H9000V4.0计算机监控系统在缅甸瑞丽江项目中的应用

张 捷，文正国，冯 迅，张显兵，迟海龙，梁 薇，汪华强，陶海涛

（北京中水科水电科技开发有限公司，北京 100038）

H9000V4.0计算机监控系统在缅甸瑞丽江项目中的应用

张 捷，文正国，冯 迅，张显兵，迟海龙，梁 薇，汪华强，陶海涛

（北京中水科水电科技开发有限公司，北京 100038）

缅甸瑞丽江水电站是缅甸最大的水电项目，由于电站属于BO T项目，面临许多特殊问题。介绍了缅甸瑞丽江项目计算机监控系统如何解决这些问题及主要功能的实现，并借此机会实现系统功能提升的总体结构。

H 9000计算机监控系统；现地控制；中英文切换；多语言；SFC

1 电站概况及电站计算机监控面临的特殊问题

瑞丽江水电站位于缅甸北部掸邦境内紧邻中缅边境的瑞丽江干流上。电站装机容量600MW，装机6台，单机容量100MW。由于该电站目前属于缅甸大型电站，并且该电站需要对中方、缅方同时供电，所以，存在以下几个特点：

（1）该电站采用缅方人员和中方人员同时对各自机组进行控制的方式，要求监控系统可以实现中、英文系统的平滑切换，同时要求保证采集数据不丢失，从而满足两国人员可以非常方便地对各自机组实施控制的需求。

（2）该电站属于缅甸大型电站，对缅甸电网的稳定有着直接的影响，所以，如何保证电站的安全、稳定运行是计算机监控系统的重要任务。

（3）由于缅方的线路为230kV标准设计，中方的线路采用220kV标准设计，同时，与中方和缅方对应并网的机组有可能会随着工程的进行而变换，所以，要求监控系统既可以对220kV线路并网也可以对230kV并网。

（4）由于缅甸运行人员和检修人员的技术水平较差，所以，计算机监控系统需要设计的更加人性化才能满足缅方人员的运行要求；同时为了更好地区分现场各个设备的好坏，并可以及时解决相关问题，需要程序可以实现单步控制。

2 电站监控系统的总体结构

整个电站可以分为现地单元层、厂站控制层、GPS对时系统三部分，其中，现地单元层包括以下部分：

6 套机组LCU，1套开关站LCU，1套坝区LCU，1套公用LCU，1套电能计量LCU。除电能计量LCU之外，其它所有LCU均由可编程控制器组成，并且所有可编程控制器及控制电缆均采用热备冗余设计。厂站层与现地层之间的数据通讯采用以太网通讯模式，该模式采用双网采集、控制方式，保证了在任何一条链路出现问题的情况下，另外一条链路可以正常采集、控制现地LCU的数据。电能计量LCU采用IEC 102通讯规约，将电站各个部分的电量采集到厂站层，并形成相应的报表。

厂站层包括以下部分：

数据服务器、操作员工作站，工程师工作站，厂内通讯服务器，集控中心通讯服务器，缅调通讯服务器，省调通讯服务器，ON-CALL工作站。

3 设计原则及主要功能的实现

考虑到瑞丽江水电站的特点和对缅甸电网的重要作用，电站监控系统按照以下原则进行设计：

3.1 监控系统需要具备中、英文双语平滑切换功能

瑞丽江水电站属于BOT项目，由中方负责建设并在初期负责运行和维护，后期将会移交给缅方独立运营。中方人员需要中文环境，缅方运行人员要求英文环境，要求监控系统的画面、报警等均可支持中、英文两种显示模式。因此，为了便于运行人员进行操作，监控系统设计了“一键切换”功能，运行人员通过对界面上按键的简单操作，能够实现整个系统在中文、英文之间的平稳切换，并保持系统的正常运行，不会因为切换而造成数据的丢失和对远方设备的误动。为此，中水科技公司在原有的H9000计算机监控系统单语言版本的基础上研制开发了H9000系统的双语版本。该版本通过在实时数据库、人机界面等方面对原来单语言的H9000数据库系统进行升级，在不改变原来体系结构的情况下，实现了双语功能，并实现了“一键切换”功能，用户仅需点击菜单项，即可将系统从当前的语言环境切换到另外一个语言环境中，人机界面、报警等也将会变为另一个语言环境下的内容。由于该方法具有较强的通用性，所以，可以实现任意两种语言的组合，如中英文组合、英法文组合等。

3.2 监控系统中的主要设备及为主要设备供电的电源均采用冗余工作方式

瑞丽江水电站属于缅甸的大型电站，对缅甸电网的稳定有较大的影响，所以，电站的安全要求较高，为保证电站可以安全稳定运行，监控系统中的主要设备和供电电源均采用冗余工作方式。主、备用CPU热备冗余工作方式可以在主用CPU发生故障的同时，发生主、备用CPU的切换，不会出现任何扰动现象影响外围设备的运行；系统采用冗余数据的采集、控制结构，每套CPU都可以通过A、B两套I/O数据网对远程I/O实施采集和控制，任何一套网络出现问题的情况下，CPU会从另外一套网络上获得远程I/O数据，从而保证了数据采集与控制的可靠性；瑞丽江监控系统采用现地、远方两种控制模式对机组进行控制，现地控制方式为远方控制方式的备用模式，当远程计算机控制系统全部瘫痪或与现地LCU的通讯完全中断的时候，操作人员可以通过LCU上的触摸屏对机组进行控制操作、运行监视、在线维护和事故处理，更符合控制系统危险分担原则；现地LCU还采用两台电源构成冗余方式为LCU的主要设备供电，在任何一台电源损坏的情况下，另外一台电源仍然可以为整套设备供电，将LCU控制系统瘫痪的可能性降到最低。

