SMA2000水电厂状态监测分析系统在五凌电力集控中心的应用分析

曹德勤　朱盛

摘 要：随着五凌发电集控中心积累的设备状态监测数据日益庞大，这些数据往往本身是杂乱无章的，其特征并不明显。如何对这些监测数据进行分析、加工、提炼，快速有效地获得所需要的有用信息，是集控中心设备运行情况分析需面临的关键问题。本文结合五凌电力发电集控中心成立以来对设备运行状态分析情况，提出SMA2000水电厂状态监测分析系统的优势，并深入分析了SMA2000水电厂状态监测分析系统在五凌发电集控中心具体应用情况，希望对同行业在设备状态分析方面提供一定的参考建议。

关键词：SM2000；集控；趋势；应用分析

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0164-02

五凌电力发电集控中心成立于2010年3月，目前公司12座常规水电厂、54台机组已全部接入远程集控，电厂个数及机组台数居国内第一。集控中心将12个电厂划分为5个区域，实行“一人一席多厂”的区域值班模式。中心一直致力集控电厂设备运行情况分析和研究，期建立一套确实可行的分析系统，减轻运行人员工作负担。本文结合实践，对五凌集控的SMA2000水电厂状态监测分析系统做出如下阐述。

1 设备运行情况人工分析的难点

1.1 人工分析工作量繁重

五凌发电集控中心集控12个常规水电厂，一个运行人员负责监控2-3个电厂的设备运行情况，而一个水电厂仅辅助设备就有约100台包括：冷却水泵、压力油泵、消防水泵、沙漏检修排水泵、高低压气机等等，同时不同设备启停时间不一致，有大部分设备启停时间较短，有的设备一天启停150次左右。人工抄录和分析电厂辅助设备的运行情况需要大量的人力和物力，成为了五凌发电集控中心运行人员工作的一大难点。

1.2 人工分析数据比较和相关量分析困难

人工分析时对不同的设备以及不同数据进行比较分析时，较难找出数据的差异，在数据量特别庞大时，更容易出现差错。一台设备如按10分钟启停一次，一小时6次，一天144次，而一个季度的运行数据可达12000多组。在如此繁杂无序的数据中，找出有用的数据，且准确无误，人工分析很难办到。

2 SMA2000水电厂状态监测分析系统介绍

2.1 SMA2000系统概述

SMA2000系统是一个海量历史数据存储、管理分析系统。对历史数据库记录的大量设备运行状态数据进行分析和追忆，可为设备检修提供丰富的状态信息。由于它是面向网络的分布开放系统，数据可通过局域网/广域网络传输，在网络可及之处均可对电站设备状态的进行实时监测与安全分析，很好地满足了水电站运行监视与事故分析的实际需要[1]。

2.2 系统硬件结构与配置

SMA2000系统是面向网络的分布开放系统，系统一般由若干台服务器构成，由开放的以太网连接。系统可设置下列服务器：数据库服务器，WEB发布服务器，数据采集服务器，数据分析服务器等。系统对外通讯连接应配置必要的安全隔离设备。SMA2000系统网络结构图1所示。

3 SMA2000水电厂状态监测分析系统特点

3.1 系统有良好的人机交互界面

比如数据查询可以分为分类查询和模糊查询，同时还可以记录存取。人机界面内数据查询分类如图2所示。

在分类查询模式下，通过改变界面右上角的“电站”、“机组设备”、“数据类型”进行数据筛选/查询，选中所需要的数据，点击添加按钮，添加数据。选好所需查询数据，点击查询即可，相当便捷。数据分类查询具体方式如图3所示。

在模糊查询模式下，可以通过输入查询关键字进行数据查询，多个关键字请以空格分隔。方便运行人员在不知道设备详细名称或参数下进行快速查找。

3.2 设备运行数据异常时可报警、预警

SMA2000系统具有先进的数据即时报警系统，当任何一个数据出现故障或越限等异常情况时，系统将自动向所有客户端发送报警信息，系统还可对历史/实时数据进行诊断分析，及早发现可能存在的问题，提前预警，提示运行人员注意并采取相关措施。

