三峡右岸电站监控系统报警信息优化

窦常和，邹 毅，卞庆华

（中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂，湖北 宜昌 443133）

0 引言

三峡右岸电站计算机监控系统采用中水科技开发的分层分布式H9000 系统。整个系统采用全计算机监控结构，电站运行人员通过操作员站对全厂的主辅设备进行监视和控制。在实际工作中，运行人员反映该监控系统存在信息分类不合理、状态信息繁多、报警信息频繁报出等问题，严重影响了运行人员对主辅设备的监视效率。而更重要的是，如果遇到报警风暴、某设备故障引起的一系列报警，可能同时会有数十至数百条甚至更多报警信息同时出现在屏幕上，运行人员来不及看到是什么报警就一闪而过了，最为重要的关键信息可能会湮没[1]。本文针对该计算机监控系统存在的上述问题，在不涉及软硬件升级的前提下，尽可能地从原因入手，提出针对性的优化方案并实施。

1 电站计算机监控系统介绍

中水科技H9000 计算机监控系统（以下称计算机监控系统）采用分层分布式体系结构，即功能分布和集中式数据库系统。整个系统分成厂站层和现地控制单元两层。全厂数据库和历史数据库集中在厂站层计算机中，系统各功能分布在系统的各个节点上，每个节点严格执行指定的任务并通过上位机系统与其它节点进行通信。电站计算机监控系统现地控制单元层共设26 套LCU 装置，实现对现地设备的信息采集、监视和控制。厂站层共设6 台数据采集服务器，用于完成LCU 数据采集和预处理，每台服务器负责若干台LCU 数据的采集和处理，互为冗余。

计算机监控系统共设6 套操作员工作站，用于运行人员对全厂的主辅设备进行监视和控制。每套操作员工作站设3 个分屏，可以独立显示，以方便运行人员对多个设备进行监视和控制。每个操作员工作站设置“事件一览表”记录监控对象的状态变化、操作命令及故障报警等事件信息，设置“报警一览表”记录监控对象的故障报警信息，设置各设备的“常用画面”监视设备实时运行状态并进行控制。计算机监控系统信息颜色定义见表1。

表1 监控系统信息颜色定义

2 报警信息频繁的原因分析

为了能够找出计算机监控系统状态信息繁多、报警信息频繁报出等问题的根源，对照监控系统事件点表梳理报警比较频繁的信号，并根据运行人员前期监屏工作经验，列出了监控系统报警最频繁、运行人员反映最多的部分报警信号，着重解决这些报警信号，就能很大的改善以上存在的问题。

（1）通过分析计算机监控系统历史数据，梳理了三峡右岸电站单台机组近一年的报警信息，找出报警次数最为频繁的典型信号，并分类进行原因分析，见表2。

表2 单台机组近一年频繁报警典型信号

（2）全面整理计算机监控系统事件点表，结合运行人员提出的优化建议，对单台机组所有事件信息的中文描述、事故点属性、故障点属性、事件点属性以及模拟量报警死区等进行整理，找出需要优化的部分。

（3）计算机监控系统为了减少设备在过渡状态或者特殊工况下的报警信息，设置了专用的闭锁库，利用能够反映设备运行状态的事件作为闭锁条件，使其在满足闭锁条件的情况下，不会报出特定的报警信号。但是因为长时间缺乏维护，以及诸多的设备改造，导致部分闭锁库不能正常闭锁相应信号，需要整理。

3 制定优化方案并实施

针对上面找到的导致报警信息频繁报出的原因，分别制定相对应的优化方案，对症下药。先选择某台机组进行优化，再进行效果评估，最后推广到所有设备上。

3.1 对报警信息属性的优化

计算机监控系统根据信号的重要程度将其进行了分级，并按不同的颜色显示到列表当中。事件信息用绿色文字进行显示，这些信号反映设备运行状态的变化、操作命令等，数量最多，供运行人员在监屏时作为辅助判断。报警信息用红色文字进行显示，主要是设备故障等产生的报警信号，提醒运行人员注意或进行处理，是运行人员在监屏时重点关注的信号。事故信号用白色文字进行显示，保护动作等重要事故信号，需要运行人员立即进行处置，用来快速定位事故原因等。对于报警信息属性的优化，主要采取以下几点措施。

（1）将可能导致机组停机，需要运行人员紧急采取处置措施的报警信号调整为事故信号。比如“GCB 弹簧压力闭锁分闸”信号，虽然没有导致事故的发生，但是需要运行人员立即进行处理，否则可能会导致开关因无法分合闸而按失灵处理时，扩大事故影响范围。因此，将类似“GCB 弹簧压力闭锁分合闸”等信号调整为白色的事故信号，极大地有利于运行人员第一时间发现问题，解决问题。

（2）将重要设备状态变化可能带来重要影响的事件信息调整为报警信息，比如“压力油罐隔离阀关闭”信号，是在调速系统隔离阀关闭时产生的事件信息。但在机组运行时，调速系统隔离阀突然关闭而切断了来自压油罐的压力，会导致整个调速系统的油压全部来自压油泵的加载，而压油泵长期加载运行必然会因产生大量的热量而导致烧损，引起机组非正常停机。因此，将类似“压力油罐隔离阀关闭”等信号调整为红色的故障信号，有利于运行人员第一时间掌握重要设备状态的变化，及时采取有效的处置措施。

