计算机监控系统在大源渡水电站的应用

2010-08-15贺柏武

湖南水利水电 2010年1期

关键词：大源操作员工作站

贺柏武

（湖南湘江航运建设开发有限公司长沙市 410011）

赵娜

（湖南省高速公路管理局长沙市 410001）

1 概况

大源渡水电站位于衡山和衡东两县交界处的湘江干流上，距衡山县城12 km，是湘江二期工程的主体部分，它是由湖南湘江航运建设开发公司建设的国家重点工程，工程总投资20亿元人民币，装机为4台30 MW的灯泡贯流式机组，机组设备全部由奥地利ELIN公司、MCE公司和德国SULZER公司提供，1998年12月，首台机组并网发电，1999年10月，1～4号机组全部投入运行。

2 系统结构介绍和分析

大源渡水电站计算机控制系统[1-2]采用分层分布式结构，系统有负责全厂集中监控任务的主控级和负责完成机组、开关站及公用设备监控任务的现地控制单元（LCU）构成。即中控室设备为主的主控级，按控制对象分散的现地控制单元和网络设备。

主控级设备包括2个操作员工作站、1个工程师站、3台激光打印机、1台喷墨打印机、1个GPS时针接收器、模拟屏、通信控制计算机和UPS不间断电源组成。现地控制单元包括 1～4号机组 LCU1～LCU4、开关站 LCU5、公用控制LCU6、发电机配电装置LCU7、近区配电装置LCU8、厂站计算机LCU9、模拟屏驱动及与衡阳地调通信LCU10。网络分为两级：将操作员工作站、工程师工作站和打印机连接起来的以太网；将机组LCU1～LCU4、厂站计算机LCU9、模拟屏驱动及与衡阳地调通信LCU10与主控级连接的令牌环网SATNET。主控级和各LCU之间通过SATNET令牌环网[3]进行通信。为保证在计算机监控系统退出时，电站设备仍能安全运行，还设立了简易常规监控系统。如附图所示。

大源渡水电站监控系统现地控制自动化元件由SAT1703系统组成，主要包括AM1703和SK1703系统部件。AM1703自动模块应用于外围元件的模拟量和数字量的输入输出，并能在程序控制下完成监视、开闭环控制以及保护闭锁等处理。SK1703系统部件主要是采集来自AM1703的数据。每个机组现地控制单元（LCU1～LCU4）包括1个SK1703系统部件（用于机组控制、通信及处理）和2个AM1703自动模块（顺控模块和安全模块）。顺控模块用于控制自动程序开、停机，以及机组辅助设备的控制。安全模块主要用于：机组告警信号监视，跳闸矩阵处理和温度测量。AM自动模块和SK系统部件之间通过SMI总线进行通信，共同完成对机组和辅助设备的监控。

附图大源渡水电站计算机监控系统结构图

为保证处理和控制的可靠性，大源渡水电站计算机监控系统较多地使用了冗余技术。在LCU9中配有两个SK1703系统，用于完成对110 kV开关站系统LCU5、11 kV近区系统LCU8、发电机配电装置LCU7的通信和控制。这两个SK1703先由来自SMI总线的相同数据来进行初始化。在以后的运行中，来自监视方向的数据被同时送到SK1703中，但来自控制方向的数据被送到一个SK1703（即主用SK1703）中，对控制而言，任何将备用切换至主用，监控系统仍能正常工作，从而保证了监控系统的可靠性和数据的一致性。同样主控级两个操作员工作站也互为备用。两个操作员工作站的数据、画面被同时刷新，但真正进行实时控制的只有主用操作员工作站。

同时，为了对全厂计算机控制系统进行维护，在主控级上设置了一个工程师工作站（即维护终端）。安装有SAT TOOLBOX软件工具。SAT TOOLBOXⅡ工作于OS/2操作系统下，能对自动化系统进行在线测试、诊断指导消除故障。而且，SAT TOOLBOXⅡ还能模拟输入信号，解除软件闭锁，这主要用于消除假信号，恢复设备正常运行方式，以及进行设备试验。

在主控级上，还设有网关机，向地调发送机组和线路的有关运行数据。工程师站、操作员工作站和网关机通过ETHERNET（TCP/IP协议）互联，可进行数据交换，或召唤打印。

3 系统功能

主控级[4]功能是以SAT250软件包为主处理软件的人机接口的中控室处理计算机系统。SAT250系统以Solaris为操作平台，由VI250、CAE250和 PRK250 3个软件组成，给用户提供一个全图形化操作界面，整个操作员工作站上的监视画面都是通过VIS250编辑的。CAE250是参数化工具，主要用于配置各数据点和处理变量参数，对机组的正常运行没有任何影响。PRK250是整个SAT250系统的基础，一方面通过通讯模块与监控系统的令牌环网相连，负责与各LCU交换信息，并对数据流进行处理；另一方面作为VIS250制作的画面和CAE250配置的参数关系实时在CRT上显示出来。

3.1 主控级操作系统功能

（1）实时控制。

高潮急着去地铁站，是想找入口处那位流浪歌手。自打半年前到“卓木文化”上班，高潮上下班基本上都要从这个地铁站出入。有一天加班到晚上十点多，高潮浑身疲惫眼神呆滞地走向地铁站，还没进入口，就听到一阵悠扬的吉他声飘过来，伴随着略嫌沙哑、颓废的嗓音：

在操作员工作站上能实现开、停机，功率调整，辅助设备投退和开关开合。另外，本监控系统可在满足并网要求前提下实现高效运行。计算机能根据调度命令或运行人员预定的负荷曲线，考虑上下游水位，各机组运行效率以及限制条件（如避开振动区），确定最佳负荷分配方案。此方案可直接作用于机组，也可在CRT上显示，供运行人员操作参考。

（2）运行监视。

定时从LCU采集全站机组、公用设备和开关站等生产设备的运行参数及状态，并在CRT上显示、刷新监控画面和各种趋势曲线。

（3）事件时序记录和报警系统。

电站发生事故时，各LCU采集的信号及报警被送至故障序列排队，并被显示存档，每个故障记录详细记录了故障性质和相应时间。由于采用了分级式报警处理系统，运行人员能方便地找到故障点，进行相应的处理，并能通过打印事件时序清单进行事故分析。

（4）事故追忆。

事故追忆能通过独立的数字式继电器保护系统DRS实现。每次保护动作后，DRS将自动召唤打印各保护动作情况以及各种分析曲线。

SAT250可设置定时归档功能，以记录历史数据。运行人员能对需要的数据点进行查询、打印。各种生产报表、事件时序和告警清单、故障及诊断信息、操作一览表，都可以由运行人员召唤打印输出，或编程定时输出，用以掌握生产动态和建立设备档案。