王香玲，盧小芳，梁玉飛，李英杰，張聰穎，閔陳鵬

（1.北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038；2.五強(qiáng)溪電廠，湖南 懷化 419600）

五強(qiáng)溪水電廠始建于1956年，總裝機(jī)容量125萬kW（5×250 MW），1994年12月第一臺機(jī)組發(fā)電，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用美國蘭吉爾SCADA系統(tǒng)。隨著設(shè)備停產(chǎn)與老化，監(jiān)控系統(tǒng)故障頻發(fā)，2006年10月，五強(qiáng)溪水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行第一次升級改造，改造后計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科水電科技開發(fā)有限公司自主研發(fā)先進(jìn)成熟的H9000 V3.0系統(tǒng)，截至2019年底，系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行13年。近年來，因智能化步伐的加快與推進(jìn)，五強(qiáng)溪電廠進(jìn)入第二次計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)升級改造，升級改造后計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科水電科技開發(fā)有限公司新一代iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)，本次升級改造項目還包括五強(qiáng)溪水電廠正在建設(shè)的擴(kuò)機(jī)工程機(jī)組（2×250 MW）和擴(kuò)機(jī)公用系統(tǒng)的接入。擴(kuò)機(jī)工程未設(shè)置獨(dú)立的廠站層系統(tǒng)，其監(jiān)視控制直接由升級改造后的iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)完成，擴(kuò)機(jī)工程出線五張線等設(shè)備直接接入五強(qiáng)溪水電廠老廠開關(guān)站。

1 監(jiān)控系統(tǒng)升級改造目標(biāo)

首先確定整套計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)升級改造計劃，根據(jù)電廠生產(chǎn)運(yùn)營與調(diào)度許可確定實施工期和完成節(jié)點(diǎn)。2020年11月26日，iP9000智能一體化平臺伴隨4號機(jī)組檢修工期的結(jié)束，與4號機(jī)組升級改造同步投運(yùn)。iP9000智能一體化平臺與老監(jiān)控H9000 V3.0系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，成功將升級改造后的4號機(jī)組設(shè)備信息上送至湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)兩上級調(diào)度。升級改造后的4號機(jī)組亦成功接入五凌集控，實現(xiàn)了五凌集控對五強(qiáng)溪電廠的遙測、遙信、遙調(diào)、遙控四遙功能。安全Ⅱ區(qū)的投運(yùn)實現(xiàn)了與機(jī)組在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，接收4號機(jī)組振動擺度數(shù)據(jù)并上送五凌集控，確保了五凌集控對機(jī)組在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。

2020年12月至2021年10月期間，相繼完成1號機(jī)組、3號機(jī)組、5號機(jī)組、公用系統(tǒng)、2號機(jī)組的升級改造目標(biāo)。2021年10月，iP9000智能一體化平臺安全Ⅱ區(qū)與電廠水情水調(diào)系統(tǒng)、五防系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)互通。

2 開關(guān)站LCU升級改造設(shè)計方案

開關(guān)站LCU升級改造有三種設(shè)計方案，分別是分階段實施、新開關(guān)站LCU一次上線、與擴(kuò)機(jī)工程同步接入。其優(yōu)缺點(diǎn)比較如下。

2.1 分階段實施

（1）老監(jiān)控上位機(jī)設(shè)備停產(chǎn)老化

優(yōu)點(diǎn)：直接接入新監(jiān)控系統(tǒng)，老監(jiān)控上位機(jī)退役。

（2）運(yùn)行維護(hù)

優(yōu)點(diǎn)：僅維護(hù)新系統(tǒng)，工作量減半。

（3）全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

優(yōu)點(diǎn)：僅僅影響開關(guān)站新LCU升級改造周期。但其它LCU升級后更換下來的舊模塊，為老開關(guān)站LCU設(shè)備持續(xù)運(yùn)行提供了充足保障。

（4）申請停電次數(shù)

