水口集控中心状态监测人机界面应用

翁雨艳

摘 要：文章介绍了国网福建水口集团公司集控中心为监测所属各子电站机组状态而开发的人机界面的应用。电站侧数据传至集控中心侧二区服务器进行储存，同时将数据向三区服务器转发，三区服务器与办公网络连接，使各类技术人员可以根据自己的需求随时随地掌握各电站机组的运行状况。供同类工程参考。

关键词：机组状态监测；人机界面；實时数据监测；三区服务器

2015年6月，国网福建水口集团公司集控中心正式投入运行。水口集控中心功能定位是所属各水电站控制和调节功能的延伸和集中，也就是将水口、嵩滩埔、水东、雍口、街面“两江五站”共17台机组和4座水库全部纳入统一监控。

基于上述情况，我们选择了GMH550-P-RAC系统软件对各电站的机组状态进行实时监测与分析诊断。此软件是专门为水力发电机组集控中心监测平台开发的一套可远程状态监测电站机组设备运行情况，同时对机组状态进行分析诊断的软件平台系统。该软件通过汇总各不同监测系统之间的各类数据，通过光缆等方式将数据传输到集控中心服务器，实现数据汇总储存、实时监测与分析诊断。并且可以通过集控专用工作站、电站内网已安装客户端软件的电脑上直接进行访问。

各类技术人员可根据实际工作情况随时随地及时、直观地对各子电站机组运行状态情况有所掌握。

1 系统布置

1.1 网络结构

系统网络结构包括：主/备历史数据服务器、主/备实时监测服务器、主/备隔离装置、主/备WEB服务器、主/备通信服务器、主/备数据服务器、交换机、集控中心工作中、各电站侧测点数据。

1.2 通信协议及数据传输规则

在系统内各电站上位机服务器与集控中心通信服务器之间的通信采用TCP/IP协议通信，各电站的通信服务器采用双网口（不在同一网段）。

国网水口集团公司电站的机组状态监测系统数据传输采用的是主网络与备网络双通道传输系统，将各电站机组状态监测数据传至集控中心侧二区服务器进行储存，同时将数据向三区服务器转发，三区服务器与水口办公网络连接，终端用户可通过办公网络内任何已安装客户端GMH550-P-RAC系统软件对机组状态进行实时监测与分析。

水口集控中心平台状态监测系统数据传输规则如下：主、备网络数据传输规则相同（见图1）。

机组状态监测系统数据在同一网络内共储存3份，分别在电站侧数据服务器，集控中心侧二区数据服务器，集控中心侧三区Web服务器；主、备网络共有6份数据储存，保证中间任意一台服务器在故障的情况下数据不会丢失并可以断点续传[1]。

2 机组监测测点信息

机组状态监测系统实现对以下监测内容的综合分析诊断：发电机组振动、摆度、压力脉动监测；发电机空气间隙、磁通量监测；转轮空化噪声（汽蚀）监测；发电机定子线棒振动监测；发电机局部放电监测；变压器油中气体含量监测；变压器套管介质损失监测；油压装置监测；低压、高压空气压缩机监测；调速器状态监测。

3 人机界面

本系统功能设计遵从了自动化、智能化和针对不同使用人员设计不同层次功能的原则，实现功能的实用化、易用性和灵活性、丰富性、使用复杂性、专业性之间的平衡。

各类技术人员可根据实际工作情况，连入集控中心的每一台计算机，既可以通过电厂状态数据服务器中的数据进行分析诊断，也可以直接访问集控中心服务器的数据进行分析和诊断[2]。

3.1 监测画面

状态监测系统提供丰富直观的、可组态的多个监测画面，从不同的角度、分层次展现机组的状态信息。监测画面中将各种监测状态以图表、图形、数据等形式展示出来。

监测画面中可展示的内容包括：（1）机组。稳定性监测、气隙监测、电气参数监测。（2）升压站。主变出线、主变联合出线、主变监测。（3）开关站。母线监测、水联监测、水闽监测等。（4）辅机。机组辅机状态、公用辅机状态。

