江口水电厂计算机监控系统上位机技术改造

段寅华　钟邦清　胡明杰　杨璐冰

摘 要：针对江口水电厂现有计算机监控系统存在的设备老旧、性能下降和偶发故障等问题，对系统的软硬件进行了升级改造。分析了计算机监控系统上位机升级改造的必要性，重点阐述了系统技术改造的设计思路和具体的实施方法。通过技术改造可有效提高电厂计算机监控系统运行的安全性、稳定性及准确性，加快推进电站的智慧化建设。

关键词：水电厂；计算机监控系统；上位机；改造

中图分类号：TV736    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2023）13-0063-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.13.016

0    引言

江西江口水电厂位于江西省赣江支流袁河中游的新余市江口村上游，是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉、给水、养殖、航运、旅游等综合利用的大型水利枢纽工程。电厂装机容量为40 MW，共4台轴流式机组。电站计算机监控系统上位机由计算机及相关网络辅控件组成，其主要功能是负责全厂所有数据的采集、收发、存储、处理、设备控制、监视及外联设备通信，是整个电站控制系统的神经中枢[1-3]。电厂现运行该系统的主要服务器生产日期为2013年。

1    监控系统上位机现状

江口水電厂计算机监控系统上位机目前主要存在以下问题：

（1）水电站运行人员监盘时频繁出现计算机监控系统操作员A、B站死机现象，严重时需重启操作系统才能正常启动。

（2）工程师站出现死机现象，作为集控中心数据上传及控制下达的中转机，工程师站死机直接导致了水电厂送往南昌集控中心的日常生产数据中断、控制无法下达。

（3）现计算机监控系统操作员站同时肩负了数据采集服务器的功能，导致出现磁盘空间不足，死机现象；同时不利于满足后续丰富组态软件的硬件需要。

（4）服务器硬件性能降低，导致监控系统数据刷新缓慢、画面切换延时、CPU使用负荷率过高等现象。

（5）上位机与服务器的对时采用老式的串口对时，该对时方式易受到外界干扰，导致对时信号时常中断，设备的实际动作时间与监控系统显示动作时间不一致。

2    改造的必要性

（1）针对江口水电厂目前正在打造的智能站边平台，为了更安全、稳定地对该站边平台系统上传监控系统数据，亟需解决目前的监控系统上位机系统硬件配置较低的问题。

（2）电厂计算机监控系统服务器目前只能安装32位的操作系统，应用软件为南瑞NC2000系统的老版本（V1.0）。目前南瑞NC2000系统（V1.0）已升级成NARI SC2000（V1.1），需安装64位的操作系统。且目前市面上64位服务器已为主流，32位系统已无法兼容计算机的硬件，亦无法保证后期有可能发生的故障恢复。

（3）电厂计算机监控系统的主机、服务器、核心交换机等设备的备品备件未进行储备，目前市场上已无法找到同型号设备，不满足DL/T 1009—2016《水电厂计算机监控系统运行及维护规程》中的规定：建立完整的监控系统备品备件库，对可能要停产的主机、服务器、核心交换机的备品备件存储，至少要保证5～8年的使用。

（4）操作员站频繁出现死机现象，加之长时间运行，机器硬件性能降低，目前已无同型号的主机进行替换，一旦该工作站瘫痪，将直接影响到运行值班人员对生产设备的监视与控制。

（5）电厂计算机监控系统远动通信服务器、操作员站、厂内通信工作站（工程师站）、语音报警服务器所使用的主机生产日期均为2013年，所有服务器均已停产至少3年，目前市面上已找不到与之匹配的相关硬件，主机硬件发生故障，无法进行消缺处理。

（6）远动通信服务器主要负责与调度系统的实时通信，将电厂的机组日常生产数据送入调度，通信数据质量已纳入电量考核范围内。为避免因通信服务器故障导致通信终端异常，必须进行改造。

（7）现计算机监控系统数据采集服务器硬盘设计存储空间较小，146G的存储空间只够保存一年的数据量，发电机组做稳定性分析需要调取近3至5年的生产数据进行对比，当前存储空间无法满足机组稳定性分析的需求。

