计算机监控系统现地控制单元PLC功率调节程序优化

摘 要：当水轮发电机组调速器采用开度模式（计算机监控系统进行功率闭环调节）进行功率调节时，计算机监控系统测量源的可靠性至关重要。通过对水轮发电机组有功功率调节的PLC程序进行优化即有功功率测量源采用“三选二”模式，从而增加开度模式下功率调节的可靠性。本文通过对机组LCU的PLC有功功率测量源程序进行优化，增加有功功率测量源“三选二”逻辑判断，保证计算机监控系统功率调节的可靠性，避免水輪发电机组出现有功功率调节异常现象，甚至水轮发电机组过负荷情况的发生。

关键词：有功功率调节；程序优化；计算机监控监控系统；有功率测量源

对水轮发电机组国内目前主要采用的有功调节方式有两种，即开度模式和功率模式。开度模式是在监控系统上形成功率调节闭环。功率模式是在调速器PCC控制系统上形成功率调节闭环，即调速器接收监控系统下发有功功率定值（模拟量），以自身功率变送器作为反馈量，进行导叶调节。

目前国内大部分水轮发电机组采用开度模式进行功率调节，原因主要有计算机监控系统进行功率闭环调节在满足功率调节各项要求的前提下，涉及到相关功率调节试验较少、投产调试速度快、对调速器调节性能要求低等优点。但在机组运行过程中由于功率测量源的不可靠导致出现溜负荷、过负荷现象，通过对计算机监控系统LCU的PLC进行程序优化，经试验验证效果良好，供参考。

一、开度模式下功率调节流程

开度模式下功率调节流程如下：计算机监控系统设定有功功率后，现地LCU接收到上位机功率设定值后，通过功率测量源对机组有功功率进行实时采集，功率反馈值送至LCU进行PID功率闭环处理后再通过继电器开出脉冲至调速器电调柜，调速器电调柜接收机组LCU的开出脉冲后进行导叶调节，最终完成机组有功功率调节。

二、运行中出现的问题

功率测量源采集数据异常导致机组过负荷。监控系统测量源（功率变送器）采用冗余配置，程序按二选一设计，虽然程序中两个测量值偏差过大时退有功调节，但当两个测量源同时出现测量异常现象时，机组LCU无法识别测量源出现故障。当两个测量源同时出现故障，且两个测量源偏差不大时，机组LCU将继续进行功率调节，可能导致机组过负荷。

三、问题处理

（一）增加计算机监控系统功率调节“三选二”

1）监控系统机组LCU目前有两套多功能变送器。采用调速器送至监控系统有功反馈作为参考，其中A为监控变送器1、B为监控变送器2、C为调速器送至监控系统有功反馈。

2）正常采用A，此时A、B差值小于20MW。

3）如果A、B差值大于20MW，进行报警；同时引入C作为参考，计算A、B两者与C差值；如果最小差值没有超过20MW，则选择A、B两者中与C差值小的那个。

4）如果发生了测量源切换（使用B），则需要A、B之间的差值需要小于某个值才恢复成正常（回切至A），否则不再切换，在此期间，如果B与A、C的差值都大于20MW，退有功调节。

5）如果A、B差值大于20MW，A、B两者与C差值都超过20MW，则退出有功调节。

（二）程序优化

程序优化后，避免了当两个测量源同时出现故障，且两个测量源偏差不大时，可能导致机组过负荷风险，以及备用测量源异常时退出功率调节的不合理逻辑。

优化后部分程序如下：

CASE P.SOURCE_NO OF

IF（AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=0 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=0 AND ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[P.SOURCE_NO2]）<20.0） OR

（AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=0 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=1 AND AI_QUA[18]=0 AND ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[18]）<20.0） THEN

P.SOURCE_NO：=P.SOURCE_NO1；

ELSIF AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=1 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=0 AND AI_QUA[18]=0 AND ABS（AI[P.SOURCE_NO2]-AI[18]）<20.0 THEN

P.SOURCE_NO：=P.SOURCE_NO2；

ELSIF AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=0 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=0 AND AI_QUA[18]=0 THEN

IF ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[18]）

IF ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[18]）<20.0 THEN

P.SOURCE_NO：=P.SOURCE_NO1；

ELSE

P.SOURCE_NO：=0；

END_IF；

四、结论

通过以上问题处理，彻底解决了由于功率测量源不可靠导致计算机监控系统机组LCU的PLC功率调节程序存在安全隐患的情况，提高了功率调节的可靠性，确保了机组安全稳定运行，可为其它企业类似问题的解决提供参考。

参考文献：

[1] 南瑞水力水电分公司.Unity_PLC编程指导书V4.3.0.

[2] 监控系统控制流程编写指导书.SLSD/ZD-116F0.

作者简介：

黄华（1983-），男，汉族，湖北黄梅人，毕业于武汉大学电子信息学院，本科，现就职于武汉工程职业技术学院，讲师，研究方向：智能控制领域。