水电站操作员站延伸的实现及试验要点介绍

曹艳明，高 峰，李继业

(雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都 610051)

0 引言

水电站由于其地域的特殊性，大多建设在交通不便、人烟稀少的偏远山区，距离城市较远。为保障水电站电力安全生产及设备的稳定运行，运行值班人员需进行24 h倒班监视，检修维护人员随时待命以消除故障，造成了大量的人力、物力资源浪费。而流域电站集控中心大多建设在城市，对所接入的各个电站进行集中调度和控制管理。随着计算机技术、网络技术、通信技术等信息技术的不断发展和企业以人为本管理理念的进一步深入，水电站的运维管理模式也发生着较大的改变，尤其是流域梯级水电站正由传统的“电站全监全控、集控重点监控”向“集控全监全控、电站无人值班(少人值守)”转变。新的运维管理模式实质上是将水电站中央控制室延伸至流域集控中心，电站运行人员在集控中心即可完成对本电站设备的实时监控并协调现场值守人员开展相关工作。新的运维管理模式对集控中心提出了全监全控、安全可靠、远程现地无差异化等新的需求。水电站操作员站的延伸建设就是一大进步。

1 传统集控模式简介

1.1 传统集控模式如图1所示。流域梯级水电站与集控中心通过公用协议方式进行数据通信。各电站的电力生产数据采用全采全送的方式上送集控中心，并接收集控中心下发的遥调、遥控指令；集控中心通过通信网关机直接和各电站LCU之间通信，不需要通过站控层主机转发；集控中心的下行命令直接调用流域各电站侧计算机监控系统的相关流程，实现对厂站侧设备的控制。

图1 传统集控模式示意图

1.2 传统集控模式存在以下难题

(1) 系统异构造成同步有一定难度。集控中心监控系统和电站监控系统是两套定位及功能设计不一样的异构系统，两者在画面及事件等方面很难完全保持一致，尤其是动态一致性方面。当电站与集控中心监控系统为不同厂家品牌时，要实时保持两者在画面及事件等方面的一致性将更加面临一系列技术难题，需要大量的人力物力投入。

(2) 分工界面有重叠、不清晰，集控中心与电站运行人员分属两个系统，但是要协同完成在线监控、应急、分析等各项工作。分工界面有重叠，易出现责任划分不清、工作相互推诿的情况，不利于设备健康管理。

2 操作员站延伸模式实现

2.1 操作员站延伸模式实现示意图如图2所示。该模式在传统集控模式的基础上，将电站监控系统的操作员站向集控中心延伸。即在电站侧增加两台纵向加密装置，集控中心增加对应的纵向加密装置和两台操作员站并部署电站侧操作员站的全部功能，并以数据组播方式直接从电站核心交换机中收发数据实现监控系统集控中心延伸侧与电站侧调控侧的画面、事件、报警信息及时标等完全一致。

图2 操作员站延伸模式示意图

2.2 操作员站延伸模式的实现，不仅与原先的远程集中控制系统构成了互为备用的双系统，也将集控中心与电站运行人员的职责划分更加明确、清晰。提高了电站远程值班的安全性、可靠性，降低了运行管理难度，同时也实现了“远程集控、无人值班(少人值守)”的运行模式。该模式让水电站职工也可以在城市工作生活，大大增加了水电站运行员工的归属感和幸福感，也进一步体现了企业以人为本的管理理念。

3 操作员站延伸后的试验项目及重点注意事项

3.1 试验项目

3.1.1 联网静态调试

电站侧搭建一台临时主机并将该临时主机从电厂监控系统内网中独立出来，通过远程通信通道与集控侧两台新增操作员站联网。联网须检测系统主要功能是否运行正常，包括：网络互联调试。配置两侧纵向加密装置，确保新增操作员站与临时主机通信正常。系统功能调试。检查新增操作员站主机状态、节点状态、语音功能、一览表、报表、历史曲线等功能是否满足要求。上行信号调试。在临时主机上模拟开关量、SOE量、模拟量的变化，在新增操作员站上观察简报、画面、光字、测点索引功能是否正确，同时核对数据刷新是否正常、准确。下行控制信号调试。在新增操作员站上进行下行控制令的操作测试，核对简报以及测试控制令能否正常下发到临时主机。

