H9000V4.0計算機監控系統在緬甸瑞麗江項目中的應用

張 捷，文正國，馮 迅，張顯兵，遲海龍，梁 薇，汪華強，陶海濤

（北京中水科水電科技開發有限公司，北京 100038）

H9000V4.0計算機監控系統在緬甸瑞麗江項目中的應用

張 捷，文正國，馮 迅，張顯兵，遲海龍，梁 薇，汪華強，陶海濤

（北京中水科水電科技開發有限公司，北京 100038）

緬甸瑞麗江水電站是緬甸最大的水電項目，由于電站屬于BO T項目，面臨許多特殊問題。介紹了緬甸瑞麗江項目計算機監控系統如何解決這些問題及主要功能的實現，并借此機會實現系統功能提升的總體結構。

H 9000計算機監控系統；現地控制；中英文切換；多語言；SFC

1 電站概況及電站計算機監控面臨的特殊問題

瑞麗江水電站位于緬甸北部撣邦境內緊鄰中緬邊境的瑞麗江干流上。電站裝機容量600MW，裝機6臺，單機容量100MW。由于該電站目前屬于緬甸大型電站，并且該電站需要對中方、緬方同時供電，所以，存在以下幾個特點：

（1）該電站采用緬方人員和中方人員同時對各自機組進行控制的方式，要求監控系統可以實現中、英文系統的平滑切換，同時要求保證采集數據不丟失，從而滿足兩國人員可以非常方便地對各自機組實施控制的需求。

（2）該電站屬于緬甸大型電站，對緬甸電網的穩定有著直接的影響，所以，如何保證電站的安全、穩定運行是計算機監控系統的重要任務。

（3）由于緬方的線路為230kV標準設計，中方的線路采用220kV標準設計，同時，與中方和緬方對應并網的機組有可能會隨著工程的進行而變換，所以，要求監控系統既可以對220kV線路并網也可以對230kV并網。

（4）由于緬甸運行人員和檢修人員的技術水平較差，所以，計算機監控系統需要設計的更加人性化才能滿足緬方人員的運行要求；同時為了更好地區分現場各個設備的好壞，并可以及時解決相關問題，需要程序可以實現單步控制。

2 電站監控系統的總體結構

整個電站可以分為現地單元層、廠站控制層、GPS對時系統三部分，其中，現地單元層包括以下部分：

6 套機組LCU，1套開關站LCU，1套壩區LCU，1套公用LCU，1套電能計量LCU。除電能計量LCU之外，其它所有LCU均由可編程控制器組成，并且所有可編程控制器及控制電纜均采用熱備冗余設計。廠站層與現地層之間的數據通訊采用以太網通訊模式，該模式采用雙網采集、控制方式，保證了在任何一條鏈路出現問題的情況下，另外一條鏈路可以正常采集、控制現地LCU的數據。電能計量LCU采用IEC 102通訊規約，將電站各個部分的電量采集到廠站層，并形成相應的報表。

