴(kuò)大廠站模式的“一庫兩/多站”梯級水電站工程

當(dāng)多個水電站距離較近時，其集控方式還可采用擴(kuò)大廠站模式。該模式主要特點(diǎn)是將具備條件的多個水電站作為視為一個大型廠站的各個部位，并選定其中一處廠站的監(jiān)控系統(tǒng)作為主控系統(tǒng)，其余廠站的現(xiàn)地控制單元通過通信網(wǎng)絡(luò)接入其中，各接入電站可設(shè)置獨(dú)立的電站監(jiān)控系統(tǒng)也可不設(shè)置。以越南DAK MI4梯級水電站為例，其3個梯級水電站中DM4A站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可同時承擔(dān)承擔(dān)梯級集控中心功能，完成對DM4B、DM4C兩站的全廠設(shè)備控制功能，梯級水電站調(diào)度通信也由DM4A站承擔(dān)，DM4B、C站配置獨(dú)立的站控層計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，在集控站DM4A控制系統(tǒng)因故障退出時可脫離集控中心進(jìn)行單站控制。該模式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可降低投資，實(shí)時性、可靠性較高。劣勢在于其制約條件較多，作為集控中心的水電站站控級一旦退出，該站只能通過現(xiàn)地控制單元進(jìn)行控制操作，且受控水電站不能過多，位置需要相對集中，有條件快速到場進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)。兩種模式的梯級水電站集中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較如圖1所示。

圖1 兩種梯級水電站集控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較圖

經(jīng)分析對比可知，站間交叉冗余方式的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案的實(shí)時性、可靠性最優(yōu)，但于本工程而言性能過剩，無法分發(fā)揮其性能優(yōu)點(diǎn)，且投資過高，經(jīng)濟(jì)性最差，并不能適用于本工程，但可借鑒其站間交叉冗余設(shè)計(jì)思路。梯級水電站集中監(jiān)控模式方案原本具備較好的實(shí)時性、可靠性，但由于本工程兩站控制數(shù)據(jù)耦合程度較高，站間無法直接通信的情況下，集控中心將成為最大的安全薄弱環(huán)節(jié)，改變了該模式集控中心功能定位，無法發(fā)揮其適用分布范圍廣、建設(shè)時間跨度大、數(shù)量眾多的優(yōu)勢，卻完全承擔(dān)了投資及運(yùn)行管理費(fèi)用高、通信速率相對較低的劣勢，不能揚(yáng)長避短，且本工程已規(guī)劃有喀什集控中心，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)層級與通信傳輸環(huán)節(jié)將進(jìn)一步降低系統(tǒng)的實(shí)時性、可靠性，因而也不能很好的解決工程需求。擴(kuò)大廠站模式實(shí)時性、可靠性較優(yōu)，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，盡管其制約條件較多，但因本工程僅考慮主電站與生態(tài)電站兩個電站，且均分布于工程區(qū)域內(nèi)，具備快速到場檢修能力，可充分發(fā)揮該方案的各項(xiàng)優(yōu)勢。

工程選擇在擴(kuò)大廠站模式集控方案基礎(chǔ)上開展計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將主電站中控室作為工程集中控制中心，考慮到工程大壩、各水工建筑物、生態(tài)環(huán)保設(shè)施等功能部位的監(jiān)視、控制在生態(tài)電站集中，生態(tài)電站僅設(shè)置單站監(jiān)控系統(tǒng)略顯單薄，因此通過采用兩站上位機(jī)采用不完全交叉冗余配置的方式，將生態(tài)電站上位機(jī)按全站集中控制分調(diào)中心配置，在擴(kuò)大廠站模式集控方案基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了系統(tǒng)功能及可靠性，使計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能更貼合于工程的運(yùn)行、操作、管理及可靠性要求。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則如下：

(1)將阿爾塔什大壩、主電站、生態(tài)電站視為空間分布擴(kuò)展的一個大型廠站，通過利用在工程大壩、主電站、生態(tài)電站間的冗余光纜構(gòu)成高度冗余可靠的通信通道，工程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案采取整體設(shè)計(jì)、統(tǒng)一實(shí)施的擴(kuò)大廠站集控模式系統(tǒng)方案。監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集配置進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，各類數(shù)據(jù)相互共享，構(gòu)成統(tǒng)一、完整的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)管理信息集中。

