基于电力计算机监控系统改造的临时通信方式研究

摘要：随着电力系统自动化控制技术的不断发展计算机监控系统在电力生产过程中已成为不可或缺的远程监视和控制操作设备的手段。由于计算机技术的不断发展以及计算机监控系统应用的不断深化如何保证计算机监控系统的安全性、集约型和可靠性成为运行年以上的系统更新换代的重要考量和实际工作。文章介绍了基于电力计算机监控系统改造的临时通信方式其可以在改造过程中不影响整套系统正常业务开展和数据传输情况下确保电力生产安全稳定。

关键词：计算机监控系统;临时通信方式;调度数据;无缝衔接

中图法分类号：TV736文献标识码：A

Study on temporary communication mode based ontransformation of electric power computer monitoring system

XIA Xiang

（Silin Power Plant of Guizhou Wujiang Hydropower Development Co.，Ltd.，Tongren，Guizhou 565109，China）

Abstract：With the continuous development of power system automation control technology， computer monitoring system has become an indispensable means of remote monitoring and control of operating equipment in the process of power production. Due to the continuous development of computer technology and the continuous deepening of the application of computer monitoring systems，how to ensure the safety，intensiveness and reliability of computer monitoring systems has become an important consideration and practical work for the upgrading of systems that have been running for more than 10 years. This paper introduces a temporary communication method based on the transformation of the power computer monitoring system， which can not affect the normal business and data transmission of the entire system during the transformation process，and ensure the safety and stability of power production.

Key words： computer monitoring system， temporary means of communication，dispatching data， seamless connection

電力计算机监控系统一般包含上位机系统和下位机系统。下位机系统负责收集现场设备信息，并对信息进行处理，以及接收上位机系统下发的控制指令实现对现场设备的顺序控制。上位机系统主要是收集下位机系统提供的上行数据，依托高级应用，如自动发电控制、自动电压控制等，将相关信息发送至调度，并接收调度下发的控制指令;操作人员在上位机系统的人机界面实现现场设备的监视和控制[1]。

某厂开展电力计算机监控系统改造，改造目标为新建一套计算机监控系统，其在离线环境下各项测试工作全部结束，急需考虑新计算机监控系统如何接入相应的计算机监控系统的下位机系统数据，并实现与调度的通信。在业务割接过程中，计算机监控系统不发生数据中断，是调度对割接工作的基本要求。新计算机监控系统与老计算机监控系统的无缝过渡，成为重要课题。

1  老计算机监控系统网络结构

某厂老计算机监控系统采用星形接线，冗余配置。主要配置网络如图1 所示。

从图1 可以看出，主机1 和主机2、调度1 和调度2为冗余主机。调度指令数据路线为：调度服务器→主机服务器→LCU 执行。调度采集数据路线为：LCU 采集数据→主机服务器→调度服务器。

2  通信方案选择

方案一：该厂停运所有设备进行业务割接。

主要内容：将该厂脱离电网，先将“现地”LCU 割接至新计算机监控系统，在检查并调试数据全部合格后，再开展与调度的数据核对工作。该方案的主要优点是无数据错误风险，改造过程中风险等级低;缺点是机组可利用时间减少，等效可用系数降低，且电网失去对厂站的监视，不利于电网的安全稳定运行[2]。

方案二：新老计算机监控系统搭建数据通信环境，逐步割接。

主要内容：（1）通信建立。在老计算机监控系统增加（或利旧）两台通信服务器，配 IEC104子站规约，在新计算机监控系统的两台数据交换服务器上配置 IEC104主站程序，老计算机监控系统通过 IEC104通信把所有上行数据上送到新计算机监控系统。此时，新计算机监控系统能监视所有 LCU，但不能进行控制，老计算机监控系统能监控所有 LCU 。为保障数据的安全可靠，其网络采用双网配置。具体结构图如图2 所示。

