水電廠監控系統整體試驗方式優化

吳揚文

水電廠監控系統整體試驗方式優化

吳揚文

（國網湖南省電力公司鳳灘水電廠，湖南 沅陵 419600）

水電廠監控系統整體改造后，如何有效地開展上下位機及多機組聯合調試是確保全廠監控系統成功投運的關鍵。傳統的試驗方法約束條件多、風險大，很多試驗項目由于外部條件及時間限制，往往不能徹底驗證，為后續機組投運留下了隱患。我廠在2012年遠程集控建設過程中采用建立“模擬電廠”的試驗方法，大大提高了試驗效率，降低了試驗風險，是確保我廠遠程集控監控系統一次啟動的重要技術手段。

監控系統；聯合調試；遠程集控；虛擬電廠

1　設備安裝及遠程集控系統概述

遠程集控建設是我廠十二五重點項目，包含信息通訊系統、遠方監控系統、遠方水情水調系統、視頻監控系統4個部分組成，相關外圍改造包括沅陵調度大樓電源及光纜通道建設等。我廠遠程集控項目自2009年開始提出設想，2010年正式啟動，經過前期調研、可行性方案制定等，2012年10月1日相關設備安裝調試工作開始進場施工，2013年2月6日，整體試驗工作完成進入試運行，2013年4月28日正式并入調度序列。其中遠方監控系統建設是我廠整個遠程集控建設中的核心項目。旨在距廠區50km的沅陵調度大樓建成一套與鳳灘電廠側系統完全對等，同時互為備用的監控系統，以滿足我廠遠程集控的基本技術要求。

我廠遠程集控計算機監控系統建設，在原有廠區11臺現地LCU（7臺機組現地LCU、110kV開關站現地LCU、220kV開關站現地LCU、老廠公用現地LCU、新廠公用現地LCU）及原有廠區上位機系統的基礎上，在沅陵調度樓內新增一套完整的上位機系統，通過PTN及光纖直連兩個1Gb/s不同的通信通道與鳳灘廠區的監控計算機系統通信，預留1Gb/sSDH通道為應急冷備用通道，形成完整監控網，控制以沅陵基地的系統為主，前方的系統備用，所有數據直采直送，網絡延時控制在1ms內。沅陵集控側監控上位機系統由1套數據采集服務器群、2臺操作員站、1臺工程師站、1臺培訓工作站、1臺語音報警站、1臺報表服務器、2臺遠動工作站、1臺廠內通信工作站（用于廠內通信）和2臺Ⅰ區核心交換機組成。集控側監控系統同樣采用雙冗余配置并與電廠側監控系統在功能上完全對等且互為備用，形成一套完整的監控系統。

2　課題研究背景

傳統的試驗方法分3個步驟，首先完成集控側上位機的各數據庫、操作令、閉鎖庫及計算庫的編寫；隨即將電廠全停，將集控側與電廠側聯網，修改電廠側相關數據庫，檢查基本切換功能、數據傳輸及閉鎖功能；然后分別在電廠側及集控側針對每臺現地LCU開展單獨試驗；最后結合AGC、AVC試驗對全廠現地LCU控制單元開展多機聯調試驗。這種試驗方法存在以下多種弊端：

（1）試驗過程中設備操作風險大，集控側在沒有開展與現地LCU試驗前就并入現有已投運監控系統，未對所有操作畫面開展逐一現場實際核對，很有可能在調試過程中造成控制誤開出，對電廠其他非參調LCU造成巨大的運行風險；

（2）調試修改繁瑣，集控側與現有電廠側上位機共計20臺，兩側數據庫是否統一同步，決定著整個監控系統的穩定，如在調試過程中需要對數據庫開展修改，勢必要對所有20臺服務器開展同步修改，工作量大且過程繁瑣，調試人員很容易出現疏忽，無形中又給試驗造成風險；

（3）電廠側上位機前期數據庫修改風險大，由于電廠側系統屬于在運系統，數據庫的前期修改工作量大、時間緊，特別是閉鎖庫的修改，對整體機組運行存在巨大的影響，如修改不正確不僅影響后續試驗，同時很有可能造成電廠側監控系統混亂，甚至造成電廠側監控系統整體崩潰。

（4）試驗過程中全停時間非常難控制，在集控側與電廠側第一次連接時，必須申請整站全停，在AGC、AVC試驗對全廠現地LCU控制單元開展多機聯調試驗時也必須要申請整站全停，由于存在大量的試驗項目及相應不可預測的情況發生，整站全停的時間很難控制。

綜上所述，我廠由于現地控制單元多（共計11臺），包含2臺開關站現地監控單元，又屬于湖南電網調峰、調頻、事故備用的骨干電廠，不僅造成我廠單臺LCU現場調試時間緊張，全廠范圍內全停聯調試驗時間受到省調的嚴格控制，同時對安全生產的要求非常高，不允許我廠在調試過程中出現任何異常及以上情況。在全停試驗時間無法控制及巨大的安全風險下，我廠調試工作非常被動。

