集控中心监控系统的设计与实现

傅元秀

（华自科技股份有限公司技术部，湖南长沙，410205）

0 引言

建立远程集控中心，可以对下属各电站进行集中管理，更好地预测各电站的发电状况，提高集团公司在电网系统的竞争优势；建立远程集控中心，同时有利于提高下属各电站群的机组及整体运行效率，通过对集控中心下属的各电站集中管理，可以更好地从优质、经济的角度分析，结合实时和历史数据，制定电站的最优运行方式，获取最大的经济和环境效益根据湖北清江公司隔河岩电厂的4座自备电站的实际情况，提出了晒谷坪集控中心的方案，重点对集控中心改造方案进行了分析和探讨，晒谷坪集控中心投运以来，为清江公司优化调度，提高效率等方面提供了良好的保障。

1 概况

晒谷坪集控中心位于湖北省宜昌市长阳土家族自治县——隔河岩电厂厂区内办公大楼，距长阳县约3km，属于清江流域梯级电站上的第二个电站，距上游一级电站柳树坪电站约150km；距下游三级电站高坝洲自备电站约85km；西寺坪电站与隔河岩电厂相隔较近。见图1。

图1 晒谷坪集控中心网络拓扑图

集控中心设备配置：直流系统两套、逆变电流两套、卫星定位两套、监控后台两套，并通讯互为冗余，分层式组态软件设计；集控室分多台显示屏分别监控不同的电站运行情况。

晒谷坪电站（2×5500kW）现有华自科技股份有限公司（以下简称华自科技）的自动化成套设备：两套机组LCU屏、一套公用LCU屏及三台辅机LCU屏，2套冗余自动化监控设备；西寺坪梯级电站（2×（3×550kW））共6套机组LCU屏，2套公用LCU屏，2套冗余自动化监控设备；高坝洲自备电站（2×3000kW）也更换了华自科技的自动化成套设备，两套机组LCU屏，1套公用LCU屏，2套自动化监控设备两套。柳树坪电站（1×20MW）2019年经过自动化改造，配置了1套机组LCU屏，1套公用LCU屏，及采用华自科技HZ3000通讯管理机进行数据通讯。

监控中心与电站采用双光网通讯方式。

2 监控系统方案

监控系统总体结构可分为集控中心和电站层，其业务范围将包括水电站集中控制系统、自动化控制系统、调度综合数据平台、图像监控系统等。

在集控中心调度层，各业务系统间的数据交换均通过调度综合数据平台实现，调度综合数据平台将调度层各业务系统数据与信息进行集成、整合、再加工，形成能表述电站生产运行全貌的数据与信息成果。厂站层为集控中心所辖的变电站及水电站按业务类别划分的各专业系统，包括电站计算机监控系统、图像监控系统、水情遥测站点以及其它专业子系统等。

集控中心的控制调节方式为：

（1）调控命令和设定值直接发到梯级电站厂站层计算机监控系统，由梯级电站计算机监控系统调控机组、闸门及其它设备。

（2）集控中心计算机监控系统直接控制、调度梯级电站机组、主要开关和闸门等设备，机组、闸门设定值和控制命令等从集控中心发到梯级电站LCU，梯级电站LCU执行这些命令并返回足够的信息给集控中心计算机监控系统进行监视。

当由于故障使得梯级电站与集控中心联系中断时，可通过电站控制室的操作员站或现地LCU对电站机组进行控制。

根据集控中心的业务定位，可归纳出应对应具备的功能（包括但不局限于）为数据采集、监视和控制等，并满足上级调度部门通过本系统实现对梯级各电站四遥（遥信、遥测、遥调和遥控）功能。

由于集控中心距离高坝州电站和柳树坪电站距离较远，非常需要采用“无人值班（少人值守）”“扩大厂站”“远程集中控制”的运行管理方式。目标是建设一套将晒谷坪自备电站、西寺坪自备电站、高坝州自备电站和柳树坪自备电站的实时数据和远程控制接入集控中心的系统。

各电站与集控中心属于并行关系，在后台中都为主站，分别与对应设备进行通讯，这种结构优点是无论子站的服务器或者集控的服务器出现问题，都不会影响对方的通讯。网络结构如图2所示。

图2 网络结构

3 监控系统实现

集控计算机监控系统采用了华自科技公司先进的、可靠的、有成功经验的HZ300计算机监控系统。数据库、监控功能分布在相应的网络节点上。对系统而言节点功能、资源相对独立而又便于其他节点共享，并且为今后功能扩充提供了较大的方便。网络上的设备中出现故障或不工作，不影响系统其他部分的运行。

服务器、操作员工作站和工程师工作站等都直接接入网络，具备高速通讯和共享资源的能力。网络上接入的每一设备都具有自己特定的功能，实现功能的分布，通过网络与其他节点通讯，既保证了某一设备故障只影响局部功能，又利于今后功能的扩充。

关于监控软件方面的配置，子站配置以晒谷坪电站为例：站内有一台惠普服务器（DL388）作为主机，分别与站内的PLC（施耐德M580）和通讯管理机（HZ320）进行通讯，并且是双网段进行通讯。在后台配置内，系统结构添加服务器和各通讯管理机，并在IP处添加双网段的IP地址；在驱动配置内添加以太网组，在组内配置两行分别为PLC一二网段的IP地址，然后进行发布，即可实现站内双网段通讯。

集控内有八台惠普服务器：两台主服务器（DL580）、两台历史数据服务器（DL388）、两台操作员站（DL388）、通讯工作站（DL388）、工程师站（DL388）；一台GPS，2套UPS电源。目前的网络配置为：1#主服务器、1#历史数据服务器、1#操作员站、语音报警主机作为一网段配置。因为还要与晒谷坪电站内的设备进行通讯，所以还需在1#主服务器的系统配置内添加晒谷坪内的管理机；在驱动配置内添加晒谷坪各个PLC的配置，然后进行发布。二网段配置相似。

如上所述，即可实现子站与集控分别独立通讯，同为主机的配置。并且满足双网段冗余的要求。

试验站内双网段：首先拔掉服务器上二网段的网线，报二网段通讯中断，但画面并无影响，一网段通讯正常，遥信遥测遥控都正常，然后插上并无影响；然后拔掉服务器上一网段的网线，报一网段设备通讯中断，画面内断路器图标变灰色，遥测保持上一秒数据并变灰，几秒后，通讯恢复，画面正常，再观察遥信遥测遥控都正常。

试验集控和子站同为主机：首先关闭子站内服务器，集控内的通讯一切正常，遥信遥测遥控都无影响；然后关闭集控内服务器，子站内的通讯一切正常，遥信遥测遥控都无影响。

4 总结

自晒谷坪集控中心投入运行以来，晒谷坪自备电站、高坝州自备电站、柳树坪自备电站陆续成功的接入集控中心。作为独立于电站的集控中心，已具备实时观察电站上送监控系统的各类信息，并能对电站设备进行远方控制；为实现电站设备的集中灵活控制，将人员从现场工作中解放、提高工作效率提供了技术保障。