流域電站與集控中心監控系統權限劃分與實現

唐 輝,韓 偉

(1.雅礱江流域水電開發公司官地水電站,四川 西昌 615000; 2.雅礱江流域水電開發公司集控中心,四川 成都 610000)

流域電站與集控中心監控系統權限劃分與實現

唐 輝1,韓 偉2

(1.雅礱江流域水電開發公司官地水電站,四川 西昌 615000; 2.雅礱江流域水電開發公司集控中心,四川 成都 610000)

通過介紹流域電站與集控中心計算機監控系統結構,闡述了兩者間的控制權限劃分與操作步驟,重點介紹了控制權限的實現原理,深刻理解新思路、新技術應用的實現方式,指出應用中遇到的問題及教訓,總結新技術、新模式應用在雅礱江流域電站群運行的效果。

控制權;閉鎖;主機;標志

1 前言

雅礱江流域水電開發公司擬在雅礱江干流規劃開發21個梯級電站,其中官地水電站為下游梯級電站,坐落在四川省涼山州,裝機4臺,共2 400 MW, 2012年全部投產,在投產第一臺機組后,電站機組控制權即轉移到設在成都的流域集控中心,根據“DL/T 1313-2013”(流域梯級水電站集中控制規程)有關規定,需要對雙方的計算機監控系統控制調節功能進行權限劃分和界定。

雅礱江流域梯級電站的集中控制分為電站、集控中心、省調三層?？刂普{節權限按電站層、集控中心層、省調層的順序從高到低,控制的權限通過軟功能鍵切換,具有相應的閉鎖條件。原則上,上一層可以要求下一層切換控制權,下一層按上一層的要求切換控制權,只有下一層的控制權切換到上一層,上一層才能進行相應的控制調節操作。

2 系統結構

官地水電站監控系統與集控中心監控系統簡圖如圖1。

集控網關機負責直采LCU系統數據,然后作為調度104通信子站將直采數據直送到集控中心,其功能相當于電站上位機中主機與調度通訊網關機的功能結合。

圖1 流域電站與集控中心監控系統簡圖

流域電站及集控中心計算機監控系統上位機均為南瑞集團的NC2000 V3.0,在系統結構上各自相互獨立,電站監控系統與集控中心監控系統以自有協議各自獨立采集下位機LCU系統遙信遙測數據,獨立下發遙調遙控命令,為了保證電站設備安全,在下發遙調遙控命令時,命令必須保證唯一性,不得發生沖突。

3 控制權設置

3.1 控制權劃分

為了實現官地水電站全廠及所屬的各獨立設備的靈活控制調節方式,在官地水電站監控系統中設置“全廠控制權”和單個LCU的操作權切換按鈕,分別與集控中心使用同一測點進行顯示和切換操作。

a)在官地水電站計算機監控系統中設置多個控制權切換按鈕:全廠控制權、集控遠控范圍內的各個LCU均設置一個控制權按鈕(集控中心管轄設備范圍:電站發變組及其二次系統<勵磁、調速系統>、電站500 kV和20 kV系統、電站進水口工作閘門、泄洪建筑物的工作閘門及其啟閉控制系統)。全廠控制權只能由電站側運行人員進行操作。

b)“全廠控制權”在電站時,不允許將單個LCU的控制權切至集控中心,所有設備由電站運行人員操作。此時,集控中心只接收電站上傳數據用于監視。

c)通過“全廠控制權”按鈕的切換,可將電站屬集控中心操作范圍內的全部設備的控制權同時在集控中心和電站之間進行切換。只有“全廠控制權”切換到集控中心,集控中心才可能對電站設備進行操作。

d)“全廠控制權”在集控中心時,單個LCU設備控制權按鈕可將指定設備的控制權在電站和集控中心之間切換,并不受“全廠控制權”狀態的限制。

控制權判斷流程圖如圖2。

當集控遠控范圍內設備的控制權在電站時,集控中心仍不能對這些設備進行遠程操作,其仍由電站進行控制操作(包括機組的有功、無功負荷調整)。

當集控遠控范圍內設備的控制權切至集控中心時,集控中心可對這些設備進行遠程操作;同時,電站仍可操作站內的所有設備(除控制權切至集控的機組的有功、無功負荷調整操作外),并不受控制權的限制。

圖2 控制權判斷流程圖

3.2 控制權切換操作步驟

集控中心和電站之間控制權切換可通過如下步驟進行:

a)電站運行人員在“全廠控制權”切換處中選擇“切集控”按鈕,可將電站的“全廠控制權”和集控遠控范圍內所有LCU的控制權一并切至集控中心側。

b)“全廠控制權”切換至集控中心后,如有特殊情況(未投運機組或單機試驗等),電站運行人員在對應設備的控制權切換處選擇“切電站”按鈕,可將該設備的控制權切回至電站側。設備遠控條件具備后,由電站運行人員在該設備控制權切換處選擇“切集控”按鈕,可將其控制權切至集控中心側。