優(yōu)點(diǎn)：僅1次，擴(kuò)機(jī)接入時。

（5）安全性

缺點(diǎn)：第一階段：不停電調(diào)試，必須做好安全防護(hù)。第二階段：停電施工，安全性強(qiáng)。

（6）遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

優(yōu)點(diǎn)：僅監(jiān)控新系統(tǒng)，運(yùn)維工作量減半。

（7）遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

優(yōu)點(diǎn)：完整上送全廠數(shù)據(jù)。

（8）AGC試驗

優(yōu)點(diǎn)：第一階段：5套機(jī)組AGC投運(yùn)。第二階段：7套機(jī)組AGC投運(yùn)。

（9）AVC試驗

優(yōu)點(diǎn)：第一階段：5套機(jī)組AVC投運(yùn)。第二階段：7套機(jī)組AVC投運(yùn)。

（10）全廠經(jīng)濟(jì)效益

優(yōu)點(diǎn)：停電僅1次，經(jīng)濟(jì)效益不受影響。

2.2 新LCU一次性上線

（1）老監(jiān)控上位機(jī)設(shè)備停產(chǎn)老化

優(yōu)點(diǎn)：直接接入新監(jiān)控系統(tǒng)，老監(jiān)控上位機(jī)退役。

（2）運(yùn)行維護(hù)

優(yōu)點(diǎn)：僅維護(hù)新系統(tǒng)，工作量減半。

（3）全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

優(yōu)點(diǎn)：不影響全廠監(jiān)控系統(tǒng)升級改造周期。

（4）申請停電次數(shù)

缺點(diǎn)：2次。

（5）安全性

優(yōu)點(diǎn)：停電施工，安全性強(qiáng)。

（6）遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

優(yōu)點(diǎn)：僅監(jiān)控新系統(tǒng)，運(yùn)維工作量減半。

（7）遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

優(yōu)點(diǎn)：完整上送老廠數(shù)據(jù)。

（8）AGC試驗

優(yōu)點(diǎn)：第一階段：5套機(jī)組AGC投運(yùn)。第二階段：7套機(jī)組AGC投運(yùn)。

（9）AVC試驗

優(yōu)點(diǎn)：第一階段：5套機(jī)組AVC投運(yùn)。第二階段：7套機(jī)組AVC投運(yùn)。

（10）全廠經(jīng)濟(jì)效益

缺點(diǎn)：停電2次，經(jīng)濟(jì)效益受影響。

2.3 與擴(kuò)機(jī)工程同步接入

（1）老監(jiān)控上位機(jī)設(shè)備停產(chǎn)老化

缺點(diǎn)：擴(kuò)機(jī)工程2023年底接入，老監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備恐怕無法支撐。

（2）運(yùn)行維護(hù)

缺點(diǎn)：新老監(jiān)控系統(tǒng)并存，運(yùn)行維護(hù)工作量大。

（3）全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

缺點(diǎn)：延長了全長監(jiān)控系統(tǒng)升級改造周期。

（4）申請停電次數(shù)

優(yōu)點(diǎn)：僅1次。

（5）安全性

優(yōu)點(diǎn)：停電施工，安全性強(qiáng)。

（6）遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

缺點(diǎn)：新老監(jiān)控系統(tǒng)，增加運(yùn)行維護(hù)工作量。

（7）遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

缺點(diǎn)：老廠上送調(diào)度數(shù)據(jù)不完整。

（8）AGC試驗

缺點(diǎn)：全廠高級應(yīng)用AGC功能無法投運(yùn)。

（9）AVC試驗

缺點(diǎn)：全廠高級應(yīng)用AVC功能無法投運(yùn)。

（10）全廠經(jīng)濟(jì)效益

優(yōu)點(diǎn)：停電僅1次，經(jīng)濟(jì)效益不受影響。

3 開關(guān)站LCU升級改造實現(xiàn)原則

2021年10月，隨著2號機(jī)組升級改造完成，五強(qiáng)溪水電廠開關(guān)站LCU升級改造設(shè)計方案經(jīng)多方會審，并依據(jù)上述優(yōu)缺點(diǎn)對比，同時鑒于擴(kuò)機(jī)工程計劃2023年底投產(chǎn)的目標(biāo)，開關(guān)站LCU升級改造采用分階段實施的設(shè)計方案。第一階段，老開關(guān)站LCU在原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持不變的情況下接入iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)，第二階段，根據(jù)五強(qiáng)溪水電廠現(xiàn)場實際運(yùn)行情況進(jìn)行新開關(guān)站LCU的拆裝，第三階段，擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入。

