水电厂计算机监控系统改造对策探讨

邹亮

（五凌电力有限公司 湖南长沙 410004）

水电厂计算机监控系统改造对策探讨

邹亮

（五凌电力有限公司 湖南长沙 410004）

本文主要以某水电厂计算机监控系统为研究实例，该水电厂原先采用SSJ-3060型系统，改造后采用NC2000型新系统。本文首先介绍了水电厂计算机监控系统改造的难点和注意事项，然后对该水电厂的计算机监控系统改造方案进行了详细探究。

水电厂；计算机监控系统；改造

1 引言

现如今，很多水电厂现有监控系统备件、系统扩充以及网络安全防护系统已经无法适应新时期水电厂发展需要，迫切需要对现有监控系统进行改造，推进水电厂持续发展。

2 水电厂计算机监控系统改造的难点

2.1 两套监控系统的平稳过渡

由于新旧两套监控系统是由两家不同公司生产的产品，在安全理念、数据模型以及网络结构都存在较大差异，但从连续性和实用性考虑，应尽可能保留原监控的一些长处。由于知识产权等因素，新监控系统无法完全获得老监控中的所有信息资料，尤其是内部结构、数据点表等，如何实现两套监控系统的平稳过渡就显得尤为重要。

2.2 新系统中接入老系统数据

改造期间如何确保未改造设备的安全运行，实现新监控系统对所有设备的正常监控，就面临着现场施工顺序安排以及老监控系统数据接入的问题。在新监控系统改造过程中，原老监控系统的通信规约将取消，用于外送数据的方式将要变更，如何在新的监控系统接入老监控系统的数据从而实现对所有设备的监控，也是一大难点。

2.3 调度的监视和控制

由于新监控系统与调度之间的数据交换采用某一种通信规约，通信设备采用调度专用通信机。调度通信机通过通信软件实现新监控系统向调度主站发送全厂遥测、遥信数据及接收调度向全厂所下发的遥调、遥控命令。在新监控系统安装调试时，原老监控系统与网调和梯调的通信规约将取消，且集控只能控制已改造的机组。为了使调度能够在新监控系统安装调试时监视到未改造的LCU，就需要新监控系统将老监控系统未改造LCU的数据取过来，而这也是改造难点。

3 水电厂计算机监控系统概况

该水电厂原监控系统使用的是SSJ-3060系统，大体分为上位机、下位机及厂内光纤通信网3个部分。上位机主要由2台主计算机，2台操作员工作站，1台工程师工作站，1台通信工作站，1台中调通信机以及1台历史数据站组成。下位机采用9套SJ-600型现地控制单元（LCU），分别对应6台机组，110kV和220kV开关站和公用设备。上位机和下位机均连至冗余快速光纤通信网，经路由器连接。上位机经过多年连续不间断运行，逐渐出现一些安全问题，影响电厂发供电安全。因此需对上位机系统升级改造，以消除安全隐患。

4 改造方案

4.1 方案概述

根据现场LCU保留现有设备，在今后的一段时间内还将继续按原有方式运行的实际情况并结合电厂检修计划，改造将分多个阶段实施，按类别可分为前期、中期、后期3个阶段，最终完成整个监控系统的改造。

前期主要安排新上位机系统搭建；中期主要工作为首先安排1套机组LCU作试点接入新系统并做相关试验，并在试验完成后及时退回老系统运行。然后根据此套LCU接入的经验以及电厂的检修计划依次将老系统剩余LCU全部接入新系统试验；后期主要安排新老系统一次性更替，新系统全面投入运行，老系统退出，并完成新系统功能完善，包括调度通信调试、自动发电控制（AGC）/自动电压控制（AVC）功能实现等。

4.2 具体实施方案

4.2.1 前期改造方案

新、老系统并存，新、老系统分开独立运行。新系统搭建完毕并做各项功能检测，全厂监控任务仍由老系统担任。

由于调度通信需要对遥测信息的线性度及遥测信息的反应时间进行测试，因此在接入过程中需要进行信号模拟试验。在前期工作中，需完成与调度通信的任务，通信通道可以采用之前一直闲置的104备用通道，以便中期单台LCU接入试验时核对四遥信息。这一阶段改造主要为中期阶段LCU接入新系统内试验做准备。

4.2.2 中期改造方案

（1）首台LCU接入

安排1套机组LCU作为试点接入新系统并做相关试验，主要包括：测点核对、控制调节及画面报表核查等，在试验完成后及时退回老系统运行。

在整个改造过程中，新、老系统严格分开运行。注意观察新上位机和接入机组LCU的信号和控制是否正常，如发现异常，应检查处理正常后再进行下一步试验。单点开出控制设备时，设备现场需有人监视。