（8）运行人员结合多年来的运行实际要求对计算机监控系统中的组态软件进行优化，增加了一些新的控制监视页面。

3    改造总体方案

3.1    方案设计思路

根据同类电站计算机监控系统改造经验[4-8]，同时结合自身现场设备运行实际工控和运营成本情况，此次升级改造只针对江口水电厂计算机监控系统上位机硬件及软件。硬件部分具体改造的内容和要求如表1所示。软件部分主要包括电站计算机监控系统软件1套、场站侧监控系统与南昌集控中心监控数据接入服务软件1套和国产正版操作系统6套。

3.2    改造的具体实施方法

（1）新设备投运前，老设备仍正常运行，做到无扰更换。

（2）施工前应与调度自动化及时沟通，申请并提交调度系统电气二次工作票，自动化处批复同意后开始实施。

（3）施工前应先将新系统平台搭建完成，联机测试各主机、软件运行是否正常，无任何错误或报警。

（4）对所有新服务器进行安全漏洞扫描，并安装主机安全套件，完成主机加固，服务器安全稳定性符合要求。

（5）新系统软件平台测试正常后，退出操作员A站、数据采集服务器A站、远动通信服务器A站。

（6）派遣运维人员前往机组LCU、升压站LCU、公用LCU检查、核对、监视当前各设备运行数据，记录相关重要数据。

（7）告知调度自动化处，江口水电站计算机监控系统因技改，需将计算机监控系统退出运行，江口水电站送往调度远动数据将中断，在自动化处同意后，退出操作员B站、数据采集服务器B站、远动通信服务器B站、语音报警服务器。

（8）将新系统退出的操作员A站、数据采集服务器A站、远动通信服务器A站接入计算机监控系统网络交换机，并与现场人员核对相关数据，数据正常后将操作员B站、数据采集服务器B站、远动通信服务器B站、语音报警服务器接入网络交换机，并告知调度，江口水电站远动通信数据恢复正常。

（9）完成场站侧监控系统与南昌集控中心数据通信调试，数据完整性、一致性、时效性符合要求。

（10）新的上位机平台安装调试完成后，老系统仍保持运行状态，待新系统运行一周后，确认新系统与下位机、调度及相关外围设备通信正常，再将原服务器退出运行。

4    改造后的智慧化应用

本次上位机的改造可配合电站前期预先搭建的智能预警系统，以提高电站整体的智能化水平。该智能预警系统是基于状态监测量（振动、摆度、温度、压力、油泵启停时间等），利用大数据趋势检测算法，实现监测量和提取指标量的趋势预警功能。各监测量在上位机的趋势预警显示如图1、图2所示。

5    结束语

江口水电站现计算机监控系统上位机自安装运行至今已有近十年，因原设备配置较低、性能下降和主件缺乏备品备件等原因，已无法满足目前电厂研发部署智能化站边平台的需求，故实施了计算机监控系统上位机主机更换、软件升级、历史数据库扩容和串口对时升级等技术改造。通过该技术改造，电厂计算机监控系统的整体配置将大大提高，可解决江口水电厂困扰已久的计算机监控系统设备安全隐患，如数据刷新缓慢、画面切换延时、服务器死机、应用程序自动停止等问题，确保计算机监控系统的安全、稳定运行。同时，此次改造也为实现监控系统与智能站边平台的数据对接做好了准备。

[参考文献]

[1] 薛晔，金波，杨光华.基于智能一体化平台的丰满水电站重建工程计算机监控系统构建[J].长春工程学院学报（自然科学版），2022，23（2）：77-81.

[2] 贺意飞.大源渡水电站计算机监控系统改造设计与技术分析[J].水电站机电技术，2020，43（1）：13-16.

[3] 项俊猛，缪奇.滩坑水电站计算机监控系统改造方案研究[J].小水电，2020（3）：36-38.

[4] 周围.水电厂计算机监控系统上位机改造新老系统网络割接的实践[J].农村电气化，2022（7）：61-63.

[5] 陈青青.沙溪口水电厂计算机监控系统改造[J].水电与新能源，2022，36（5）：55-57.

[6] 罗晓鸿.水电厂计算机监控系统上位机UPS电源改造与优化[J].通信电源技术，2020，37（7）：95-98.

[7] 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.

[8] 赖江静，卢学良.右江水力发电厂计算机监控系统上位机升级改造[J].廣西水利水电，2018（6）：78-81.

收稿日期：2023-03-21

作者简介：段寅华（1986—），男，江西萍乡人，工程师，主要从事水电新能源企业机电专业技术管理工作。

国家电投集团B2类科技项目（KY-TC-2021-SD02）子课题3：水电厂站边平台建设模式研究