3.2 数据查看功能

人机界面的开发主要就是方便各类人员根据各自的需求在不同的地点对设备运行情况进行监测、数据收集分析等功能。

在本体系结构下，每个电站的状态监测系统自成体系，可独立运行，便于系统调试和现场工程师应用。无论在电站还是办公大楼区域，通过应用服务器与管理信息系统（Management Information System，MIS）或计算机局域网相连，可以充分利用MIS网上的每一台计算机进行状态监测分析和诊断。

打开软件，登录后，可以看到功能区里包括了实时监测、趋势分析、子站状态监测、统计状态报告、系统维护这5个功能。各类人员可以从这5个功能中，进行自己需要的操作。

（1）集控运行人员。

实时监测功能：对5个电站的机组状况进行实时监测。

趋势分析功能：可以选择任意的时间段进行趋势分析，包括机组摆度趋势、温度趋势、气隙趋势等，以便于运行人员及时发现机组缺陷。

（2）系统维护人员。

子站状态监测：选中“机组→运行稳定性→水平振动统计评价报告”，再选择时间，便可自动生成诊断报告。

统计状态报告：可生成各电站机组运行状态报告、各电站预报警状态报告等。

系统维护：新建、删除、修改用户及密码等。

（3）专责及其他技术人员：可通过办公电脑安装客户端使用这5个功能。

3.3 人机界面实用性

该系统人机界面的实用性主要表现在数据管理统一化和分析诊断功能。

数据管理统一化：每个电站的所有主设备、辅助设备的监测内容被传送到集控中心的同一个数据库系统中集中统一存储和管理。这样，在各个电站侧都可以调用集控中心的数据库对其他各个电站机组状况进行数据查看。

分析诊断功能：该功能主要面向分析中心的运行人员和专业检修人员，以自动生成的分析诊断报告的形式提供实用化的分析诊断。具备以下特点：

（1）易于操作。“一键完成”式的软件操作，省去了进行设置、选择数据等繁杂的操作。

（2）数据选择、计算、判定过程自动化。根据故障或缺陷模型计算的过程、分析推理、判定的过程由计算机完成，无需操作人员中间交互操作。

（3）报告中提供明确的分析诊断结论和可能的检修建议。

（4）以报告的形式输出到用户界面，而且报告可以自动转换为Word等格式。

3.4 报警功能

当系统检测到监测测点的测值越限时，系统会自动记录越限报警前后各若干分钟的原始数据，并记录报警事件，同时还会在监测画面上以醒目的方式进行提示。此记录能在事件日志中浏览查询和分析，并且推送和发布到所有运行中的监测客户端，Web服务器的客户端会发出警报声，提醒运行人员或专业检修人员及时发现缺陷并及时处理。

4 结语

国网福建水口集团机组状态监测集控平台，主要是将水口集团下5个电站各台机组状态（包括振摆、主变及辅机等监测数据）传至福州水口大厦集控中心进行集中监控，同时建立机组状态分析诊断系统，以便能够实时了解各电站运行情况。

GMH550-P-RAC利用各种分析、诊断策略和算法，针对水电站的每台机组，建立功能全面、实用性强的故障诊断分析系统，提供实时监测、报警、故障诊断分析、智能诊断报告等一系列工具和手段。它强大的人机界面功能，易懂的操作，简洁的画面，让各类技术人员可以根据自己的需求随时随地掌握各电站机组的健康状况，为安全运行，优化调度和检修指导提供有力的技术支持。

[参考文献]

[1]梁鹏超，林晓龙，吴少将.水口集团远程监测与分析中心建设研究[J].通讯世界，2014（20）：50-51.

[2]何永勇，任继顺，陈伟，等.水电机组远程状态监测、跟踪分析与故障诊断系统[J].清华大学学报（自然科学版），2006（5）：629-632.