白石窑水电厂计算机监控系统技术改造

冯学文

【摘 要】介绍白石窑水电厂计算机监控系统技改过程，简要进行经验总结。

【关键词】计算机监控；技术改造；成效

0.概述

白石窑电厂A厂监控系统原设计是以常规控制为主、计算机监测监控为辅，自1997年发电投运以来，经过了两次不同程度的完善，一次是自动化元件的技改，一次是下位机及公用设备的技改。但因原设计的思想是以常规控制为主、监控为。为了适应现代水电厂安全运行的需要实行计算机监控完善技改工作，提供机组控制的智能化，确保发电机组的安全高效运行，是非常必要的，也是电网对发电设备的要求，也是节约能源和水电站经济运行的需要。

1.计算机监控系统的概述

1.1设计原则

白石窑水电站计算机监控系统现改造1～4#机组的自动控制系统，并改造电站A厂厂级控制层，以实现电站集中控制，安全监视，电站优化运行等功能为目的的实时监控。以电站四台水轮发电机组及辅助设备，两台主变，一座110KV的开关站以及A厂公用设备等为监控对象，系统结构采用分层分布的开放式系统结构，由主控层和现地控制层组成。

计算机监控系统按“无人值班，少人值守”原则设计。系统既有一定的先进性，又有较高可靠性和实用性，满足设计时先进，运行时不落后的基本要求，系统有较强的升级换代能力。整个系统一次规划设计，分步实施。系统均符合以下要求：

（1）技术的先进性。系统结构与配置结合国际最新计算机硬件产品，软件产品，快速的网络交换技术，实时工业控制产品与未来发展，充分利用计算机领域的先进而成熟的技术，保证系统的实际应用水平在今后的10年内不落后。

（2）系统的开放性。系统主要硬件设备选型应符合计算机技术发展迅速的特点，采用全分布开放式系统。

（3）系统的安全性。系统应是标准化的成熟产品，功能完善并模块化，并具完备的确保硬件及软件的安全性措施，防止监控系统硬件或软件的故障或缺陷对现场设备的危害。

（4）功能的完善性。本系统按电站的“无人值班，少人值守”的原则设计，整个系统采用全计算机控制方式，配备完善的应用功能，特别是与地调、MIS信息管理系统及其他计算机系统的数据通信、数据共享功能。满足梯级电站集中监控、优化运行的特点。

（5）抗干扰能力。系统网络采用光纤技术，避免了不同设备之间的电信号连接。现场信号也采用光电隔离或其他隔离措施。

（6）系统的友善性。人机接口功能强，操作方便，采用面向对象的全汉化界面。应向用户提供完善的开发支持软件系统。

（7）充分利用PLC的高可靠性及逻辑方面的优点，保证机组的各种工况下的安全转换及顺序控制。由PLC完成全厂的控制与调节，保证全厂发电运行可靠。LCU在脱离电站主控级的情况下，仍能保证机组安全运行。

（8）现地手动操作与控制。为满足与机组检修后同步投运的安全可靠要求。机组现地控制单元具有部分设备状态现地显示及必要的常规操作功能，使运行人员在机旁能完成机组投运或调试的操作，并且现地控制等级优先，以保证电站在PLC故障或任何自动控制失灵的情况下的安全停机。

（9）系统的各项性能指标均达到或超过部颁布DL/T578-95“水电站计算机监控系统基本技术条件”的要求。

1.2系统主要目标和功能

实施本工程后，实现A厂1-4#机组的自动控制，并且可以通过中控室的计算机监控系统实现对白石窑电站的远程监控，将形成一个完整的电站闭环过程控制达到现地无人值班（少人值守）的目的。B厂中控室可集控#5机组，同时也能监视A厂#1-4机组的运行状况。A厂中控室可集控#1-4机组，同时也可监视B厂#5机组的状况，达到统一运行管理的目的。

本系统的主要目标是：完成1-4#机组的自动控制功能，配置计算机监控系统以接受上级调度中心的调度指令，完善全厂的计算机监控系统，实现中控室监测和控制，提高电站安全运行水平，改善职工运行条件。

本系统的主要功能有：实时采集主要设备及辅助设备的运行状态、参数，对电站各控制点和监视点进行自动安全检测、越限报警、事件顺序记录、事故故障原因提示、事故语音报警，实现水轮发电机的自动顺序启停控制，断路器等重要设备的投、切操作以及其他自动控制功能，实现与梯级、地调、MIS信息管理系统及其他计算机系统的数据通信。

2.计算机监控系统结构配置

2.1系统结构

本电站计算机监控系统采用全分布式开放系统，完成主控级监控层和现地级监控层。

主控级监控层位于电站中控室，分为A厂和B厂两层结构，以光纤以太网连接两部分，进行数据传输，具体结构参照附图1。全系统采用100Mbps快速以太网技术，TCP/IP网络协议，组成开放的计算机网络系统，主控级监控层网络采用光纤以太网与所有LCU联接。B厂主控层现已建立并投入使用，A厂主控级主要设备包括2台主操作站（主机），2台网络交换机， 1台通讯服务器，1套语音报警系统和1套6KVA逆变电源系统。

现地级监控层监控现地各分散的设备，按A厂控制对象和分布位置设置：

四台水轮发电机组各用一套LCU，开关站和A厂的公用设备共用一套LCU，共5套LCU。所有LCU与主控级监控层网络采用光纤以太网联接。

2.2主控级控制层配置

2.2.1操作员工作站（主机）

每台主机均采用DELL DIMENSION 4550高档型主机，配置为CPU PIV，1G内存，160G硬盘，Winfast32M高速图形加速卡，16X DVD-ROM，1.44M软驱，两台19“1280X1024LCD，3COM100Mbps网卡。A厂中控室两台主机既是系统服务器，又是操作员工作站，工作方式互为热备用，即两台主机的系统同时工作。