(2)根據(jù)“水調(diào)統(tǒng)一部署、電調(diào)獨(dú)立配置、統(tǒng)一數(shù)據(jù)、集中控制”的設(shè)計(jì)原則，將樞紐集控中心設(shè)置在主電站廠房中控室內(nèi)，在生態(tài)電站中控室設(shè)置分調(diào)中心，樞紐水調(diào)統(tǒng)一控制，電廠電調(diào)各自獨(dú)立，兩站上位機(jī)局部交叉冗余，兩站生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)在主電站集中、在生態(tài)電站備份。

(3)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)滿足國網(wǎng)新疆電網(wǎng)調(diào)度中心分別調(diào)度到主電站、生態(tài)電站220kV母線的要求；如遇突發(fā)事件，省網(wǎng)調(diào)度中心可對主電站和生態(tài)站各臺機(jī)組分別進(jìn)行直接調(diào)度。在保證數(shù)據(jù)實(shí)時性的基礎(chǔ)上。按照實(shí)現(xiàn)喀什調(diào)度控制中心(另行建設(shè))對工程2個水電站調(diào)控一體化的指導(dǎo)思想，對監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)備配置進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和實(shí)施。自下而上的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地LCU—廠站級中控室—喀什集控中心的各級自動監(jiān)視、控制、管理，實(shí)現(xiàn)全數(shù)據(jù)傳輸。

(4)系統(tǒng)采用全開放、全分布式系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的容錯能力，保證運(yùn)行穩(wěn)定可靠，局部故障不應(yīng)干擾到設(shè)備的正常運(yùn)行，滿足“無人值班”(少人值守)的運(yùn)行方式需求。通過智能化、數(shù)字化裝置的使用，提高現(xiàn)地層的控制功能先進(jìn)性和穩(wěn)定性，不設(shè)置常規(guī)集中監(jiān)控設(shè)備及回路，各現(xiàn)地控制單元采用具有強(qiáng)容錯能力、雙重化配置的智能控制裝置進(jìn)行監(jiān)控，避免采用傳統(tǒng)繼電器回路，水機(jī)后備保護(hù)功能由獨(dú)立設(shè)置的PLC控制器及獨(dú)立采集單元實(shí)現(xiàn)。

(5)總結(jié)和吸取國內(nèi)外水利水電工程各類水淹廠房事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合“一庫兩站”的特點(diǎn)，為防范計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完全失效的緊急情況下，電站值班人員仍然有對機(jī)組及其流道等重要設(shè)備的處理能力，統(tǒng)一部署發(fā)電引水流道緊急關(guān)閉系統(tǒng)作為水淹廠房或重大事故破壞導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)退出時的防災(zāi)備份手段。

(6)為提升系統(tǒng)抵御網(wǎng)絡(luò)安全攻擊能力，除做好軟、硬件隔離功能外，另配備了專門的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)二次安全防護(hù)及網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置，全站工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)均滿足國家經(jīng)貿(mào)委、國家電力監(jiān)管委員會以及電力系統(tǒng)出臺各各項(xiàng)文件和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

按上述原則實(shí)施的阿爾塔什水利樞紐工程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件平臺采用了南瑞集團(tuán)NC2000 V3.0分布式開放控制系統(tǒng)，系統(tǒng)使用分層、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，縱向上分為廠站層與現(xiàn)地控制單元層，廠站層交換機(jī)按照擴(kuò)展級聯(lián)方式進(jìn)行通信，兩站構(gòu)成一個擴(kuò)大的實(shí)時控制區(qū)，方便后期接入遠(yuǎn)期喀什集控中心，根據(jù)電調(diào)要求，其安全Ⅱ區(qū)及安全Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)獨(dú)立配置，兩站分別上傳電調(diào)部門。橫向劃分為3個安全分區(qū)，分別為實(shí)時控制區(qū)、非實(shí)時控制區(qū)、生產(chǎn)管理區(qū)。主干控制網(wǎng)交換機(jī)采用千兆雙星型結(jié)構(gòu)連接。

廠站層系統(tǒng)設(shè)備主要包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、主電站操作員工作站、主電站工程師工作站、水情測報工作站、電力調(diào)度管理工作站、主電站廠內(nèi)通信服務(wù)器、主電站系統(tǒng)通信服務(wù)器、生態(tài)電站系統(tǒng)兼操作員工作站、生態(tài)電站廠內(nèi)通信服務(wù)器、生態(tài)電站調(diào)度通信服務(wù)器、語音報警及短信服務(wù)工作站及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及基礎(chǔ)平臺設(shè)備等?，F(xiàn)地控制單元層主要設(shè)備有：6套機(jī)組LCU、1套主電站220kV開關(guān)站LCU、1套主電站公用LCU、1套生態(tài)電站220kV開關(guān)站及公用LCU、1套大壩LCU(含左岸遠(yuǎn)程I/O)、1套左岸泄洪洞LCU、2套防水淹廠房緊急關(guān)閉LCU。

