三峡梯调监控系统完善方案及实现

王峥瀛,周文,谭华,汤正阳

(北京中水科水电科技开发有限公司,北京100038)

0 引言

三峡梯调计算机监控系统采用ABB公司的spider系统平台，由瑞典ABB公司中标，2001年签订合同。在系统运行中，部分设备老化，一些高级应用也不能满足需求，为了解决这些问题，三峡梯调与水科院中水科技开发有限公司合作对监控系统进行完善。

1 问题提出

在这一项目中，要解决的问题有以下几个:

(1)ABBSpider历史数据库系统改造

Spider历史数据库服务器由2台alphaES40和MA8000磁盘阵列组成集群，部分设备老化，故障率较高，有数据点丢失的现象，并且硬盘容量已不能满足要求。

(2)ABBSpider系统缺少完善的报表系统

Spider系统对历史数据的综合利用功能较弱，尤其体现在综合分析报表的制作上，梯调报表形式多样化，多数表现为统计、分析、综合性强，ABBSpider的报表系统已不能满足要求。

(3)ABBSpider系统缺少完善的趋势分析软件

目前三峡梯调监控接入的信息点遥信量有12235个，遥测量有4051个，而且还在不断扩充中，大量的数据需要一个能灵活组态、人机界面友好、能方便查看设备运行趋势的软件。

(4)国调、华中网调、湖北省调下发的发电计划的自动流转

目前，国调/华中网段/省调调度数据到监控系统的流转基本靠人工完成，过程繁琐，效率低且增加出错的几率。各发电计划流转过程如下:

①国调对三峡的计划:在安全II区，由国调安全网关软件获得调度计划，解密后保存为Excel文档，拷贝到安全III区调度管理信息系统，对计划曲线修正审批后在调度管理信息系统发布，操作员在I区的计划曲线录入软件上，将该计划逐条录入，发布到监控系统，通过TASE.2规约下发到三峡左、右岸电厂。

②华中网调对葛洲坝的计划:在安全III区，操作员拨号访问华中网调Web站点，该站点采用用户密码的认证方式，登录后选择相应的厂站查询计划曲线，在I区的计划曲线录入软件上，将该计划逐条录入，发布到监控系统，通过IEC104规约下发到葛洲坝大江、二江电厂。

③湖北省调对电源电站计划的发布方式与网调相同，只是网页界面略有不同。

另外，在I区的计划曲线录入软件中，录入葛洲坝大江、二江的计划后，还需累加出葛洲坝的计划再次录入，三峡全厂的计划也是如此。

2 方案设计

在经过反复比选后，本着对三峡梯调Spider监控系统影响最小的原则，确定总体方案如下:

在对老化的设备更换的同时，增加一套历史数据存储设备作为原数据库的备份，新增的应用、报表和趋势分析软件数据源采用新增的历史数据库。另外，利用信息处理技术，对计划曲线进行自动流转。以下为方案的具体描述。

2.1 历史数据库系统设备在线升级

为历史数据库系统扩容的过程如下:

将ABB历史数据库系统先完整备份，在磁盘阵列MA8000上增加17块73G硬盘，分成2组，每组8块做RAID5，1块作为热备用，在操作系统中增加新做的两个Raid磁盘，并建立文件系统，在新增的文件系统上为历史数据库增加数据文件。

2.2 获取ABBSpider系统实时数据写入H9000历史库

ABBSpider系统对外提供两种接口方式:实时数据库内部接口和外部接口，Spider系统为C/S架构，在服务器上可以使用内部接口访问实时数据，在客户端只能使用外部接口访问。如果选用外部接口，优点是不直接增加实时数据库服务器负荷，但是经过测试，证明Spider的外部接口不适用于大规模数据交换的需求，最终确定方案为:

在实时数据库服务器上加载进程，通过ABB实时数据库内部接口获取实时数据及事件，同时写入H9000历史数据库，优点是实时数据获取速度快，性能最好。

该进程在主、备实时数据库服务器上同时运行，实现了双机、双网的切换功能。

2.3 趋势分析软件

采用H9000系列产品中的趋势分析软件SMA2000，部分功能按梯级调度需求定制开发，以下为实现功能的一部分:

