計算機監控系統現地控制單元PLC功率調節程序優化

摘 要：當水輪發電機組調速器采用開度模式（計算機監控系統進行功率閉環調節）進行功率調節時，計算機監控系統測量源的可靠性至關重要。通過對水輪發電機組有功功率調節的PLC程序進行優化即有功功率測量源采用“三選二”模式，從而增加開度模式下功率調節的可靠性。本文通過對機組LCU的PLC有功功率測量源程序進行優化，增加有功功率測量源“三選二”邏輯判斷，保證計算機監控系統功率調節的可靠性，避免水輪發電機組出現有功功率調節異常現象，甚至水輪發電機組過負荷情況的發生。

關鍵詞：有功功率調節；程序優化；計算機監控監控系統；有功率測量源

對水輪發電機組國內目前主要采用的有功調節方式有兩種，即開度模式和功率模式。開度模式是在監控系統上形成功率調節閉環。功率模式是在調速器PCC控制系統上形成功率調節閉環，即調速器接收監控系統下發有功功率定值（模擬量），以自身功率變送器作為反饋量，進行導葉調節。

目前國內大部分水輪發電機組采用開度模式進行功率調節，原因主要有計算機監控系統進行功率閉環調節在滿足功率調節各項要求的前提下，涉及到相關功率調節試驗較少、投產調試速度快、對調速器調節性能要求低等優點。但在機組運行過程中由于功率測量源的不可靠導致出現溜負荷、過負荷現象，通過對計算機監控系統LCU的PLC進行程序優化，經試驗驗證效果良好，供參考。

一、開度模式下功率調節流程

開度模式下功率調節流程如下：計算機監控系統設定有功功率后，現地LCU接收到上位機功率設定值后，通過功率測量源對機組有功功率進行實時采集，功率反饋值送至LCU進行PID功率閉環處理后再通過繼電器開出脈沖至調速器電調柜，調速器電調柜接收機組LCU的開出脈沖后進行導葉調節，最終完成機組有功功率調節。

二、運行中出現的問題

功率測量源采集數據異常導致機組過負荷。監控系統測量源（功率變送器）采用冗余配置，程序按二選一設計，雖然程序中兩個測量值偏差過大時退有功調節，但當兩個測量源同時出現測量異常現象時，機組LCU無法識別測量源出現故障。當兩個測量源同時出現故障，且兩個測量源偏差不大時，機組LCU將繼續進行功率調節，可能導致機組過負荷。

三、問題處理

（一）增加計算機監控系統功率調節“三選二”

1）監控系統機組LCU目前有兩套多功能變送器。采用調速器送至監控系統有功反饋作為參考，其中A為監控變送器1、B為監控變送器2、C為調速器送至監控系統有功反饋。

2）正常采用A，此時A、B差值小于20MW。

3）如果A、B差值大于20MW，進行報警；同時引入C作為參考，計算A、B兩者與C差值；如果最小差值沒有超過20MW，則選擇A、B兩者中與C差值小的那個。

4）如果發生了測量源切換（使用B），則需要A、B之間的差值需要小于某個值才恢復成正常（回切至A），否則不再切換，在此期間，如果B與A、C的差值都大于20MW，退有功調節。

5）如果A、B差值大于20MW，A、B兩者與C差值都超過20MW，則退出有功調節。

（二）程序優化

程序優化后，避免了當兩個測量源同時出現故障，且兩個測量源偏差不大時，可能導致機組過負荷風險，以及備用測量源異常時退出功率調節的不合理邏輯。

優化后部分程序如下：

CASE P.SOURCE_NO OF

IF（AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=0 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=0 AND ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[P.SOURCE_NO2]）<20.0） OR

（AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=0 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=1 AND AI_QUA[18]=0 AND ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[18]）<20.0） THEN

P.SOURCE_NO：=P.SOURCE_NO1；

ELSIF AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=1 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=0 AND AI_QUA[18]=0 AND ABS（AI[P.SOURCE_NO2]-AI[18]）<20.0 THEN

P.SOURCE_NO：=P.SOURCE_NO2；

ELSIF AI_QUA[P.SOURCE_NO1]=0 AND AI_QUA[P.SOURCE_NO2]=0 AND AI_QUA[18]=0 THEN

IF ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[18]）

IF ABS（AI[P.SOURCE_NO1]-AI[18]）<20.0 THEN

P.SOURCE_NO：=P.SOURCE_NO1；

ELSE

P.SOURCE_NO：=0；

END_IF；

四、結論

通過以上問題處理，徹底解決了由于功率測量源不可靠導致計算機監控系統機組LCU的PLC功率調節程序存在安全隱患的情況，提高了功率調節的可靠性，確保了機組安全穩定運行，可為其它企業類似問題的解決提供參考。

參考文獻：

[1] 南瑞水力水電分公司.Unity_PLC編程指導書V4.3.0.

[2] 監控系統控制流程編寫指導書.SLSD/ZD-116F0.

作者簡介：

黃華（1983-），男，漢族，湖北黃梅人，畢業于武漢大學電子信息學院，本科，現就職于武漢工程職業技術學院，講師，研究方向：智能控制領域。