監(jiān)控系統(tǒng)廠站層對外通信對象有新疆省調(diào)、喀什地調(diào)以及遠(yuǎn)期喀什集控中心，主電站及生態(tài)電站按調(diào)度要求分別上送至新疆省調(diào)及其備調(diào)喀什地調(diào)，廠站層交換機(jī)預(yù)留了集控千兆接口作為遠(yuǎn)期喀什集控中心接入使用，可經(jīng)專用的網(wǎng)絡(luò)通道接入調(diào)控控制中心。廠內(nèi)通信服務(wù)器采用TCP/IP協(xié)議，負(fù)責(zé)于廠內(nèi)其余分立系統(tǒng)如電能計(jì)量、故障錄波、在線監(jiān)測系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)通信。現(xiàn)地層LCU采用TCP/IPMODBUS為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，各LCU中配置2臺工業(yè)級控制網(wǎng)子交換機(jī)，與站控主網(wǎng)交換機(jī)上以雙星型單模光纜連接。各LCU主控制器均采用冗余配置的SchneiderQuantum系列PLC，配置有4塊以太網(wǎng)板。在確保對現(xiàn)場設(shè)備安全穩(wěn)定控制前提下，現(xiàn)地各個智能設(shè)備與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)盡量采用了智能通信方式，統(tǒng)一規(guī)定采用Modbus現(xiàn)場總線方式?，F(xiàn)地各控制諸元及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在保證安全穩(wěn)定控制的前提下，精簡常規(guī)接線，次要信息統(tǒng)一使用MODBUS現(xiàn)場總線方式。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 阿爾塔什水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

阿爾塔什水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

2.1 擴(kuò)大廠站模式的集控系統(tǒng)

按照擴(kuò)大廠站模式集控方案實(shí)施的阿爾塔什水利樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控，主電站中控室承擔(dān)樞紐集控中心任務(wù)，生態(tài)電站中控室承擔(dān)樞紐分調(diào)中心任務(wù)。通過利用工程光纖通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率優(yōu)勢，依托統(tǒng)一搭建全廠實(shí)時控制區(qū)，在主電站中控室及生態(tài)電站中控室均可對樞紐大壩、閘門及兩個電站進(jìn)行集中監(jiān)控，系統(tǒng)監(jiān)控為兩個電站及大壩閘門設(shè)備設(shè)置了統(tǒng)一的全廠索引畫面，運(yùn)行值班人員可通過兩站任一中控室快速的通過全廠索引調(diào)取所需監(jiān)控界面，集中監(jiān)控和控制兩站所有監(jiān)控設(shè)備。通過完整的權(quán)限設(shè)置和靈活的監(jiān)控組合方式，根據(jù)調(diào)度運(yùn)行需要，主電站及生態(tài)電站可分別值班運(yùn)行，也可在主電站中控室集中監(jiān)控生態(tài)電站及大壩閘門等設(shè)備，特殊情況下生態(tài)電站也可發(fā)揮分調(diào)中心功能，全廠實(shí)時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)在主電站集中，僅實(shí)時數(shù)據(jù)在生態(tài)站備份。數(shù)據(jù)信息的實(shí)時性與信息完整性得到了保障，既滿足了滿足了監(jiān)控方式的靈活性要求，又實(shí)現(xiàn)了樞紐數(shù)據(jù)庫完整統(tǒng)一，同時還兼顧了經(jīng)濟(jì)性。

2.2 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)

硬件可靠性：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對于關(guān)鍵設(shè)備或者穩(wěn)定性要求較高的元件進(jìn)行了可靠性分析及可靠性分配，對最弱環(huán)節(jié)及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)以減少系統(tǒng)可靠性隱患。2座水電站的實(shí)時控制區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均為雙星型網(wǎng)絡(luò)，使用雙路單模光纖作為傳輸介質(zhì)，在網(wǎng)絡(luò)型式上組成冗余結(jié)構(gòu)。接入網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)主機(jī)可實(shí)時監(jiān)測冗余網(wǎng)絡(luò)的傳輸情況，并及時地自通信異常部分的網(wǎng)絡(luò)通道切換至冗余的正常網(wǎng)絡(luò)通道。兩個電站與省、地網(wǎng)調(diào)度中心均使用冗余配置的通信設(shè)備與通道，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、操作員工作站等廠站層的關(guān)鍵設(shè)備均按照冗余配置，現(xiàn)地LCU中可編程控制器使用雙CPU、雙通信熱備技術(shù)，裝置在熱備狀態(tài)運(yùn)行，任一裝置異常失效或檢修維護(hù)狀態(tài)下不影響整套設(shè)備的正常工作。對機(jī)組有功、無功、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等重要控制調(diào)節(jié)信號采用功能冗余設(shè)計(jì)，勵磁、調(diào)速器均采用雙套完全獨(dú)立的、并聯(lián)冗余容錯結(jié)構(gòu)控制器，對機(jī)組事故停機(jī)信息、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信息、廠房排水等重要信息也采用雙路或三路配置。