開關(guān)站LCU改造涉及全廠機(jī)組的發(fā)電運(yùn)行，計劃安排及改造過程應(yīng)慎之又慎，必須周密部署，嚴(yán)格把關(guān)。老開關(guān)站接入施工改造期間，盡可能不影響機(jī)組運(yùn)行，調(diào)試時間盡可能短，遵循設(shè)備接入時無誤操作及無信號動作，調(diào)試LCU控制權(quán)切至“遠(yuǎn)方”，非調(diào)試LCU控制權(quán)切至“現(xiàn)地”，避免設(shè)備誤動。

4 開關(guān)站LCU升級改造實施步驟

4.1 第一階段-老開關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺

（1）老開關(guān)站LCU畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)增加老開關(guān)站LCU相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫。

（2）通信出廠調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與老開關(guān)站LCU通信出廠調(diào)試。

（3）現(xiàn)場通信離線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地老開關(guān)站LCU通信離線調(diào)試。

（4）與集控通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

（5）現(xiàn)場通信在線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地老開關(guān)站LCU通信在線調(diào)試。

（6）與集控通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控動態(tài)調(diào)試。

（7）與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

（8）與調(diào)度通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動態(tài)調(diào)試。

4.2 第二階段-新開關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺

（1）新開關(guān)站LCU盤柜

新開關(guān)站LCU盤柜加工、配線。

（2）數(shù)據(jù)庫對象設(shè)計

新開關(guān)站LCU數(shù)據(jù)庫對象分類設(shè)計審核。

（3）程序設(shè)計

新開關(guān)站LCU程序設(shè)計。

（4）新開關(guān)站LCU畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)增加新開關(guān)站LCU相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫。

（5）出廠聯(lián)調(diào)

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與新開關(guān)站LCU通信出廠調(diào)試。

（6）出廠驗收發(fā)貨

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與新開關(guān)站LCU通信出廠驗收及發(fā)貨。.

（7）新盤柜安裝

拆除舊盤柜、安裝新盤柜。

（8）現(xiàn)場通信離線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地新開關(guān)站LCU通信離線調(diào)試。

（9）與集控通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

（10）現(xiàn)場通信在線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地新開關(guān)站LCU通信在線調(diào)試。

（11）與集控通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控動態(tài)調(diào)試。

（12）與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

（13）與調(diào)度通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動態(tài)調(diào)試。

（14）高級應(yīng)用

全廠高級應(yīng)用AGC、AVC廠控、調(diào)度開環(huán)、閉環(huán)調(diào)試（5套機(jī)組試驗）。

4.3 第三階段-擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入iP9000智能一體化平臺

（1）數(shù)據(jù)庫對象設(shè)計

擴(kuò)機(jī)工程五張線數(shù)據(jù)庫對象分類設(shè)計審核。

（2）程序設(shè)計

新開關(guān)站LCU擴(kuò)機(jī)工程五張線程序設(shè)計。

（3）五張線路

擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入新開關(guān)站LCU。

（4）現(xiàn)場通信離線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地開關(guān)站LCU擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備通信離線調(diào)試。

（5）與集控通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

（6）現(xiàn)場通信在線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地開關(guān)站LCU擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備通信在線調(diào)試。

（7）與集控通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控動態(tài)調(diào)試。

（8）與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

（9）與調(diào)度通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動態(tài)調(diào)試。

（10）高級應(yīng)用

全廠高級應(yīng)用AGC、AVC廠控、調(diào)度開環(huán)、閉環(huán)調(diào)試（7套機(jī)組試驗）。

5 結(jié)語

五強(qiáng)溪水電廠開關(guān)站LCU根據(jù)以上設(shè)計方案、實現(xiàn)原則和實施步驟，已順利完成開關(guān)站LCU升級改造的第一階段工作，即老開關(guān)站LCU（H9000 V3.0系統(tǒng)）直接接入iP9000智能一體化平臺。第二階段新開關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺工作正在實施。2023年年底即開展第三階段擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入iP9000智能一體化平臺。經(jīng)過將近一年的驗證，五強(qiáng)溪開關(guān)站LCU升級改造分段實施方案行之有效，特別是電廠運(yùn)行維護(hù)人員不再同時監(jiān)控維護(hù)兩套系統(tǒng)，不僅減少了人力物力，也為電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障，降低了經(jīng)濟(jì)與社會成本。五強(qiáng)溪水電廠開關(guān)站LCU升級改造設(shè)計方案的成功實現(xiàn)，為未來其它電站開關(guān)站的升級改造提供了寶貴經(jīng)驗與借鑒。