廠站層包括以下部分：

數據服務器、操作員工作站，工程師工作站，廠內通訊服務器，集控中心通訊服務器，緬調通訊服務器，省調通訊服務器，ON-CALL工作站。

3 設計原則及主要功能的實現

考慮到瑞麗江水電站的特點和對緬甸電網的重要作用，電站監控系統按照以下原則進行設計：

3.1 監控系統需要具備中、英文雙語平滑切換功能

瑞麗江水電站屬于BOT項目，由中方負責建設并在初期負責運行和維護，后期將會移交給緬方獨立運營。中方人員需要中文環境，緬方運行人員要求英文環境，要求監控系統的畫面、報警等均可支持中、英文兩種顯示模式。因此，為了便于運行人員進行操作，監控系統設計了“一鍵切換”功能，運行人員通過對界面上按鍵的簡單操作，能夠實現整個系統在中文、英文之間的平穩切換，并保持系統的正常運行，不會因為切換而造成數據的丟失和對遠方設備的誤動。為此，中水科技公司在原有的H9000計算機監控系統單語言版本的基礎上研制開發了H9000系統的雙語版本。該版本通過在實時數據庫、人機界面等方面對原來單語言的H9000數據庫系統進行升級，在不改變原來體系結構的情況下，實現了雙語功能，并實現了“一鍵切換”功能，用戶僅需點擊菜單項，即可將系統從當前的語言環境切換到另外一個語言環境中，人機界面、報警等也將會變為另一個語言環境下的內容。由于該方法具有較強的通用性，所以，可以實現任意兩種語言的組合，如中英文組合、英法文組合等。

3.2 監控系統中的主要設備及為主要設備供電的電源均采用冗余工作方式

瑞麗江水電站屬于緬甸的大型電站，對緬甸電網的穩定有較大的影響，所以，電站的安全要求較高，為保證電站可以安全穩定運行，監控系統中的主要設備和供電電源均采用冗余工作方式。主、備用CPU熱備冗余工作方式可以在主用CPU發生故障的同時，發生主、備用CPU的切換，不會出現任何擾動現象影響外圍設備的運行；系統采用冗余數據的采集、控制結構，每套CPU都可以通過A、B兩套I/O數據網對遠程I/O實施采集和控制，任何一套網絡出現問題的情況下，CPU會從另外一套網絡上獲得遠程I/O數據，從而保證了數據采集與控制的可靠性；瑞麗江監控系統采用現地、遠方兩種控制模式對機組進行控制，現地控制方式為遠方控制方式的備用模式，當遠程計算機控制系統全部癱瘓或與現地LCU的通訊完全中斷的時候，操作人員可以通過LCU上的觸摸屏對機組進行控制操作、運行監視、在線維護和事故處理，更符合控制系統危險分擔原則；現地LCU還采用兩臺電源構成冗余方式為LCU的主要設備供電，在任何一臺電源損壞的情況下，另外一臺電源仍然可以為整套設備供電，將LCU控制系統癱瘓的可能性降到最低。

3.3 監控系統采用獨立的水機保護裝置

為了保證機組在主、備用CPU全部癱瘓的情況下，可以在機組出現事故的時候及時停機，現地LCU還提供了另外一套單獨的PLC和單獨的電源用來為機組提供后備水機保護。當兩臺CPU完全癱瘓的情況下，這套單獨的PLC將接管機組控制，在水機保護信號產生的同時，使機組停機，達到保護機組的目的。

3.4 網絡故障CPU切換功能

施耐德CPU一般情況下僅能在主用CPU出現故障的時候，產生主、備用CPU切換，但是這種模式存在問題，當與主用CPU相關的網絡模塊全部出現問題的時候，施耐德CPU不會產生切換，這時僅能通過人為干預的措施對CPU實施切換，才可以保證遠程計算機對數據的采集，這樣做將會大大降低數據采集的實時性，在人為切換過程中的所有數據也會丟失，不能滿足監控系統對數據實時采集和控制的功能，更不能滿足出現事故時電廠人員對事故的分析。考慮到上述問題，根據CPU運行的基本原理，編寫程序使主、備用CPU在運行的過程中，均采集各自相關網絡模塊的狀態，并互相交換網絡模塊的狀態信息，當與主用CPU相關的網絡模塊全部損壞之后，備用CPU會自動升級為主用CPU。自動切換較人為干預的時間大大縮短，完全可以保證數據采集和控制的實時性。