·支持B/S和C/S两种结构；

·能够在画面便捷地选择任意模拟量、开关量显示；颜色、量程、线型等属性能自由组态；

·可显示由秒级到小时级各个分辨率的数据及其特征数据；

·提供线形图、散点图、直方图、饼图、表格等多种展示；

·提供单条、多条曲线的平移、放大等操作；

·能对多条曲线进行数学运算生成虚拟曲线；

·能定制或智能搜索同一单元、不同单元的相关数据；

·提供曲线数据的导出、离线查看功能；

·对发电计划能显示实际发电曲线、计划曲线各修改版本以及每次的修改原因；

·具备实际发电基于计划曲线值及考核曲线的超限报警功能，对电站实发(有功、母线电压、系统频率)与计划(高、低限制电压，上、下限频率)进行扫描对比，当越限时给出告警并进行相应的语音提示。

2.4 报表软件

采用H9000系列产品中的报表组态软件HReport，梯调的报表分析、统计功能要求较高，经过方案比选后，决定采用ABBSPL(spiderProgrammingLanguage)与HReport相结合的方式生成统计报表，以下为实现的梯级调度报表的一部分:

·对重要的生产数据品质，包含对外通信链路等进行任意时间段的统计分析；

·三峡、葛洲坝梯级机组及线路发电负荷、送电负荷自动汇总，含最大、最小出力及发生时间，并生成曲线与表格；

·梯级电站机组开、停机次数，运行及停运时间统计，含对应时间序列；

·机组进相时间统计，含时间序列报表；

·线路停送电次数统计，含对应时间序列；

·线路电压越限时间统计，含对应时间序列；

·通过组态实现在报表中线路、机组的选择界面。

2.5 发电计划的自动流转

实现计划曲线的自动流转要进行以下工作:

(1)国调对三峡计划的自动流转

·采用微软的Excel自动化模型，定时对已解密的计划曲线文档进行分析，提取需要的计划曲线数据，通过隔离装置传输到安全III区的调度信息系统中发布；

·定时获取审批后的调度计划传输到安全I区。

(2)华中网调对葛洲坝计划及湖北省调对三峡电源电站计划的自动流转

·定时自动拨号到华中网调、湖北省调Web站点；

·利用HTML的DOM模型，远程获取该网站，自动登录并解析相应网页获取调度计划；

·将获取的调度计划由安全III区通过隔离装置传输到安全I区。

(3)修改原ABB计划曲线录入软件

·改人工录入为自动获取，能自动读取已传输到安全I区的各发电计划，经操作员确认后下发给对应的电厂；

·能对各区域发电计划进行自动汇总；

·简化电压曲线的录入，如曲线未修改时，可不必录入，自动沿用之前录入的数据；

·增加电压限制曲线的录入功能，可将电压限制曲线写回Spider实时数据库，以供电压越限时能进行相应的统计及报警。

3 项目实施

该项目于2008年6月启动，在实验室开发、测试的时间较长，9月底开始现场安装，对软件进行了部分调整，10月底完成了软、硬件的调试，11月初投入试运行,经过半年多实际运行的考验，可以说对ABBSpider系统的完善做到了与原系统的无缝连接。

4 总结及展望

通过这一项目的成功实施，我们获得了下述几点经验:

(1)国外的监控系统软件，在某些方面不符合用户的需求，但国外厂商高昂的服务费和软件修改费使得用户望而却步，受限于此，只能靠人工去完成许多可以自动完成的工作，大大降低了自动化水平。而我们本土的厂商有能力改变这一状况，让信息技术更好地为生产服务，让已投资的硬件发挥更大的效能。

(2)利用信息自动化处理技术能大大提高生产效率，降低出错的概率。

项目完成后，虽然实现了发电计划曲线的自动获取，但还是觉得过程过于复杂，希望对调度与电站/梯调中心的信息交换及认证能够规范为标准的编程接口，目前主流的实现方式有两种:

(1)采用IEC60870-5-104传输规约实现网络传输[1]；

(2)提供基于WebService的Web编程接口供用户查询。

[1]杜龙，杨晋柏.关于实现直调电厂计划曲线下发模式的探讨[J].南方电网技术，2008，2(1).