（2）其他LCU逐步接入新系统

随电厂检修计划的安排，将其余LCU逐一接入新上位机系统进行试验，试验完成后再接回老系统内。每台LCU将根据计划逐台接入新系统进行完整试验，试验完成后退回老系统继续运行。

这样所有LCU全部做完接入试验后，验证了新系统当前的数据库和相关配置满足在后期改造阶段将所有LCU一次性接入的要求，老系统也做好向新系统一次性接入的所有工作。

（3）新系统与调度通信的静态调试

在试验过程中中断104通道并不会造成与调度侧的通信中断，而且单台机与调度的对点试验完成后，104通道立即恢复到老系统，与101通道形成冗余，并不影响其他LCU在老系统内的安全稳定运行。

4.2.3 后期改造实施方案

（1）方案简述

新、老系统并存，新、老系统由独立分开运行转为合并运行，最终实现老系统退出，新系统取而代之。

这一阶段所有LCU一次性接入新系统并做相应监控系统数据上送状态检查及控制试验；电厂需要提前向调度中心提交改造申请，由省调批复各台LCU连续的停电计划，在最短的时间内将各个LCU依次接入新系统中。

（2）调度通信接入测试

根据新系统结构要求，原来由老系统集控通信机完成的调度通信任务将转移至新增的调度通信机完成。这阶段与省调的通信将在短时间内完全中断。随着新上位机系统完全接入的完成，可重新恢复监控系统与调度的数据互换。通信恢复后，与调度中心再次简单核对一下各类测点，即可投入运行。

（3）完善新系统功能

在新系统上完成全系统AGC/AVC、数据采集、运行监视、控制调节、计数统计以及事故追忆等各种功能的调试。

4.3 方案总结

由于此次改造主要为监控系统上位机系统的改造，不涉及下位机LCU的改造，所以只要对新监控系统的上位机、下位机的驱动程序进行开发并使其满足要求。若不需对下位机LCU做任何改动，LCU无论是接入新系统还是老系统都能正常运行。

相比新、老系统同时运行、新系统为主控或老系统为主控的方案。LCU在新监控系统做过试验后可迅速恢复到老系统中运行，因此运行人员在整个改造过程中只需监控一套老监控系统，同时也保证了新、老系统各自的完整性，并且不需要在2个系统之间进行数据交互，减少了系统间通信程序的开发和测试、试验过程以及带来的过程风险。

5 改造后的监控系统结构、功能及特点

5.1 监控系统的结构

改造后的新监控系统结构如图1所示。

图1 水电厂监控系统结构图

新上位机主要包括主机兼历史数据库服务器、操作员工作站、工程师工作站、生产管理工作站、On-call工作站和Web服务器等。上位机与LCU通过光纤以太网进行数据交换和各项控制、操作命令的接收与发送。配备1套全球定位系统（GPS），作为监控系统时钟标准并对全系统进行时钟同步校正。

5.2 监控系统的功能

计算机监控系统软件的功能如图2所示。

图2 NC2000计算机监控系统软件功能框图

计算机监控系统能实时、准确、有效地完成对水电厂被控对象的安全监控。其主要功能为：数据采集和处理；时间顺序记录；事故、故障报警及记录；事故追忆和相关量记录；控制操作和负荷调节；运行操作指导；AGC；AVC；统计记录与生产管理；人机接口及操作；语音及手机短信报警；数据通信；历史数据库；系统自诊断与冗余切换；软件开发与维护等。

6 结束语

综上所述，在水电厂计算机监控系统的改造过程，使用NC2000型新系统替代了原有的SSJ-3060型系统，NC2000型新系统维护便捷、执行迅速、网络安全可靠，该水电厂改造成功，对其他类似水电厂计算机监控系统改造具有很好的借鉴意义。

[1]唐 晖.诌议对当前水电厂计算机监控系统改造的问题[J].科技资讯，2014（20）：26.

[2]彭涛.水电厂计算机监控系统改造中的控制模式设计[J].自动化应用，2014（11）：15～16.

[3]俞鸿飞，徐麟，束炳芳，等.水电站计算机监控系统智能化改造的思考[J].水电站机电技术，2015（07）：10～13.

TV736

A

1004-7344（2016）14-0272-02

2016-4-26

邹 亮（1981-），男，助理工程师，本科。