三峽梯調監控系統完善方案及實現

王崢瀛,周文,譚華,湯正陽

(北京中水科水電科技開發有限公司,北京100038)

0 引言

三峽梯調計算機監控系統采用ABB公司的spider系統平臺，由瑞典ABB公司中標，2001年簽訂合同。在系統運行中，部分設備老化，一些高級應用也不能滿足需求，為了解決這些問題，三峽梯調與水科院中水科技開發有限公司合作對監控系統進行完善。

1 問題提出

在這一項目中，要解決的問題有以下幾個:

(1)ABBSpider歷史數據庫系統改造

Spider歷史數據庫服務器由2臺alphaES40和MA8000磁盤陣列組成集群，部分設備老化，故障率較高，有數據點丟失的現象，并且硬盤容量已不能滿足要求。

(2)ABBSpider系統缺少完善的報表系統

Spider系統對歷史數據的綜合利用功能較弱，尤其體現在綜合分析報表的制作上，梯調報表形式多樣化，多數表現為統計、分析、綜合性強，ABBSpider的報表系統已不能滿足要求。

(3)ABBSpider系統缺少完善的趨勢分析軟件

目前三峽梯調監控接入的信息點遙信量有12235個，遙測量有4051個，而且還在不斷擴充中，大量的數據需要一個能靈活組態、人機界面友好、能方便查看設備運行趨勢的軟件。

(4)國調、華中網調、湖北省調下發的發電計劃的自動流轉

目前，國調/華中網段/省調調度數據到監控系統的流轉基本靠人工完成，過程繁瑣，效率低且增加出錯的幾率。各發電計劃流轉過程如下:

①國調對三峽的計劃:在安全II區，由國調安全網關軟件獲得調度計劃，解密后保存為Excel文檔，拷貝到安全III區調度管理信息系統，對計劃曲線修正審批后在調度管理信息系統發布，操作員在I區的計劃曲線錄入軟件上，將該計劃逐條錄入，發布到監控系統，通過TASE.2規約下發到三峽左、右岸電廠。

②華中網調對葛洲壩的計劃:在安全III區，操作員撥號訪問華中網調Web站點，該站點采用用戶密碼的認證方式，登錄后選擇相應的廠站查詢計劃曲線，在I區的計劃曲線錄入軟件上，將該計劃逐條錄入，發布到監控系統，通過IEC104規約下發到葛洲壩大江、二江電廠。

③湖北省調對電源電站計劃的發布方式與網調相同，只是網頁界面略有不同。

另外，在I區的計劃曲線錄入軟件中，錄入葛洲壩大江、二江的計劃后，還需累加出葛洲壩的計劃再次錄入，三峽全廠的計劃也是如此。

2 方案設計

在經過反復比選后，本著對三峽梯調Spider監控系統影響最小的原則，確定總體方案如下:

在對老化的設備更換的同時，增加一套歷史數據存儲設備作為原數據庫的備份，新增的應用、報表和趨勢分析軟件數據源采用新增的歷史數據庫。另外，利用信息處理技術，對計劃曲線進行自動流轉。以下為方案的具體描述。

2.1 歷史數據庫系統設備在線升級

為歷史數據庫系統擴容的過程如下:

將ABB歷史數據庫系統先完整備份，在磁盤陣列MA8000上增加17塊73G硬盤，分成2組，每組8塊做RAID5，1塊作為熱備用，在操作系統中增加新做的兩個Raid磁盤，并建立文件系統，在新增的文件系統上為歷史數據庫增加數據文件。

2.2 獲取ABBSpider系統實時數據寫入H9000歷史庫

ABBSpider系統對外提供兩種接口方式:實時數據庫內部接口和外部接口，Spider系統為C/S架構，在服務器上可以使用內部接口訪問實時數據，在客戶端只能使用外部接口訪問。如果選用外部接口，優點是不直接增加實時數據庫服務器負荷，但是經過測試，證明Spider的外部接口不適用于大規模數據交換的需求，最終確定方案為:

在實時數據庫服務器上加載進程，通過ABB實時數據庫內部接口獲取實時數據及事件，同時寫入H9000歷史數據庫，優點是實時數據獲取速度快，性能最好。

該進程在主、備實時數據庫服務器上同時運行，實現了雙機、雙網的切換功能。

2.3 趨勢分析軟件

采用H9000系列產品中的趨勢分析軟件SMA2000，部分功能按梯級調度需求定制開發，以下為實現功能的一部分:

·支持B/S和C/S兩種結構；

·能夠在畫面便捷地選擇任意模擬量、開關量顯示；顏色、量程、線型等屬性能自由組態；

·可顯示由秒級到小時級各個分辨率的數據及其特征數據；

·提供線形圖、散點圖、直方圖、餅圖、表格等多種展示；

·提供單條、多條曲線的平移、放大等操作；

·能對多條曲線進行數學運算生成虛擬曲線；

·能定制或智能搜索同一單元、不同單元的相關數據；

·提供曲線數據的導出、離線查看功能；

·對發電計劃能顯示實際發電曲線、計劃曲線各修改版本以及每次的修改原因；

·具備實際發電基于計劃曲線值及考核曲線的超限報警功能，對電站實發(有功、母線電壓、系統頻率)與計劃(高、低限制電壓，上、下限頻率)進行掃描對比，當越限時給出告警并進行相應的語音提示。

2.4 報表軟件

采用H9000系列產品中的報表組態軟件HReport，梯調的報表分析、統計功能要求較高，經過方案比選后，決定采用ABBSPL(spiderProgrammingLanguage)與HReport相結合的方式生成統計報表，以下為實現的梯級調度報表的一部分:

·對重要的生產數據品質，包含對外通信鏈路等進行任意時間段的統計分析；

·三峽、葛洲壩梯級機組及線路發電負荷、送電負荷自動匯總，含最大、最小出力及發生時間，并生成曲線與表格；

·梯級電站機組開、停機次數，運行及停運時間統計，含對應時間序列；

·機組進相時間統計，含時間序列報表；

·線路停送電次數統計，含對應時間序列；

·線路電壓越限時間統計，含對應時間序列；

·通過組態實現在報表中線路、機組的選擇界面。

2.5 發電計劃的自動流轉

實現計劃曲線的自動流轉要進行以下工作:

(1)國調對三峽計劃的自動流轉

·采用微軟的Excel自動化模型，定時對已解密的計劃曲線文檔進行分析，提取需要的計劃曲線數據，通過隔離裝置傳輸到安全III區的調度信息系統中發布；

·定時獲取審批后的調度計劃傳輸到安全I區。

(2)華中網調對葛洲壩計劃及湖北省調對三峽電源電站計劃的自動流轉

·定時自動撥號到華中網調、湖北省調Web站點；

·利用HTML的DOM模型，遠程獲取該網站，自動登錄并解析相應網頁獲取調度計劃；

·將獲取的調度計劃由安全III區通過隔離裝置傳輸到安全I區。

(3)修改原ABB計劃曲線錄入軟件

·改人工錄入為自動獲取，能自動讀取已傳輸到安全I區的各發電計劃，經操作員確認后下發給對應的電廠；

·能對各區域發電計劃進行自動匯總；

·簡化電壓曲線的錄入，如曲線未修改時，可不必錄入，自動沿用之前錄入的數據；

·增加電壓限制曲線的錄入功能，可將電壓限制曲線寫回Spider實時數據庫，以供電壓越限時能進行相應的統計及報警。

3 項目實施

該項目于2008年6月啟動，在實驗室開發、測試的時間較長，9月底開始現場安裝，對軟件進行了部分調整，10月底完成了軟、硬件的調試，11月初投入試運行,經過半年多實際運行的考驗，可以說對ABBSpider系統的完善做到了與原系統的無縫連接。

4 總結及展望

通過這一項目的成功實施，我們獲得了下述幾點經驗:

(1)國外的監控系統軟件，在某些方面不符合用戶的需求，但國外廠商高昂的服務費和軟件修改費使得用戶望而卻步，受限于此，只能靠人工去完成許多可以自動完成的工作，大大降低了自動化水平。而我們本土的廠商有能力改變這一狀況，讓信息技術更好地為生產服務，讓已投資的硬件發揮更大的效能。

(2)利用信息自動化處理技術能大大提高生產效率，降低出錯的概率。

項目完成后，雖然實現了發電計劃曲線的自動獲取，但還是覺得過程過于復雜，希望對調度與電站/梯調中心的信息交換及認證能夠規范為標準的編程接口，目前主流的實現方式有兩種:

(1)采用IEC60870-5-104傳輸規約實現網絡傳輸[1]；

(2)提供基于WebService的Web編程接口供用戶查詢。

[1]杜龍，楊晉柏.關于實現直調電廠計劃曲線下發模式的探討[J].南方電網技術，2008，2(1).