保安線路監控中心實施方案探討

李哲璽 田志鵬

發電廠到鋁廠的保安線路投運后，為了能及時有效的實現鋁廠側與電廠側的系統及設備的運行工況進行監控和記錄，故障情況下能第一時間了解各方設備與系統運行狀況并進行及時分析，為此設立能實現該功能的監控中心，并就保安線路監控中心實施方案進行探討、分析。

一、前言

鋁廠二期二系列運后，現有220KV變電站雙回線不能滿足供電需求且供電電源單一，供電可靠性差。為解決鋁廠雙回線不能滿足遠期負荷的供電以及供電電源單一等問題，建設了電廠至鋁廠220KV雙回線路作為保安供電線路，為保證發電廠至電解鋁廠保安線路投運后，雙方能及時有效的對鋁廠側與電廠側的系統及設備的運行工況進行監控和記錄，故障情況下能第一時間了解各方設備與系統運行狀況并進行及時分析，電廠計劃在機組集控樓12.6米層設立能實現該功能的監控中心。

二、接入監控中心主要數據

電廠側：#1-#3機組主要設備狀態及主要運行參數；#1-#3機組主要輔機及公用系統設備狀態及主要運行參數；直供線路、電廠側線線路、母線運行狀態、運行參數；電氣及主機、主要輔機報警信號；分時有功、無功電度量。

鋁廠側：350KA、400KA整流機組設備狀態及運行參數；220KV各段母線、聯絡開關、進線開關狀態及運行參數；電解系列直流電流、電壓；直流開關位置狀態；鋁廠有載調壓變的調變擋位指示；穩流系統控制電流量；分時有功、無功電度量。

三、系統構成

將所需數據由電廠#1-#3機組及鋁廠綜自系統取出（取得方式見后述兩個方案），經物理隔離后送至監控中心數據服務器。在電廠#3號機組控制臺、值長臺分別設一臺后臺監控機，在鋁廠400KA控制臺設一臺后臺監控機。后臺監控機的數據均取自監控中心數據服務器。同時設置兩臺歷史數據記錄服務器，對所接收的鋁廠側與電廠側的相關數據進行存儲記錄。操作員站及歷史服務器均放置于一組操作臺/柜內。

監控中心設置工程師站用于維護集控中心系統及邏輯和畫面組態；布置3臺操作員站分別用于監視鋁廠設備和電廠設備運行情況。一組大屏幕顯示器，對需要關注的數據及工況進行實時顯示。

發電廠機組側數據傳輸：通過“OPC通訊規約”將發電機組相關的實時數據接入集控中心監控系統，集控中心接口站運行OPC-Server，機組通訊接口站運行OPC client程序。機組通訊接口站距離集控中心接口站距離較近，采用網線連接，直接從機組通訊接口站到集控中心接口站“點對點”連接。

鋁廠側數據傳輸：通過“IEC104通訊規約”將鋁廠的實時數據接入集控中心監控系統，實現集中監控的功能。集控中心接口站作為104通訊的主站，鋁廠通訊接口站做從站。鋁廠通訊接口站距離集控中心接口站距離較遠（約3公里），采用單模光纖連接，實現從鋁廠通訊接口站到集控中心接口站“點對點”連接見圖1。

監控中心機房的布置，由施工單位或由其委托具有資質的設計單位進行設計。總體設想，靠近汽機運轉層布置值班人員，另外一側布置設備，中間由大屏隔開。

四、電廠數據取得的兩種方案及建議

方案一是從DCS系統、NCS系統、輔助網絡系統等系統取得。方案二保持監控系統基本硬件配置（操作員站、歷史站、監控機、大屏幕、操作臺等）不變的情況下，電廠側數據源不從DCS系統、輔助網絡系統、NCS系統分別取出，而是改為由廠級實時監控信息系統（SIS）統一取出。監控中心原有功能不變。

方案的對比：

方案一的優點在于能分別全面的進行數據采樣，能對電、鋁兩側的工況及設備運行情況實時全面的了解，且數據傳輸的中間環節少、可靠性較高，電廠側單臺機組設備故障不影響其他數據的采集與監視。

缺點在于監控中心敷設至各系統接口的線纜較多；為了保證電廠側各系統的安全，各系統傳輸接口后需增加單項隔離裝置；另外還需單獨采購DCS系統數據發布系統軟件方能保證此系統數據的正確傳輸。此方案投資相對較大，實施過程將會對電廠生產系統產生一定影響。

方案二優點SIS系統已將全廠主輔機及公用系統數據進行了采集，并有預留的數據通訊輸出接口，只需敷設監控中心至SIS系統通訊系統接口線纜即可滿足傳輸要求；SIS系統數據采集時已與電廠側其他系統進行了單項隔離，不必新增加物理隔離裝置；數據傳輸與電廠運行系統完全隔離，對系統的影響幾乎為零；此方案原系統增加設備相對較少，能適當降低造價，監控系統數據傳輸對原電廠側各系統的影響較小。

其缺點在于SIS系統本身對數據的采集及傳輸過程都需要一定的時間，SIS輸送到監控中心的數據有一定的延時，這樣就出現監控的時效性有可能降低，對系統數據的刷新時間是否滿足監控系統的要求無法準確判斷，有必要進行專項調研。另外SIS系統一旦出現故障就會導致整個監控系統電廠側數據采集的失敗。

綜合評估建議采用方案二。

五、實施計劃

如果按照方案一實施，在監控中心設備安裝完畢后即可進行將電廠側、鋁廠側相關數據的采集與畫面的編譯工作（需兩側原有控制系統廠家配合進行），電廠1、2號機組各系統可以先行進行接入工作。由于正在施工期間，3號機組的數據采集可以與DCS控制系統數據庫與畫面工作同步進行。

由于電廠側SIS系統正在進行升級完善，如采取第二種方案需在SIS系統完善后進行。方案二實施相對簡單，不必與各系統分別進行數據采集的工作，監控中心設備安裝完畢后直接從SIS系統進行數據采集即可。

兩種方案只是電廠側數據采集的源頭有所改變，其他基本一致，電廠電控樓具備監控中心設備招標采購及安裝的條件，系統內部設計及設備供貨及時，監控中心與3號機組可以同時投入運行。

六、結語

這種智能監控中心的研究還處于起步階段，在技術和方法上仍需進一步的開發和創新，才能實現實用化、商業化，才能發揮更大的潛力。

作者單位：山西京能呂臨發電有限公司