流域电站与集控中心监控系统权限划分与实现

唐 辉,韩 伟

(1.雅砻江流域水电开发公司官地水电站,四川 西昌 615000; 2.雅砻江流域水电开发公司集控中心,四川 成都 610000)

流域电站与集控中心监控系统权限划分与实现

唐 辉1,韩 伟2

(1.雅砻江流域水电开发公司官地水电站,四川 西昌 615000; 2.雅砻江流域水电开发公司集控中心,四川 成都 610000)

通过介绍流域电站与集控中心计算机监控系统结构,阐述了两者间的控制权限划分与操作步骤,重点介绍了控制权限的实现原理,深刻理解新思路、新技术应用的实现方式,指出应用中遇到的问题及教训,总结新技术、新模式应用在雅砻江流域电站群运行的效果。

控制权;闭锁;主机;标志

1 前言

雅砻江流域水电开发公司拟在雅砻江干流规划开发21个梯级电站,其中官地水电站为下游梯级电站,坐落在四川省凉山州,装机4台,共2 400 MW, 2012年全部投产,在投产第一台机组后,电站机组控制权即转移到设在成都的流域集控中心,根据“DL/T 1313-2013”(流域梯级水电站集中控制规程)有关规定,需要对双方的计算机监控系统控制调节功能进行权限划分和界定。

雅砻江流域梯级电站的集中控制分为电站、集控中心、省调三层。控制调节权限按电站层、集控中心层、省调层的顺序从高到低,控制的权限通过软功能键切换,具有相应的闭锁条件。原则上,上一层可以要求下一层切换控制权,下一层按上一层的要求切换控制权,只有下一层的控制权切换到上一层,上一层才能进行相应的控制调节操作。

2 系统结构

官地水电站监控系统与集控中心监控系统简图如图1。

集控网关机负责直采LCU系统数据,然后作为调度104通信子站将直采数据直送到集控中心,其功能相当于电站上位机中主机与调度通讯网关机的功能结合。

图1 流域电站与集控中心监控系统简图

流域电站及集控中心计算机监控系统上位机均为南瑞集团的NC2000 V3.0,在系统结构上各自相互独立,电站监控系统与集控中心监控系统以自有协议各自独立采集下位机LCU系统遥信遥测数据,独立下发遥调遥控命令,为了保证电站设备安全,在下发遥调遥控命令时,命令必须保证唯一性,不得发生冲突。

3 控制权设置

3.1 控制权划分

为了实现官地水电站全厂及所属的各独立设备的灵活控制调节方式,在官地水电站监控系统中设置“全厂控制权”和单个LCU的操作权切换按钮,分别与集控中心使用同一测点进行显示和切换操作。

a)在官地水电站计算机监控系统中设置多个控制权切换按钮:全厂控制权、集控远控范围内的各个LCU均设置一个控制权按钮(集控中心管辖设备范围:电站发变组及其二次系统<励磁、调速系统>、电站500 kV和20 kV系统、电站进水口工作闸门、泄洪建筑物的工作闸门及其启闭控制系统)。全厂控制权只能由电站侧运行人员进行操作。

b)“全厂控制权”在电站时,不允许将单个LCU的控制权切至集控中心,所有设备由电站运行人员操作。此时,集控中心只接收电站上传数据用于监视。

c)通过“全厂控制权”按钮的切换,可将电站属集控中心操作范围内的全部设备的控制权同时在集控中心和电站之间进行切换。只有“全厂控制权”切换到集控中心,集控中心才可能对电站设备进行操作。

d)“全厂控制权”在集控中心时,单个LCU设备控制权按钮可将指定设备的控制权在电站和集控中心之间切换,并不受“全厂控制权”状态的限制。

控制权判断流程图如图2。

当集控远控范围内设备的控制权在电站时,集控中心仍不能对这些设备进行远程操作,其仍由电站进行控制操作(包括机组的有功、无功负荷调整)。

当集控远控范围内设备的控制权切至集控中心时,集控中心可对这些设备进行远程操作;同时,电站仍可操作站内的所有设备(除控制权切至集控的机组的有功、无功负荷调整操作外),并不受控制权的限制。

图2 控制权判断流程图

3.2 控制权切换操作步骤

集控中心和电站之间控制权切换可通过如下步骤进行:

a)电站运行人员在“全厂控制权”切换处中选择“切集控”按钮,可将电站的“全厂控制权”和集控远控范围内所有LCU的控制权一并切至集控中心侧。

b)“全厂控制权”切换至集控中心后,如有特殊情况(未投运机组或单机试验等),电站运行人员在对应设备的控制权切换处选择“切电站”按钮,可将该设备的控制权切回至电站侧。设备远控条件具备后,由电站运行人员在该设备控制权切换处选择“切集控”按钮,可将其控制权切至集控中心侧。

