H9000計算機監控系統在蘇只水電站遠方集中控制中的應用

朱 綱

（青海黃河發電運營分公司，青海 西寧 810012）

H9000計算機監控系統在蘇只水電站遠方集中控制中的應用

朱 綱

（青海黃河發電運營分公司，青海 西寧 810012）

介紹黃河水電公司對黃河上游蘇只水電站實現遠方集中控制的實際情況，分析與介紹H 9000計算機監控系統在梯級電站遠方集中控制方面的應用。為大、中型水電站群實現“無人值班”工作提供了良好的借鑒。

計算機監控；水電站；集中控制

0 引言

隨著計算機監控技術的不斷進步，特別是水電廠推行“無人值班”（少人值守）工作以來，對計算機監控系統的定位、需求與認識，快速地發生了變化，特別是對在電網中占據重要地位的大、中型水電廠及梯級流域水電廠，地處偏遠的水電站因管理、技術支撐、現代通信技術的普及發展，均對計算機監控系統提出了更高的要求。黃河上游蘇只水電站自2006年電站機組投入商業化運營以來，應用中國水利水電科學研究院H9000型計算機監控系統實現了遠程集中控制，同時與水調自動化系統配合完成水庫水量優化調度，取得了良好的成果。

1 蘇只水電站概況

蘇只水電站位于青海省循化、化隆兩縣交界處，是黃河上游龍羊峽至青銅峽河段上的第9個梯級電站，上距公伯峽水電廠12km。電站總裝機容量22.5萬kW，設3臺7.5萬kW軸流轉槳式水輪發電機組，工程規模屬中型工程，多年平均發電量為8.79億kW·h。歸青海省電力調度中心調度。壩頂高程1902m，水庫正常蓄水位1900m，為日調節水庫，水電站以發電為主，兼顧少量灌溉和供水。

2 梯調自動化系統概況

黃河上游梯級水電站電力調度自動化系統包括位于集控中心計算機機房的主站端和位于各水電站的計算機監控系統電站端，集控電調自動化系統主站端通過集控數據網通道與各水電站監控系統相連，構成集控電調自動化系統網絡。目前黃河上游梯級水電站電力調度自動化系統已具備對黃河上游各電站的集中監視和控制功能，在集控中心操作員站可對梯級電站進行遠方控制。

根據目前現有的梯級水電站運行方式，水電站/機組的控制分為幾個層次，即上級調度部門控制、集控中心控制、水電站監控系統控制和設備現地控制4個層次。系統的控制層次按上述需要設置，包括調度遠方/梯調/站調/現地。系統設計完整的控制策略，可實現改變水電站/機組的控制權限。控制權限的轉移按現地優先的原則設計，即下級有權切換控制權限，上級如需將控制權切換給自己，必須通知下級進行切換。無論何時修改權限都需校核當時是否有其他控制中心正在執行控制和調節命令并進行閉鎖判斷。當前已接入集控電調自動化系統的各站均設有集控控制權標志，只有電站將控制權切換為集控控制時，集控方能對該站進行遠方操作。在黃河電調自動化系統對所有控制操作均有相應的控制閉鎖條件，運行操作員在人機對話進行操作控制時，系統要進行相應的控制閉鎖條件判斷，只有條件滿足操作控制命令才可發出。

黃河水電公司H9000計算機監控系統功能目前已實現的功能：機組啟/停（及非正常條件閉鎖），機組并網；有功/無功調整（寫數/單步）控制及經濟運行；斷路器投/切；數據采集及監視；事件/報警處理；存儲、查詢、記錄、保存、打印、檢索歷史數據；時間順序記錄；機組監控功能：AGC/AVC。目前由于外部原因除蘇只電站實現遠方集中控制功能，其他電站以遠方監控為主，監視的對象包括實時生產過程的實時參數和狀態，其顯示方式可分成多種，數字顯示、符號組顯示、字符串組顯示、棒圖顯示等，輔以不同的顏色、閃爍，以表示被控過程的狀態。操作控制方式采用面向被控對象操作、多層菜單配合、全鼠標驅動模式。

黃河水電公司集控自動化系統自投入運行以來，網絡設備、主站服務器以及站端接入設備均運行穩定，系統主要性能指標優于設計值。系統人機界面友好、維護方便、操作靈活，未發生過數據丟包、系統響應或數據傳輸延時過長等情況，實現了“四遙”功能，具備AGC、AVC、ED等高級應用功能。在蘇只水電站遠方操作中，動作成功率100%。

3 蘇只電站集中控制管理模式

蘇只水電站集中控制管理是通過集控中心電調、水調自動化系統實現，集中控制管理以“遠方集中控制＋現場運行維護管理”的方式，集控值班室以機組遠方開機并網（解列停機）、遠方負荷調整、遠方主要機電設備（含泄水閘門）運行監視、蘇只水庫調度為主要工作職責，電站采用“應急值守組＋ON-CALL組”管理模式，以設備維護（含定期工作、定期與機動巡視檢查）、機電輔助設備運行監視、設備隔離與恢復、設備檢修與試驗配合等工作及設備故障、設備事故處理為主要工作職責，通過“五遙”功能對電站實施遠方集中控制。

值班人員設置為：集控值班室設集控組長1名、電調值班員1名、水調值班員1名；蘇只水電站設值長1名、值班員1名，應急ON-CALL人員1～2名，共同負責蘇只水電站的運行值班工作。