3.1.2 联网通信性能检查

联网静态试验通过后，按照设计要求将延伸操作员站接入厂内监控系统内网，检测在远程网络互联情况下的系统性能和功能，包括：延伸操作员站与厂内操作员站画面完整性、一致性检查，以及数据刷新检查；单个/批量事件和报警列表一致性检查；电厂主机远程监视延伸操作员站的功能检查；延伸操作员站硬件性能、软件功能检查；通信网络流量检查；通信通道单故障测试。

3.1.3 系统功能性测试

联网通信性能检查通过后，测试电厂主机远程控制管理延伸操作员站的功能是否与厂内操作员站一致，以及新增操作员站的功能是否完整，包括：测试修改用户组态、用户权限组态功能。测试进程监视、自启动配置、启停以及服务器启停等功能。测试一览表查询、保存以及报表查询、历史曲线等历史库功能。测试报表打印、画面打印、一览表打印、简报打印等打印功能。测试语音报警、对时等其他辅助功能。

3.1.4 上行信号变位测试

系统功能性测试通过后，在电站侧每个PLC的模拟量、温度量、开关量、SOE量、脉冲量等每种信号中随机选取10个信号，进行手动模拟测值变化和品质变化的操作，检查延伸操作员站的对应信号刷新是否正常，并测定刷新延时。检查的功能包括：测点索引监视界面功能；简报监视界面功能，并检查简报多窗口报警的一致性；画面监视功能。

3.1.5 下发控制令测试

上行信号变位测试通过后，在电厂的控制信号中随机选取不影响电站机组、GIS等主设备正常运行的信号进行动态试验，检查延伸操作员站下发控制令是否正常，并测定下发延时，测试的控制令信号包括：通过画面设定机组负荷增减操作，分别通过设定值和微增、微减的方式调节；通过画面按钮微增、微减的方式调节机组无功功率；通过画面按钮下发模出量切换设备的运行方式。

3.2 重点注意事项

3.2.1 试验条件

试验前对相关试验人员进行方案讲解，使其熟悉整个试验方案。集控中心至电厂通信通道已开通并完成通道性能测试。集控中心侧延伸操作员站及配套设备软硬件安装部署已完成。电站侧纵向加密装置和网线已安装部署到位。相关试验人员保持通信畅通，原则上通过座机进行联系。试验过程中发生异常应立即暂停试验，待原因查清后方可继续进行试验。

3.2.2 试验风险分析

通信网络可能中断；操作延时可能过长；系统误发控制命令；人员误动；监控系统内网流量过载；通信网络IP地址冲突；黑客入侵等网络不完全事件。

3.2.3 试验风险控制措施

在通信通道网管设备上实时监视通信网络状态，发生通信网络中断、操作延时过长等网络异常情况时及时优化通信通道配置。试验设备接入电站监控系统内网前，做好延伸操作员站系统重启工作，清理延伸操作员站系统内存，防止系统误发控制命令等设备异常情况发生。试验过程中做好操作监视、操作权限控制以及系统操作口令管控，防止人员误动等人为事故发生。试验过程中严格执行工作票等工作制度，试验人员严格进行试验项目，做好试验过程记录，无关人员不得进入试验区域，防止人员误动事故发生。监控系统内网交换机对延伸操作员站接入端口进行网络流量管控设置，防止内网流量过载发生。通信网络上对延伸操作员站接入端口进行网络IP地址绑定设置，防止IP地址冲突发生。试验前，确认通信通道上纵向加密认证装置的安全策略的符合性和完整性，确认延伸操作员站加固软件或防病毒软件完整安装并启用，防止发生网络不安全事件。试验过程中，出现不可控异常情况时，拔掉电站侧延伸操作员站网络端口连接，断开延伸操作员站及延伸通信通道与电站监控系统内网的物理连接，防止不可控异常情况扩大。试验项目严格按照计划流程进行，不得漏项，并逐项进行核对，做好试验测试记录。

4 结论

水电站操作员站延伸至集控中心使得“远程集控、无人值班(少人值守)”运行管理模式得以真正意义上的实现，并且实现了“梯级监控+电站操作员站延伸”的双系统功能，大幅提升了集控中心的远端监控能力，进一步提高了系统的安全、可靠性和企业的经济效益，同时降低了运行管理难度及一线生产人员的劳动强度，提升了一线生产人员的幸福感。随着水电站值班方式改革和发展，必将有越来越多的水电站发展远程集控技术和实行无人值班模式，希望本文能给同行一些启发与借鉴。