3.3 数据特征值分析

SMA2000系统以图形、报表等丰富的表现形式展示数据的各种状态值的特征值，例如最大值、最小值、平均值等。

3.4 数据比较分析、相关量分析

SMA2000系统对不同数据进行比较分析，找出数据差异，帮助运行人员对设备运行情况进行分析判断。在趋势分析系统中，一般运行人员对数据比较分析、相关量分析的需求较多。SMA2000系统将比较分析、相关量分析进行了通用化开发，可定义任意数据为相关数据，操作简单，使用方便。

3.5 虚拟曲线分析

当数据库采集的数据不满足数据分析需求时，需要对数据进行二次加工。本系统具有多功能虚拟曲线分析功能，即对任意若干曲线进行组合式运算而产生新的曲线。

4 SMA2000水电厂状态监测分析系统在五凌发电集控中心的应用情况

（1）系统能帮助运行人员从繁杂无序的数据中，得出数据规律，找出设备运行趋势，设备有无异常情况或者缺陷，提醒运行人员是否要采取措施[2]。例如：五凌集控中心的某集控电厂2017年1月份#1机组振动和摆度数据分析表1所示。

五凌集控中心的某集控电厂2017年1月份#1机组振动和摆度曲线如图4所示。

共性分析：随着电厂库水位的持续消落，水头亦随着降低，振动幅度和密度在后期明显加强，在低水头下需更加密切关注机组振動、摆度情况。机组开机半小时以内，机组逐步增加负荷至满负荷，增加负荷过程中运行水头暂未完全稳定，机组抬机量摆度值、上机架水平振动会有明显异常升高的情况。应待运行水头稳定后，再观察机组抬机量摆度值、上机架水平振动是否在正常范围。

异常分析：从02月16日至02月28日07时-08时，#1机开机后负荷逐步增加至满负荷过程中，机组抬机量A摆度、抬机量B摆度异常升高。在机组运行过程中，振动摆度数据最大值均出现在机组开机后一小时内。分析原因：机组开机后半小时内，机组调整负荷穿越振动区，水头发生波動导致机组振动摆度偏大，待水头稳定后，各数据均处于允许范围内。（20日后运行水头开始低于130m）；在水头低于130m之后，机组运行工况在逐步变差，#1机组抬机量摆度值和上机架振动值都有超允许值的情况出现。建议在水头越来越低的情况下，运行人员加强重点部位巡视，危险点（源）排查及“四件一体”的检测，以确保#1机组安全稳定运行。

（2）系统能在人员给定的限制内，找出数据的规律，给出设备异常情况是不是偶发现象或者是数据传输问题等，帮助运行人员鉴别某些数据是否需进行处置。例如：五凌集控中心的某电厂2月22日07：00-22：00，该电厂上游水位242.48-242.94米之间，下游水位204.69-204.84米之间，水头37.66-38.25米之间，#1机组负荷在71-76MW之间，负荷进行频繁细微调整，#1机组顶盖Z向振动存在瞬时超标现象。2月22日07：00-18：00#1机顶盖Z向振动数据总计39600个（该数据每秒采集一次）进行分析，其中大于80μm的超标振动数据900个，振动超标数据占比为2.27%，振动在20-60μm之间的数据31624个，占比为79.86%，其它振动数据为7076个，占比为17.87%。（数据表因数据量太大，故略）2月22日07：00—22：00机组出力运行情况图5所示。

分析：#1机组稳定运行时，#1机顶盖Z向振动数据维持在20-60μm之间。检查大于80μm的超标振动数据，发现均在机组调整负荷期间，特别是机组在系统要求下进行调频的情况时，机组的振动数据存在超标，为瞬时波动，不具备持续性，以上超标数值仅需观察即可。

5 结语

五凌发电集控中心在多年的实践中，结合SMA2000 水电厂状态监测分析系统组件功能全，结构体系先进，性能优异等优点，认真对中心集控电厂设备状态进行分析和研究。满足了集控中心安全运行及事故分析的需要，为集控电厂分析设备运行趋势、查找事故原因提供了强有力的技术手段。

参考文献

[1]陈小松，王峥瀛，梅林，等.SMA2000状态监测分析系统开发及其应用[J].水电站机电技术，2008，（6）：69-71.

[2]陈小松，王桂平，王峥瀛，等.SMA2000状态监测分析系统在三峡右岸电站的应用[J].水电站机电技术，2009，（3）：94-95.