水电站监控系统上位机升级改造及接入流域集控中心案例分析实施

水电站监控系统上位机升级改造及接入流域集控中心案例分析实施

王虎进

大唐碧口水力发电厂甘肃陇南746412

摘要：该文以石鸡水电站为例介绍了水电站监控系统上位机升级改造及接入流域集控中心的方案分析实施及取得的实际成果。为水电站同类监控设备升级改造及集中控制管理模式探讨提供了参考借鉴经验。

关键词：水电站；监控；升级改造；集控运营

1概况

随着计算机技术和电力系统自动化水平的迅猛发展，在区域内对多个水电站进行集中控制，对于水电站科学调度和经济管理起到至关重要的作用。石鸡水电站位于甘肃省文县境内的白水江上，为径流引水式开发，开发建设任务是发电。总装机容量32MW（2×16MW），机组为轴流转桨式机组。是大唐碧口水力发电厂“四站一体”管理模式下最上游的一个电站。所属碧口、麒麟寺、苗家坝已成功接入白龙江流域调度集中控制中心。本次改造将实现白龙江流域调度集中控制中心与石鸡水电站的数据更新、通信连接及控制接入。

白龙江流域调度中心监控系统结构

2原监控系统结构组成及存在问题

原监控系统结构主要为：两套主机兼操作员工作站，其中一台为主控机负责采集控制功能的实现，另一台（备份机）作为系统管理机负责监视网上各台机的运行情况，备份主控机的数据库。一套通讯服务器实现电站监控数据与地调数据的传输实时上送。一套GPS卫星时钟同步系统实现与各个LCU进行时钟同步。一套容量3kVA的逆变电源（UPS）。三套现地控制单元（LCU），1～2#机组各设一套LCU，全厂公用及开关站设一套LCU。承担现地控制级所属设备的全部监控任务。一套闸门远控单元。实现电站主控级对1、2号泄冲闸监控任务。

监控系统现有设备配置无法满足接入远方调度集控中心后对电站机组以及泄冲闸的监视和控制功能。存在上位机配置较低可靠性差、主机同时兼操作员站功能出现故障对电站监控系统影响较大、使用8000型组态软件与集控中心使用南瑞NC2000组态软件不兼容、UPS容量偏小无法保证断电续航要求等问题。

3监控系统上位机升级改造解决方案

配置两台HPDL388G9型服务器，采用六核E5-2630处理器，为主备冗余配置，优化原上下位机通讯程序，将机组LCU、辅机及开关站控制LCU、闸控系统接入监控上位机，实现各现地控制单元的控制和监视以及2台闸门控制系统的远程监视控制。配置2台HPZ440型工作站作为调度远动通信工作站，采用四核E5-1603v3处理器，配置双机冗余切换调制解调器，实现与地调PCM四线通讯的冗余配置。完成通讯机与远动104通讯设备的连接。配置2台HPZ440型工作站作作为集控远动通讯工作站，采用四核E5-1603v3处理器，实现集控中心对电站的控制监视。

配置1台纵向加密装置、1台H3CS3600V2-28TP-EI型三层交换机，将电站接入集控中心。新增集控104通讯，实现机组监控系统与集控设备的通讯。

3、配置1台10KVA的美国OYAMAUPS，用于监控上位机系统的供电，UPS直流由电站直流系统供给。

4、进行串口通信管理装置升级改造，使用16串口通信管理装置NARISJ-30B替换现场多串口装置GW2208C-MEGA，同时对现场通讯设备进行接入，实现对现地PLC的数据上行及下行控制。

5、配置一套SK-2UA型北斗时钟同步系统，并将时钟信号分发到计算机监控系统。

6、配置1面标准网络柜用于安装新增监控服务器和通讯机。

7、对监控上位机软件进行全面升级替换，将原8000型组态软件升级为运行在Linux操作系统的南瑞NC2000组态软件，更加安全可靠，同时便于与集控系统的接入。

4监控系统上位机升级改造方案实施及效果

监控系统上位机整体替换及功能试验。整理1、2号机组LCU、公用及开关站控制LCU以及1、2号泄冲闸控制单元的模拟量AI、开入量DI、脉冲量PIN、开出量DO、模出量AO等测点的定义及属性。进行通信规约及报文参数配置并建立更新数据库、画面、点表。完成上位机的整体替换进行电站侧各项功能试验并接入集控中心。

进行集控静态试验。将集控中心的工程师站bljeng和调试笔记本分别模拟成集控侧通讯机bljtxcom1和石鸡电站侧通讯机jkcom1，将集控侧最新的数据库、画面、点表等导入bljtxcom1上，模拟为104通讯主站系统；将石鸡电站侧最新的数据库、画面、点表等导入jkcom1上，模拟为104通讯子站系统；将两台机器背靠背直连，104通讯链路建立，进行“遥信、遥测、遥控、遥调”信号核对工作。

进行集控动态试验。将集控中心最新的数据库、画面、点表等同步到集控侧通讯机bljtxcom1、bljtxcom2和bljop3上；将石鸡电站最新的数据库、画面、点表等同步到电站侧通讯机jkcom1、jkcom2、sjmain1和sjmain2上。进行“遥信、遥测、遥控、遥调”信号核对工作。进行遥信核对时，电站侧配合人员打开sjmain1（操作员站1）上的测点索引，集控侧配合人员打开bljop3（操作员站3）上的测点索引，逐个核对#1、#2机组、公用、辅助1、辅助2上的开关量信号一致，根据现场实际情况模拟部分信号0-1变位、1-0变位，核对测值正常，简报报警正常。进行遥测信号核对时，电站侧配合人员打开sjmain1（操作员站1）上的测点索引，集控侧配合人员打开bljop3（操作员站3）上的测点索引，逐个核对#1、#2机组、公用、辅助1、辅助2上的模拟量信号一致，根据现场实际情况模拟部分信号变化，核对正常。进行遥控信号核对时，在集控bljop3上，打开石鸡电站相应的操作控制画面，在与电站配合人员确认允许操作后，点击相应的操作按钮下发遥控信号，确认电站侧接收到正确的遥控令，设备动作正常，观察集控侧信号反馈正常。包括控制权操作、电站1、2号机组单步操作以及电站1、2号机组状态控制、公用开关及刀闸操作、泄冲闸开关停操作等。进行遥调信号核对时，在bljop3上打开石鸡电站相应的操作控制画面，在与电站配合人员确认允许操作后，点击相应的操作按钮下发遥调信号，确认电站侧接收到正确的遥调设值令，设备动作正常，观察集控侧信号反馈正常。

石鸡水电站改造后监控系统结构

5结语

石鸡水电站监控系统上位机的升级改造有效消除了原监控系统存在的问题和缺陷并成功接入集控运行。实现了白龙江流域调度集中控制中心对石鸡水电站的监视控制。减轻了运行人员劳动强度，减少了电站人力资源投入，同时为大唐碧口水电厂对四站进行统一科学调度和安全经济管理以及智能化电厂建设打下坚实基础，取得了良好的实际效果。