3　試驗方法改進

為解決我廠遠程集控建設中監控系統調試困難的局面，我廠在整體建設前就開展了專題研究，通過大量的討論分析，我廠提出“模擬電廠”的概念，即在電廠側建立一套模擬電廠上位機系統，將現有電廠側上位機平臺整體移植到模擬電廠上位機系統中，再搭建臨時調試網絡，與集控側連接，同時確保與現有運行系統的隔離。在整體試驗全部完成后再將已完成試驗的模擬電廠上位機系統平臺，整體搬遷回現有電廠側上位機系統，取消模擬電廠側系統，實現集控側與電廠側實際連接，最后開展驗證性試驗。

這樣不僅大大減少了試驗風險，使參調設備與運行設備獨立運行，同時可以在試驗過程中隨時停止試驗，將參調設備重新接入運行系統即可恢復正常運行。

試驗過程中我廠按照電廠側數據采集服務器FTSA和操作員站FTOPA配置2臺工作站，放在電廠側監控機房，用來模擬電廠側的上位機系統。通過2臺調試用交換機接入集控側監控系統，并通過單向104通訊的方式向實際電廠側進行數據傳輸，以滿足電廠側系統運行以及省調側遠動數據要求。

具體試驗步驟如下：

（1）在集控側基本功能及通訊系統試驗完成后，對模擬電廠側按照集控要求完成數據庫、閉鎖庫及相關功能修改；

（2）模擬電廠側與集控側連接，數據庫同步后，完成整體數據通道檢查，切換功能試驗，時鐘同步試驗；

（3）將設備控制較少、無順控流程及無“四遙”數據的老廠公用系統現地LCU接入模擬電廠側，同時拔出老廠公用系統現地LCU所有出口繼電器，確保老廠公用現地LCU設備無操作功能；

（4）利用老廠公用系統現地LCU完成網絡檢查、試驗數據采集、下位機切換、電量核對、操作令監視開出、雪崩及分辨率試驗；

（5）待模擬電廠側及集控側全部基本功能試驗完成后，將各現地LCU通過調試網逐臺接入模擬電廠側對所有數據庫點量核對、控制令檢查及設備傳動操作試驗，同時針對“四遙”及AGC、AVC開展單機調試；

（6）所有單機功能試驗完成后，申請2臺及3臺機組的多機調試，進一步驗證設備控制令及多機情況下AGC、AVC調節功能；

（7）申請整站全停，將模擬電廠側整體搬遷回實際電廠側，將集控側與電廠側實現互聯，同時驗證數據庫一致性及設備控制指令的準確性；

（8）后續整體AGC、AVC及“四遙”功能試驗。

該試驗方法較傳統的新系統直接接入的試驗方法風險小、影響小、效率高、試驗全。以本次試驗為例，若采用傳統調試方式，在未經過全面隔離試驗驗證的情況下即接入實際電廠側，在整體接入調試前，至少需要兩班試驗人員并將機組停機12d（損失可調288h）才能完成，同時還無法保證試驗的完整性和設備誤動情況的發生。

而本次我廠僅每臺機停機10h、多機聯調及全停接入共計損失可調26h就完成了所有的調試項目，相比節約可調262h，同時試驗完成率達到100%，試驗過程中未出現設備誤動情況，調試發電并行不悖，提高效率近10倍。該試驗方法的改進是確保我廠遠程集控監控系統實現無差錯、一次投運成功的重要技術保障。

圖1　遠方監控系統隔離調試示意圖

4　“虛擬電廠”試驗方法的后續分析

通過我廠遠程集控項目監控系統的順利調試完成，“虛擬電廠”及“硬隔離，全模擬”的試驗方法在我廠監控系統現場試驗中得到了有效的驗證，可操作性及實用性都得到了充分的肯定。

該試驗方法不僅可以應用在我廠集控項目建設中，同時對其他監控系統改造、建設都提供了新型、高效、安全的試驗平臺和借鑒。該試驗方法投入少、效果明顯，解決了傳統方法中風險高、試驗繁瑣、時間控制難等問題，具有很好的推廣價值。為我廠未來監控系統改造及兄弟單位監控系統建設提供了很好的借鑒價值。

[1]李龍，周帆，等.湖南省電力公司電網調度自動化系統及設備檢修管理標準[Z].

[2]鄒桂麗，魏加富，等.湖南省電力公司水機自動狀態檢修導則[Z].

TV736

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1672-5387（2016）08-0057-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.08.017

2016-06-29

吳揚文（1982-），男，高級工程師，從事水電廠生產技術管理工作。