龙门滩水电站远程监控系统的升级改造

2013-08-29林思攀

中国水能及电气化 2013年3期

林思攀

(泉州市龙门滩引水工程管理处，福建泉州 362500)

龙门滩引水工程位于福建省德化县境内，以梯级形式开发大樟溪流域，两级水电站4台机组的总装机容量为50.8MW。所开发的龙门滩水电站微机监控系统采用全分布开放式模块化冗余结构，由德化城关梯级调度层、两级电站控制层、现场LCU控制层组成，利用微机设备和系统应用软件把管理控制系统与操作人员有机结合起来，对两级电站和水库大坝的设备设施进行监视控制，实现了从传统管理控制向微机自动化控制的转变。经过多年的运行，微机监控系统各项性能指标符合技术规范和设计要求，但随着计算机软硬件和网络技术迅猛发展以及电站监控量不断增加，监控系统也暴露一些问题:①受当时网络技术限制，系统实时性较差;②随着上送电气量和非电气量等被控参数不断增加，系统容量明显不足;③系统设备的备品备件短缺，操作维护不方便。为此，管理处经过充分论证，对监控系统实施了升级改造。

1 监控系统的升级改造

1.1 网络拓扑结构的改造

原系统电站中控层与各现地LCU控制级之间的连接方式采用S8000－E 10M光纤环形冗余网，电站中控层和城关控制中心层通过一级电站和二级电站的CSS－F－S网关实现通信连接，大坝LCU控制层通过电话线、调制解调器送至一级电站中控层，再通过一级电站CSS－F－S网关与城关控制中心实现通信连接。改造合理有效地利用先进的光纤通讯技术，将一级电站、二级电站中控层与各现地LCU控制级之间各自组成多模的S8000－E 100M光纤冗余网，再将城关控制中心、大坝、一级电站、二级电站由单模100M光纤冗余网联为一个系统。改造后的主要系统结构如图1～3所示。

图1 系统网络结构

图2 远方调度中心层系统结构

图3 一级电站系统结构

1.2 硬件改造

监控系统的上位机由原SUN工作站改为戴尔常规工作站、台式机和优派显示器，下位机CPU从351升级为364，PLC从通过工控机上网升级为直接上网。改造后的主要设备参数见表1。

表1 改造后监控系统的主要设备参数

1.3 软件改造

上位机的应用软件CENTRALOG结构从基于UNIX操作系统改造为基于WINDOWS操作系统，并且该系统从C10升级为C30。下位机的PLC编程软件从P8改为P80，操作界面采用基于WINDOWS操作系统，电力监控系统软件采用Alspa 320的CENTRALOG 30。

2 系统功能配置

通过对微机监控系统的升级改造，主要实现梯级调度控制、电厂控制和现地控制三项功能，并通过工作站软开关或现地LCU柜上操作面板开关实现功能切换。

2.1 梯级调度控制

梯级调度控制的主要功能是对所监控的对象进行数据采集和处理，实现对监控对象的远程实时控制与调节、安全监视与事件报警、生产统计与生产管理、以及系统异常监视等。该层控制主要是为调度中心提供现场信息，为调度决策提供实时数据，并对现场机组进行远程控制。例如一级电站1号机组远程开机并网控制，首先操作人员通过人机界面显示的开机流程图，判断并确认机组出口开关已分、机组无事故、机组无紧急事故、制动闸已投入、事故电磁阀已复位、调速器在自动位置、机组接力器锁锭拔出等开机条件，然后点按界面“发电运行”控制键，机组立即按照已设程序自动启动并网发电，整个开机并网操作时间不超过3min即可完成。

2.2 电厂控制

电厂控制是在特殊情况下由电站中控室对电厂进行控制，其主要功能与梯级调度控制相似。该层控制主要为值班人员提供现场信息，在机组出现故障而远程控制层因某种原因而未发现故障时，值班人员向远程控制层发出故障报告，紧急情况下可以直接在中控室下达停机指令。例如二级电站2号机组紧急停机控制，由于梯调监控系统故障，同时机组出现故障而必须立即停机时，可由现场中控室操作人员直接点按“紧急停机”控制键，机组立即按照已设程序从发电状态自动跳出口开关、联停励磁和关闭调速器，从而自动转入停机状态，确保机组安全。