（2）调度业务割接。与中调数据割接采用退出一台老计算机监控系统网调通信机，用新计算机监控系统网调通信机（点表、IP 、路由等信息一致）替代，将老计算机监控系统中调通信机与中调通信的 IEC104进程逐个终止，检查链路在老计算机监控系统通信机逐个断开并在新计算机监控系统逐个建链，切换到新计算机监控系统网调通信机进行测试。测试完毕后，再割接另外一台老计算机监控系统网调调通信机，测试时需同步完成专线、数据网及备调数据测试。此时，老计算机监控系统中调通信机保持原位置离线运行，若新计算机监控系统和中调通信调试异常，可以用老计算机监控系统通信机恢复和中调的通信[3]。

（3）LCU 业务割接。将新计算机监控系统中的一台主机独立组网成离线调试环境，逐个将 LCU 脱离老计算机监控系统，与独立出来的新计算机监控系统主机离线核对测点后，将 LCU 接入新计算机监控系统，完成在线试验。此时，新计算机监控系统能监视所有 LCU，但只能控制已调试好的 LCU，老计算机监控系统只能监控未調试的 LCU 。

根据上述两个方案，按照调度要求，业务割接不发生数据中断，方案二满足。该厂采用方案二开展后续调试工作。

3  实践步骤

3.1  网络通信环境搭建

（1）在老计算机监控系统配置两台临时通信服务器与新计算机监控系统通信，配置 IEC104子站规约，新计算机监控系统配置两台临时通信服务器，配置 IEC104主站程序，使用两台临时交换机，建立新、老计算机监控系统的通信网络，老计算机监控系统通过 IEC104子站规约把所有数据上送到新计算机监控系统。

（2）新、老计算机监控系统背靠背通信测试：老计算机监控系统的两台通信服务器与新计算机监控系统的通信服务器独立组网，背靠背测试测点的顺序及测值是否正确，同时在新计算机监控系统上将中调通信机配置好，用笔记本电脑模拟调度主站通信，查看老计算机监控系统上送至新计算机监控系统的数据是否正确，以及新计算机监控系统上的调度通信机数据是否正确。

（3）离线核对完成后，向调度退出全厂 AGC 和 AVC 功能，申请封锁数据，将两台通信服务器的数据库同步到老计算机监控系统的备用主机，并重新启动。重新启动后，检查备用主机的后台进程运行正常，将所有 LCU 切至“现地”控制，进行主从切换，稳定运行后（10分钟），完成另外一台主机数据库同步，并重新启动，再次切换主从，查看各节点数据是否正常，正常后（10分钟），同步老计算机监控系统的其他节点。老计算机监控系统稳定运行后，将所有 LCU 切换至远方控制，并向调度核对数据后申请解封数据。分别在新计算机监控系统操作员站画面和测点索引中，核查所有数据是否一致，以及新计算机监控系统中调通信机数据测值是否一致。使用调试笔记本电脑模拟中调主站，接收并核对新计算机监控系统上送的数据是否正确（将当前状态与接收到报文进行核对）。

3.2  调度业务割接

（1）向调度申请退出全厂 AGC 和 AVC，调度侧安排人员进行数据核对配合工作。申请与调度通信业务割接，需要调度侧做好数据封锁安全措施并获得批准。对两台新调度通信机进行配置，其 IP 地址和点表与老调度通信机保持一致。检查两台新调度通信机数据库及画面显示的数据刷新是否正常，IEC104进程运行是否正常。

（2）检查确认新调度通信机2 的 IP 地址、机器名及路由信息与老调度通信机2 一致，IEC104子站进程启动正常，相应端口正常打开，数据库与画面数据刷新正常。终止老调度通信机2 上的通信进程，核查链路已全部切换至老调度通信机1 上，且运行正常，拔出与调度通信机2 上与调度连接的以太网线，与调度侧核对数据刷新是否正常，老调度通信机2 完成离线操作。