防范網(wǎng)絡(luò)安全攻擊能力：在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)部署了通用網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和電力專用網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，形成了完整的網(wǎng)格型靜態(tài)防御體系。除配備了硬件隔離裝置之外，還配備了入侵偵測設(shè)備(IDS)、日志審計(jì)系統(tǒng)、惡意代碼防護(hù)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測等裝置。把安全性檢測關(guān)口前移到服務(wù)器設(shè)備，在不安全接觸事件發(fā)生之時、網(wǎng)絡(luò)攻擊條件尚未建立時，找到風(fēng)險所在并加以攔截，避免危害形成事實(shí)，確保樞紐網(wǎng)絡(luò)安全性。

防災(zāi)應(yīng)急設(shè)計(jì)：阿爾塔什水利樞紐配備了獨(dú)立運(yùn)行的防水淹廠房緊急關(guān)閉系統(tǒng)，在因各類不可控原因?qū)е卤O(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障，完全退出的情況下，依靠在兩站中控室配備的緊急關(guān)閉按鈕與兩站機(jī)旁區(qū)配備的防水淹廠房控制柜，處于任一中控室及機(jī)旁區(qū)域值班人員都可通過所處區(qū)域的緊急關(guān)閉按鈕，完成緊急停機(jī)、事故閘門緊急關(guān)閉等重要操作，防止事故擴(kuò)大，大大地增強(qiáng)了樞紐防災(zāi)備份操作能力。

2.3 系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)

為使工程后期實(shí)現(xiàn)智慧水電廠及水利數(shù)字孿生目標(biāo)，全站控制系統(tǒng)采用全智能化控制設(shè)備，不設(shè)置常規(guī)繼電器回路，各部位均采用計(jì)算機(jī)及智能裝置作為主要的控制裝置；現(xiàn)地控制單元主控制器及網(wǎng)絡(luò)模塊均冗余配置，實(shí)時同步采集雙網(wǎng)數(shù)據(jù)，由主用控制器執(zhí)行實(shí)時監(jiān)控指令，故障情況熱切換至備用控制器。水機(jī)保護(hù)采用專用PLC完成控制和保護(hù)功能，具有整套獨(dú)立于主控制器的I/O板卡及采集回路，防水淹廠房緊急關(guān)閉系統(tǒng)配置專用獨(dú)立PLC及光端機(jī)，減少了檢修維護(hù)工作量，提高了可靠性，貫徹了智能化的設(shè)計(jì)思路。同時工程工業(yè)電視系統(tǒng)、防水淹廠房緊急關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)計(jì)時也遵循擴(kuò)大廠站模式集控方案的整體設(shè)計(jì)思路配置并統(tǒng)一實(shí)施，從而保證了視頻系統(tǒng)與防災(zāi)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)性和運(yùn)行管理手段的全面性，適應(yīng)了工程“一庫兩站”的調(diào)度運(yùn)行特點(diǎn)，也提前為工程后期接入喀什梯級調(diào)度集控中心、實(shí)現(xiàn)智慧水電廠打下了基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

阿爾塔什水利樞紐工程具有“一庫兩站”、控制對象分布廣、數(shù)量多等特點(diǎn)，對樞紐計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能配置提出了更高的要求。阿爾塔什水利樞紐工程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)最終按照擴(kuò)大廠站模式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則實(shí)施，功能上采用優(yōu)化的NC2000 V3.0系統(tǒng)，開放的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使得其具有良好的擴(kuò)充性，可穩(wěn)定可靠的監(jiān)視控制分布在樞紐區(qū)域各個生產(chǎn)場所的各類型設(shè)備。工程生態(tài)電站及主電站共6臺機(jī)組已于2021年相繼并網(wǎng)發(fā)電，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行良好，通過擴(kuò)大廠站集中監(jiān)控方案、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)、系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)等手段，為系統(tǒng)的快速響應(yīng)、安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證，該模式已成功在新疆恰木薩水電站、新疆鏨高水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中推廣，同時也提供了一種解決思路，可供后續(xù)同類包含生態(tài)電站的項(xiàng)目參考。