c)電站運行人員在“全廠控制權”切換處選擇“切電站”按鈕,可將電站的“全廠控制權”和集控遠控范圍內所有LCU的控制權從集控中心一并切回至電站側。

3.3 故障回切功能

a)集控中心至某流域電站的通信中斷后,該電站的控制權不回切至電站,需電站運行人員檢查核實后,手動進行回切。

b)通信恢復后,有電站側現場運行人員檢查確認后,將控制權切至集控中心。

4 控制權實現原理

4.1 全廠控制權-電站切集控

在NC200“全廠數據庫”設置“全廠LCU控制權批量切換”對象,通過對象的JAVA腳本編輯,設置一個“全廠控制權”標志,該標志為“0”時代表全廠控制權在電站,該標志為“1”時代表全廠控制權在集控,該標志設置為“1”后,通過電站側上位機系統主機的專用通信進程Vlan發送到電站側通信網關機,經104協議轉發到集控側上位機主機,集控側上位機主機收到該標示后,發一個確認標志“1”經同樣的返回路徑給電站側上位機主機,主機將確認標志與全廠控制權標志核對一致后,確認設置有效,則全廠控制權切換到集控成功。

“全廠控制權”標志在電站側集控網關機與電站上位機主機之間進行互傳時,采用的是調度通信104協議,集控網關機既做電站的“全廠控制權”標志的104通信主站,也做集控的“全廠控制權”標志的104通信子站;同理,電站上位機也充當了同樣的相反角色。

4.2 機組LCU控制權-電站切集控

在NC2000“機組控制量數據庫”設置“機組控制權切至電站”與“機組控制權切至集控”兩個控制量,控制量設置為“1”時代表控制設置有效,數據庫定義設置控制量輸出對象為整數數值(如200)。在“機組開關量數據庫”里定義1個“機組控制權切集控”的開關量,在“機組模擬量數據庫”里定義設置一個“機組控制權狀態”標志。

在機組LCU初始化INIT程序里,設定“機組控制權狀態”標志為“1”時控制權在電站,標志為“2”時控制權在集控,標志為“3”時控制權在調度。

在機組LCU CMMD_FJ程序里,當收到電站上位機下發“機組控制權切至集控”命令時,程序將“1”賦給1一個程序虛擬點,該點對應“機組開關量數據庫”里的“機組控制權切集控”的虛擬開關量點,該虛擬點實質為命令確認標志;同時將“機組控制權狀態”標志設置為“2”。

機組LCU將切換命令確認標志-“機組控制權切集控”與控制權狀態標志同時發給電站監控系統主機與集控監控系統主機,確認標志一方面用作上位機系統操作員站畫面控制權狀態顯示,一方面用作機組操作的參與條件。

控制權狀態標志用作機組控制調節閉鎖條件,即當標志為“2”時,集控中心可以控制調節機組,電站則無權控制調節機組,其配置實現原理圖如圖3,圖3中有功功率給定與有功功率增減按鈕的配置均需要控制權狀態標志實現閉鎖。

圖3 機組功率調節配置畫面圖

4.3 通信程序控制權閉鎖

集控中心下發至電站的控制操作令均通過網關機之間104鏈路實現,在該鏈路中采用電站的全廠控制權點進行下行命令的閉鎖,即全廠控制權在電站側時,該通信鏈路不下發任何集控中心側的下行命令。

4.4 出現過的問題

官地電站的2號機組檢修期間,為避免檢修期間造成運行干擾,安全措施中需要將2號機監控網絡與運行監控網絡在物理層面斷開,但因檢修人員失誤,將機組調試主機誤接入運行監控網絡,導致電站監控系統出現2套主機,而此時全廠控制權在集控,檢修調試主機數據庫的“全廠控制權”標志為“0”(全廠控制權在電站),檢修調試主機將該標志發送到集控側上位機主機,集控側上位機主機誤認為電站側上位機主機發出切換令,因此將全廠控制權切回電站;而電站側主機又將自身的全廠控制權標志為“1”(全廠控制權在集控)發送集控側上位機主機,又將全廠控制權切回集控側,如此“全廠控制權”標志在電站側與集控側間反復循環變位,導致電站側與集控側運行值班人員期間均無法控制全廠機電設備;因處理迅速,故障時間短,未造成實質影響。

通過該事件說明,無論“微機五防”還是“二次安防”,最重要的是人的技能、行為管理都需要得到落實和提升。

5 結語

流域電站與集控中心計算機監控上位系統在物理結構、功能實現上分別獨立,兩者間只根據實際需要互傳少量數據,比如“全廠控制權”標志,水位數據等,任一套上位機系統癱瘓均不影響流域電站機電設備的控制,該種應用模式經過完善,運行三年多來非常穩定。

在計算機監控系統控制權實現方式方面,在電站側集控網關機104子站協議方面加強了線程應用對全局對象的安全存取機制設計后,采用104協議通信實現控制標志流轉互傳方式是可行的、可靠的,達到了預期效果,為雅礱江流域電站與集控中心新技術、新模式應用推廣打下了堅實的基礎。

[1]丁仁山,孫 銳.雅礱江流域梯級電站遠程集控方式設計及實現[J].水電廠自動化與大壩監測,2013,37(5):16-17.

[2]賀 潔,閻應飛.淺談雅礱江流域集中控制中心計算機監控系統的設計[J].水電廠自動化,2012,33(4):6-7.

TV736

B

1672-5387(2017)07-0033-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.009

2017-04-27

唐 輝(1973-),男,工程師,從事水電廠自動化運維工作。