3.3 监控系统采用独立的水机保护装置

为了保证机组在主、备用CPU全部瘫痪的情况下，可以在机组出现事故的时候及时停机，现地LCU还提供了另外一套单独的PLC和单独的电源用来为机组提供后备水机保护。当两台CPU完全瘫痪的情况下，这套单独的PLC将接管机组控制，在水机保护信号产生的同时，使机组停机，达到保护机组的目的。

3.4 网络故障CPU切换功能

施耐德CPU一般情况下仅能在主用CPU出现故障的时候，产生主、备用CPU切换，但是这种模式存在问题，当与主用CPU相关的网络模块全部出现问题的时候，施耐德CPU不会产生切换，这时仅能通过人为干预的措施对CPU实施切换，才可以保证远程计算机对数据的采集，这样做将会大大降低数据采集的实时性，在人为切换过程中的所有数据也会丢失，不能满足监控系统对数据实时采集和控制的功能，更不能满足出现事故时电厂人员对事故的分析。考虑到上述问题，根据CPU运行的基本原理，编写程序使主、备用CPU在运行的过程中，均采集各自相关网络模块的状态，并互相交换网络模块的状态信息，当与主用CPU相关的网络模块全部损坏之后，备用CPU会自动升级为主用CPU。自动切换较人为干预的时间大大缩短，完全可以保证数据采集和控制的实时性。

3.5 监控系统适应中方220kV及缅方230kV线路同期并网要求

由于缅方线路采用230kV标准设计，中方线路采用220kV标准设计，同时，该电站的6台机组先投哪台机组，对何方供电没有完全确定，所以，需要监控系统设计成既可以对220kV线路并网也可以对230kV并网模式，以满足双方各自的并网要求。监控系统的机组及开关站LCU设计了缅方、中方切换方式，当把手切换到缅方时，与缅方线路侧对应的PT电压将切换到同期装置的输入端，当把手切换到中方时，与中方线路侧对应的PT电压将切换到同期装置的输入端，两种PT电压互相闭锁，不会出现两种PT电压同时进入同期装置的情况。同时，开关站部分为了防止操作人员对中、缅双方线路的错误选择，保证对中、缅双方供电的安全性和可靠性，LCU还采用程序逻辑闭锁加把手控制的方式，增强了操作人员手动操作的可靠性。在操作人员通过把手选择需要投入某个线路的断路器之后，程序会自动将与该断路器相关的所有输入电压投入手准同期装置，并且对于缅方和中方线路来讲，同一时间仅允许中方或缅方投入一条线路合闸程序，如果其它线路的合闸程序没有完全退出，则不允许选择另外一条线路进行合闸操作，这样操作人员仅需要选择对某条线路合闸，而不需要像以前一样还需要选择投入输入电压，大大降低了操作人员出现误操作的可能性；在现地触摸屏上，还会对所选线路操作进行提示，操作人员可以根据相应提示对把手进行操作，大大增强了对开关操作的人性化，并减小了操作人员因为遗忘而造成某些把手无法复归的可能性。

3.6 监控系统需要采用更清晰的流程结构，便于运行人员调试和维护

对于机组调试来讲，由于以前的程序无法实现单步控制功能，所以，在机组调试的过程中仅能对整个流程实施控制，无法分清在程序运行的第几步出现问题，更无法精确计算对设备单步控制的时间，所以，如果开停机流程出现超时问题，仅通过经验判断是在哪一步出现问题，而不能通过数据查明哪一步出现时间过长的问题，不仅局限了问题查找人员的层次和水平，而且无法对问题做出客观的判断，更不利于对问题提出快速的解决方案。通过机组的单步控制，调试人员可以清晰地看到程序目前运行到第几步，在该步上应该对哪些设备进行操作，并记录下该步的运行时间和整个程序的运行时间。同时，通过人机界面将程序每一步的执行条件及每一步对相应设备的操作以画面的形式表现出来，使运行人员可以非常清晰地看到程序运行的整个过程，并非常容易地找出造成程序运行不下去的原因，更便于运行人员对机组的维护。

4 实际应用

瑞丽江计算机监控系统的投运，完全满足了中、缅双方的要求，实现了中英文切换，可以既对缅方线路，也对中方线路并网等复杂功能。现地部分从对数据的采集到对机组的控制均采用冗余设计，大幅度提高了机组运行的安全性、可靠性，同时，由于采用了顺序控制流程，大大缩短了机组的调试时间，方便了运行人员对机组的监控，完成了电厂要求的一年四投计划，并且从投入运行至今尚未出现重大事故，实现了安全稳定运行的目标，证明了瑞丽江计算机监控系统的设计原则和主要功能是十分安全、可靠的，为国外大型水电站项目的应用打下了良好的基础。

[1]文正国，迟海龙，张玉平.H9000计算机监控系统双语功能的实现[C].第二届水力发电技术国际会议论文集，2009.3.

[2]杨春霞，李建辉，张捷，等.三峡右岸电站计算机监控系统配置及LCU 功能实现[J].水电自动化与大坝监测，2007，31(4)∶1-6.

[3]张捷，杨春霞，张显兵.SFC在三峡现地LCU中的实现[J].水电站机电技术，2008，（3）.

[4]IEC 61131-3国际标准简介[Z].

[5]Unity Pro语言和程序结构参考手册[Z].施耐德电气公司.

TP273+.5

B

1672-5387（2010）03-0024-02

2010-04-28

张捷(1976-)，男，工程师，硕士，主要从事电站计算机监控系统的开发、研制工作。（E-mail∶bjzhj1976@163.com）