c)电站运行人员在“全厂控制权”切换处选择“切电站”按钮,可将电站的“全厂控制权”和集控远控范围内所有LCU的控制权从集控中心一并切回至电站侧。

3.3 故障回切功能

a)集控中心至某流域电站的通信中断后,该电站的控制权不回切至电站,需电站运行人员检查核实后,手动进行回切。

b)通信恢复后,有电站侧现场运行人员检查确认后,将控制权切至集控中心。

4 控制权实现原理

4.1 全厂控制权-电站切集控

在NC200“全厂数据库”设置“全厂LCU控制权批量切换”对象,通过对象的JAVA脚本编辑,设置一个“全厂控制权”标志,该标志为“0”时代表全厂控制权在电站,该标志为“1”时代表全厂控制权在集控,该标志设置为“1”后,通过电站侧上位机系统主机的专用通信进程Vlan发送到电站侧通信网关机,经104协议转发到集控侧上位机主机,集控侧上位机主机收到该标示后,发一个确认标志“1”经同样的返回路径给电站侧上位机主机,主机将确认标志与全厂控制权标志核对一致后,确认设置有效,则全厂控制权切换到集控成功。

“全厂控制权”标志在电站侧集控网关机与电站上位机主机之间进行互传时,采用的是调度通信104协议,集控网关机既做电站的“全厂控制权”标志的104通信主站,也做集控的“全厂控制权”标志的104通信子站;同理,电站上位机也充当了同样的相反角色。

4.2 机组LCU控制权-电站切集控

在NC2000“机组控制量数据库”设置“机组控制权切至电站”与“机组控制权切至集控”两个控制量,控制量设置为“1”时代表控制设置有效,数据库定义设置控制量输出对象为整数数值(如200)。在“机组开关量数据库”里定义1个“机组控制权切集控”的开关量,在“机组模拟量数据库”里定义设置一个“机组控制权状态”标志。

在机组LCU初始化INIT程序里,设定“机组控制权状态”标志为“1”时控制权在电站,标志为“2”时控制权在集控,标志为“3”时控制权在调度。

在机组LCU CMMD_FJ程序里,当收到电站上位机下发“机组控制权切至集控”命令时,程序将“1”赋给1一个程序虚拟点,该点对应“机组开关量数据库”里的“机组控制权切集控”的虚拟开关量点,该虚拟点实质为命令确认标志;同时将“机组控制权状态”标志设置为“2”。

机组LCU将切换命令确认标志-“机组控制权切集控”与控制权状态标志同时发给电站监控系统主机与集控监控系统主机,确认标志一方面用作上位机系统操作员站画面控制权状态显示,一方面用作机组操作的参与条件。

控制权状态标志用作机组控制调节闭锁条件,即当标志为“2”时,集控中心可以控制调节机组,电站则无权控制调节机组,其配置实现原理图如图3,图3中有功功率给定与有功功率增减按钮的配置均需要控制权状态标志实现闭锁。

图3 机组功率调节配置画面图

4.3 通信程序控制权闭锁

集控中心下发至电站的控制操作令均通过网关机之间104链路实现,在该链路中采用电站的全厂控制权点进行下行命令的闭锁,即全厂控制权在电站侧时,该通信链路不下发任何集控中心侧的下行命令。

4.4 出现过的问题

官地电站的2号机组检修期间,为避免检修期间造成运行干扰,安全措施中需要将2号机监控网络与运行监控网络在物理层面断开,但因检修人员失误,将机组调试主机误接入运行监控网络,导致电站监控系统出现2套主机,而此时全厂控制权在集控,检修调试主机数据库的“全厂控制权”标志为“0”(全厂控制权在电站),检修调试主机将该标志发送到集控侧上位机主机,集控侧上位机主机误认为电站侧上位机主机发出切换令,因此将全厂控制权切回电站;而电站侧主机又将自身的全厂控制权标志为“1”(全厂控制权在集控)发送集控侧上位机主机,又将全厂控制权切回集控侧,如此“全厂控制权”标志在电站侧与集控侧间反复循环变位,导致电站侧与集控侧运行值班人员期间均无法控制全厂机电设备;因处理迅速,故障时间短,未造成实质影响。

通过该事件说明,无论“微机五防”还是“二次安防”,最重要的是人的技能、行为管理都需要得到落实和提升。

5 结语

流域电站与集控中心计算机监控上位系统在物理结构、功能实现上分别独立,两者间只根据实际需要互传少量数据,比如“全厂控制权”标志,水位数据等,任一套上位机系统瘫痪均不影响流域电站机电设备的控制,该种应用模式经过完善,运行三年多来非常稳定。

在计算机监控系统控制权实现方式方面,在电站侧集控网关机104子站协议方面加强了线程应用对全局对象的安全存取机制设计后,采用104协议通信实现控制标志流转互传方式是可行的、可靠的,达到了预期效果,为雅砻江流域电站与集控中心新技术、新模式应用推广打下了坚实的基础。

[1]丁仁山,孙 锐.雅砻江流域梯级电站远程集控方式设计及实现[J].水电厂自动化与大坝监测,2013,37(5):16-17.

[2]贺 洁,阎应飞.浅谈雅砻江流域集中控制中心计算机监控系统的设计[J].水电厂自动化,2012,33(4):6-7.

TV736

B

1672-5387(2017)07-0033-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.009

2017-04-27

唐 辉(1973-),男,工程师,从事水电厂自动化运维工作。