4 H9000計算機監控系統的實際應用

4.1 遠方集中控制

蘇只水電站遠方集中控制操作集控中心端通過H9000計算機監控系統進行操作，以開停機、有功功率、無功功率調整為主。蘇只廠站端監控系統采用南瑞SJ－500計算機監控系統。遠方開停機指令下達后，經集控監控系統判別條件是否存在閉鎖，若條件滿足即向廠站端監控系統下達開停機令，廠站端計算機監控系統接受指令后按操作程序向各設備下達開停機指令。H9000系統開機、停機指令可以在廠主接線圖、隔離開關操作聯鎖圖、開停機流程圖中方便執行，在遠方開機中可根據需要選擇多種啟動方式，可以下達開機空轉、開機空載、開機并網指令，方便靈活，易于操作。實際操作中H9000系統與梯級電站廠站端監控系統在數據刷新、指令傳輸、狀態轉換等各方面配合良好，系統擁有較好的異構平臺適應性。蘇只水電站機組開機操作從開機指令下達經條件判別、指令分發、機組啟動并網時限均在2min左右，開機時間與電站現場開機差別小，在對標管理中未產生影響。遠方有功負荷調整、無功調整可以選擇單步方式調整及給定數值調整兩種方式，實際操作中兩種方式均能及時、可靠動作。黃河公司集控監控系統也提供開關分合操作功能，在機組檢修試驗期間，曾組織進行機組出口開關分合試驗，開關分合正常，動作靈敏、狀態轉換正常。

4.2 遠方集中監視

黃河上游梯級電站均已實現廠站監控信息的遠方集中監視功能，操作員工作站配置多屏顯示，操作相互獨立，在各屏幕之間通過鼠標可以實現自由切換。每個屏幕均支持多窗口，包括：一個控制窗口，實現實時畫面的刷新及對生產過程的監視；多個信息窗口，實時顯示生產過程的各類信息。H9000監控系統提供監視窗口有：畫面監視控制窗口，該窗口是系統基礎窗口，是人機聯系基礎；隨機報警窗口，該窗口實時顯示最新報警信息；數據庫實時顯示窗口，該窗口顯示實時數據庫信息；此外系統還設有報警信息匯總窗口、事故追憶設置窗口、趨勢分析窗口等。面向對象的圖形界面，顯示豐富，界面更加友好，操作靈便。

黃河上游梯級各電站無論從流域水情關系還是電網上的相互關系，均聯系十分緊密，梯級電站實現遠程集中監視功能后，廠站端生產全過程實現了集中在線監視，使得梯級電站發電量轉移及優化梯級電站發電量成為可能，由于黃河上游梯級電站在西北電網地理位置集中，裝機規模大，調節性能好，承擔系統調峰調頻及事故備用任務，集中監視功能的實現使得對梯級電站水量、電量優化分配成為可能，特別在蘇只水庫調度方面產生了極其重要的作用。蘇只水電站因出線線路未完全建立，在不開啟泄水閘門情況下出庫能力不能達到設計值，為減少棄水損失，集控值班人員通過實時監視蘇只上游公伯峽電站機組運行情況，能夠便捷地測算出蘇只未來入庫情況，中長期通過測算龍羊峽、李家峽水庫運行情況及機組出力情況來指導蘇只水電站經濟運行，2008年蘇只水電站是黃河上游梯級電站電量完成比率最高的電站，其水能利用提高率接近9%。同時梯級電站實現集中監視，在配合下游在建工程施工，臨時性工程處理，梯級電站防汛度汛等方面均發揮出巨大作用。

5 計算機監控系統發展設想

具備遠方控制調節能力應作為大中型水電廠計算機監控系統的最基本要求，要實現水電廠“無人值班”（少人值守），必須要由水電廠計算機監控系統提供更為便捷的方法，使遠方集控人員能夠代替現場操作員來實現電廠內的控制調節操作。為此在監控系統設計中，必須從基礎自動化元件、輔助設備的自動化水平、機組現地控制的最優結構、廠級計算機監控系統、公用開關站的監控、安全穩定保護裝置、電能計量系統、電站機電設備狀態監測、水情水調信息、廠級生產管理系統、輔助決策系統、各級調度系統的通信、梯級及遠方控制模式等多個角度考慮，而不能僅僅限于以綜合發電控制為主的監控系統。同時在電站基礎設備自動化水平提高的基礎上，優化并減少監視信息，部分設備運行數據可以用于檢修人員對設備工作狀態的分析中，這樣使設備健康水平可以不斷提高，遠方集中控制得以真正實現。

6 結束語

計算機監控系統是水電廠運行管理的眼睛，是電廠安全生產的前提和保證，它具有復雜、涉及面廣和科技含量高的特點。黃河水電公司梯級電站集控監控系統在蘇只水電站、蘇只水庫調度方面的成功應用，證明遠方集中控制的可行性和優越性，它減少了現場值守人員的勞動強度，同時發揮出集中控制的優越性，極大提高了電站的發電效益，合理地利用了水能資源，取得了電站經濟效益的最大化。

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1672-5387（2010）03-0022-02

2010-04-28

朱綱（1975-），男，工程師，從事集控運行管理工作。（E-mail：zhug@hhfdyy.com.cn）