3.5 監控系統適應中方220kV及緬方230kV線路同期并網要求

由于緬方線路采用230kV標準設計，中方線路采用220kV標準設計，同時，該電站的6臺機組先投哪臺機組，對何方供電沒有完全確定，所以，需要監控系統設計成既可以對220kV線路并網也可以對230kV并網模式，以滿足雙方各自的并網要求。監控系統的機組及開關站LCU設計了緬方、中方切換方式，當把手切換到緬方時，與緬方線路側對應的PT電壓將切換到同期裝置的輸入端，當把手切換到中方時，與中方線路側對應的PT電壓將切換到同期裝置的輸入端，兩種PT電壓互相閉鎖，不會出現兩種PT電壓同時進入同期裝置的情況。同時，開關站部分為了防止操作人員對中、緬雙方線路的錯誤選擇，保證對中、緬雙方供電的安全性和可靠性，LCU還采用程序邏輯閉鎖加把手控制的方式，增強了操作人員手動操作的可靠性。在操作人員通過把手選擇需要投入某個線路的斷路器之后，程序會自動將與該斷路器相關的所有輸入電壓投入手準同期裝置，并且對于緬方和中方線路來講，同一時間僅允許中方或緬方投入一條線路合閘程序，如果其它線路的合閘程序沒有完全退出，則不允許選擇另外一條線路進行合閘操作，這樣操作人員僅需要選擇對某條線路合閘，而不需要像以前一樣還需要選擇投入輸入電壓，大大降低了操作人員出現誤操作的可能性；在現地觸摸屏上，還會對所選線路操作進行提示，操作人員可以根據相應提示對把手進行操作，大大增強了對開關操作的人性化，并減小了操作人員因為遺忘而造成某些把手無法復歸的可能性。

3.6 監控系統需要采用更清晰的流程結構，便于運行人員調試和維護

對于機組調試來講，由于以前的程序無法實現單步控制功能，所以，在機組調試的過程中僅能對整個流程實施控制，無法分清在程序運行的第幾步出現問題，更無法精確計算對設備單步控制的時間，所以，如果開停機流程出現超時問題，僅通過經驗判斷是在哪一步出現問題，而不能通過數據查明哪一步出現時間過長的問題，不僅局限了問題查找人員的層次和水平，而且無法對問題做出客觀的判斷，更不利于對問題提出快速的解決方案。通過機組的單步控制，調試人員可以清晰地看到程序目前運行到第幾步，在該步上應該對哪些設備進行操作，并記錄下該步的運行時間和整個程序的運行時間。同時，通過人機界面將程序每一步的執行條件及每一步對相應設備的操作以畫面的形式表現出來，使運行人員可以非常清晰地看到程序運行的整個過程，并非常容易地找出造成程序運行不下去的原因，更便于運行人員對機組的維護。

4 實際應用

瑞麗江計算機監控系統的投運，完全滿足了中、緬雙方的要求，實現了中英文切換，可以既對緬方線路，也對中方線路并網等復雜功能?，F地部分從對數據的采集到對機組的控制均采用冗余設計，大幅度提高了機組運行的安全性、可靠性，同時，由于采用了順序控制流程，大大縮短了機組的調試時間，方便了運行人員對機組的監控，完成了電廠要求的一年四投計劃，并且從投入運行至今尚未出現重大事故，實現了安全穩定運行的目標，證明了瑞麗江計算機監控系統的設計原則和主要功能是十分安全、可靠的，為國外大型水電站項目的應用打下了良好的基礎。

[1]文正國，遲海龍，張玉平.H9000計算機監控系統雙語功能的實現[C].第二屆水力發電技術國際會議論文集，2009.3.

[2]楊春霞，李建輝，張捷，等.三峽右岸電站計算機監控系統配置及LCU 功能實現[J].水電自動化與大壩監測，2007，31(4)∶1-6.

[3]張捷，楊春霞，張顯兵.SFC在三峽現地LCU中的實現[J].水電站機電技術，2008，（3）.

[4]IEC 61131-3國際標準簡介[Z].

[5]Unity Pro語言和程序結構參考手冊[Z].施耐德電氣公司.

TP273+.5

B

1672-5387（2010）03-0024-02

2010-04-28

張捷(1976-)，男，工程師，碩士，主要從事電站計算機監控系統的開發、研制工作。（E-mail∶bjzhj1976@163.com）