（3）新调度通信机2 到通信机房设备为新放置网线，在通信机房与调度通信的设备上，确认老调度通信机2 的网线已拔出，将新调度通信机2 与调度通信网线接上。使用 ping 命令检查与调度通道是否正常，链路连接建立是否正常，此时链路为未激活状态。将老计算机监控系统调度通信机1 的通信进程终止，此时调度主站自动与新调度通信机2 链路激活，与调度核对上行数据，确认信号正常后，方可进行下条链路切换。新调度通信机2 上送数据正常后，将老调度通信机1 离线，新调度通信机1 接入方法同上，将新调度通信机2 进程终止，调度主站自动与新调度通信机1 建立链路并激活，再次与调度核对上行数据。核对完成后，完成调度通信业务的割接。确认老调度通信机 IEC104进程均已终止、确认老调度通信机本体与调度连接网线均已拔出、确认通信机房老调度通信机与调度通信网线均已拔出，并做好禁止使用标识。

3.3  LCU 业务割接（以一台 LCU 为例）

（1）检查 LCU 所有控制命令已复归，无指令开出后，将 LCU 本地柜内“调试按钮按下、控制把手切至“现地”位置，拔出顺控使能继电器及开出模块插线排并做好记录，将被控设备控制把手切至“现地”。将 LCU 网络从老计算机监控系统离线，与新计算机监控系统中的一台主机（使用同型号测试服务器模拟主机）独立组网，搭建离线调试环境。在离线主机上完成核对 LCU 测点核对，测点包括所有开入、开出、模拟量信号等。

（2）将 LCU 控制把手切至“远方位置，弹出 LCU 本地柜内“调试”按钮，测试和检查以下流程接口的正确性，由于 PLC 程序没有修改，因此对于静态试验，确保上位机令可以被 LCU 正确接收即可。在离线测试完成的新计算机监控系统数据库上修改（将新计算机监控系统数据库 LCU 测点驱动由IEC104驱动更换为下位机驱动）与老计算机监控系统通信的 IEC104点表（删除 IEC104点表 LCU 部分），并将 LCU 恢复顺控使能继电器及开出模块插线排。

（3）将修改后的数据库拷貝到新计算机监控系统未运行业务的通信机节点及新系统备用主机，重新启动新计算机监控系统临时通信机备节点进程，重启后检查节点状态、进程状态、数据刷新、IEC104通信进程、端口状态及路由是否正常，正常后，切换新计算机监控系统临时通信机主备，切换后观察新计算机监控系统上各节点数据刷新情况，此时除 LCU 数据不刷新外，其他数据均应刷新正常。重新启动新计算机监控系统备用主机，而后检查节点状态、进程状态、数据刷新是否正常，正常后，切换新计算机监控系统主机主备，切换后观察各节点数据刷新是否正常。

（4）将 LCU 控制把手切至“现地”，网络接入新计算机监控系统运行，此时所有数据均应刷新。将数据库同步到另外一台新计算机监控系统临时通信机（此时为备）和新计算机监控系统主机（此时为备），重新启动监控系统进程，检查这两台机器的节点状态、进程状态、数据刷新等，没问题后，先切换新计算机监控系统临时通信机，检查各节点数据是否正常，再切换新计算机监控系统主机，检查各节点数据是否正常。同步操作员站数据库并重新启动进程。运行稳定后，将 LCU 控制把手切换至“远方”。由于调度通信机通信点表及测点在数据库中的位置并未发生改变，故调度通信机此时不需要同步数据库。

4  结束语

该厂采用上述通信方式开展了相应的数据割接，各项割接业务顺利，期间未发生数据中断和其他异常情况。电力计算机监控系统数据中断将造成严重的后果，因此本文提出的电力计算机监控系统改造过程中的临时网络通信方式，提高了计算机监控系统改造中通信的可靠性，为计算机监控系统改造提供了相应的借鉴。

参考文献：

[1 ] 赵永兴.小岩头水电站计算机监控系统上位机升级改造[J].机电信息，2020（5 ）：44?45+47.

[2 ] 潘苗苗，黄家志，艾远高，等.巨型水电站监控系统改造过渡期通信研究[J].水电站机电技术，2021，44（10）：65?67+127.

[3 ] 张天耀.大朝山水电站计算机监控系统升级改造[J].云南水力发电，2021，37（ 7）：252?256.

作者简介：

夏祥（1986—） ，本科，工程师，研究方向：水电厂生产管理、技术管理。