3.2 对开关量报警的优化

对于频繁报警的开关量信号，根据不同的类型采取针对性的措施，以不影响对设备正常监视为前提进行优化。

（1）对既配置开关量报警，又配置模拟量报警的报警信号，在不影响设备正常监视的情况下，取消其开关量报警信号的报出。比如“水导冷却水流量低”信号为开关量报警，与之相对应的设有“水导冷却水流量”模拟量下限值，当水导冷却水流量降低到整定值时，监控系统会同时报出“水导冷却水流量低”、“水导冷却水流量越下限”信号，同时在计算机监控系统画面中的水导冷却水流量实时值由绿色变为红色。针对此类报警信号，取消其开关量报警并不影响运行人员对设备的监视，能大幅减少报警信号的数量。

（2）对于设备与监控系统的通信、不参与设备控制、没有实际意义的报警信号取消其报警功能，比如“主变冷却器油压异常”信号，不参与设备的启停控制，且有冷却器水阀、油阀状态及冷却器故障信号用来判断设备运行情况。再比如“下导轴承摆度跳闸”信号，设备早已被新设备代替而退出运行，但因相关信号线未解除，从而导致经常频繁报出，因此取消此类信号的报警功能不会影响设备的正常运行和监视。

3.3 对模拟量报警的优化

经过前期分析可知，模拟量报警频繁报出的主要原因是该信号未设置复限死区或者死区设置过低，造成模拟量在整定的报警值附近波动时频繁报出，比如“机组空冷器冷却水流量”信号，原报警复限死区按最大量程的5%整定，明显偏小，很容易在临界值附近波动而导致信号的频繁报出。因此我们按照最大量程的10%来调整该复限死区值，从而减少该信号在临界值附近时的报警次数，而对于没有设置复限死区的信号，也按最大量程的10%进行整定。

3.4 对闭锁库的优化

计算机监控系统设置了报警信号闭锁库，以减少设备在过渡过程中或者特殊工况下的报警信号数量。因原有的闭锁库长时间没有维护，加之逐年的设备改造，已经不能满足现在的需求，需要进行更新和优化。我们在优化原有的“机组技术供水正反向倒换过程中”、“单系统运行状态”等闭锁库的基础上，增加了“机组开停机过程中”、“机组停机状态下”的闭锁库，从而实现了在上述过程中，因机组非正常运行状态而导致的报警信号频繁报出。当需要设备倒换或者机组开停机时，期间的设备监视由操作人员通过监视相应画面来实现，监屏人员只收到关键的几条设备状态变化信号，大大减轻了监屏压力，减小了漏掉关键信息的可能性（图1）。

图1 优化后的闭锁库

3.5 对报警信息中文描述的优化

主要针对计算机监控系统以下几种情况的信号：①一些报警信号的中文名描述与其逻辑名不相符，与现场实际设备不对应；②一些报警信号的中文名描述不是很清楚，不能很好的与实际设备名称相对应；③相同类型机组的同一设备其中文描述不一致；④有些设备因技术改造其相应的报警信号已取消，但监控系统中其中文描述没有修改为备用,并取消其报警功能，在LCU 重启时大量报出备用信号。

4 优化后成果分析

计算机监控系统在完成上述优化并进行发布后，我们进行了数据统计，以评估本次优化成果，这里主要采取以下两种方式进行分析。

（1）在计算机监控系统操作员站上截取去年同期所有机组运行时24 h 产生的事件量，与优化后同条件下24 h 产生的事件量进行对比，连续3 d 的事件量分别减少16%、27%、13%（图2），发现优化效果明显。

图2 优化前后3 d 事件量对比

（2）在计算机监控系统服务器上截取同比8 月27 日至9 月25 日共30 d 的报警信号，发现事件文件大小平均减少约47%（图3）。

图3 优化前后30 d 事件文件大小对比

5 结束语

本文提出了一种对三峡右岸电站中水科技计算机监控系统事件优化的思路，总体来说效果显著，但因计算机监控系统硬件设备及软件的限制，一些好的想法并没能很好的实现，比如设置更多更详细的闭锁条件、将事件进行分级过滤、重要事件语音报警等更实用、更智能的功能。目前，三峡左岸电站计算机监控系统正在进行软硬件升级改造，使用中水科技IP9000 智能一体化平台，同时具备计算机监控系统平台、应用软件平台和大数据平台的功能，可为智慧水电厂应用提供运行环境、 集成环境、维护环境和开发环境[2]。该平台除了具备传统的事件分级、语音报警、报警信息闭锁库等功能外，还具备了智能光字、智能降级、智能报警[3]等功能，在将来三峡右岸电站进行计算机监控系统软硬件升级时，也可以考虑进行上述功能的开发与应用,能更彻底地减轻运行人员的监屏压力。