三峽右岸電站監(jiān)控系統(tǒng)報警信息優(yōu)化

竇常和，鄒 毅，卞慶華

（中國長江電力股份有限公司三峽水力發(fā)電廠，湖北 宜昌 443133）

0 引言

三峽右岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用中水科技開發(fā)的分層分布式H9000 系統(tǒng)。整個系統(tǒng)采用全計算機監(jiān)控結(jié)構(gòu)，電站運行人員通過操作員站對全廠的主輔設備進行監(jiān)視和控制。在實際工作中，運行人員反映該監(jiān)控系統(tǒng)存在信息分類不合理、狀態(tài)信息繁多、報警信息頻繁報出等問題，嚴重影響了運行人員對主輔設備的監(jiān)視效率。而更重要的是，如果遇到報警風暴、某設備故障引起的一系列報警，可能同時會有數(shù)十至數(shù)百條甚至更多報警信息同時出現(xiàn)在屏幕上，運行人員來不及看到是什么報警就一閃而過了，最為重要的關(guān)鍵信息可能會湮沒[1]。本文針對該計算機監(jiān)控系統(tǒng)存在的上述問題，在不涉及軟硬件升級的前提下，盡可能地從原因入手，提出針對性的優(yōu)化方案并實施。

1 電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)介紹

中水科技H9000 計算機監(jiān)控系統(tǒng)（以下稱計算機監(jiān)控系統(tǒng)）采用分層分布式體系結(jié)構(gòu)，即功能分布和集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。整個系統(tǒng)分成廠站層和現(xiàn)地控制單元兩層。全廠數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫集中在廠站層計算機中，系統(tǒng)各功能分布在系統(tǒng)的各個節(jié)點上，每個節(jié)點嚴格執(zhí)行指定的任務并通過上位機系統(tǒng)與其它節(jié)點進行通信。電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元層共設26 套LCU 裝置，實現(xiàn)對現(xiàn)地設備的信息采集、監(jiān)視和控制。廠站層共設6 臺數(shù)據(jù)采集服務器，用于完成LCU 數(shù)據(jù)采集和預處理，每臺服務器負責若干臺LCU 數(shù)據(jù)的采集和處理，互為冗余。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)共設6 套操作員工作站，用于運行人員對全廠的主輔設備進行監(jiān)視和控制。每套操作員工作站設3 個分屏，可以獨立顯示，以方便運行人員對多個設備進行監(jiān)視和控制。每個操作員工作站設置“事件一覽表”記錄監(jiān)控對象的狀態(tài)變化、操作命令及故障報警等事件信息，設置“報警一覽表”記錄監(jiān)控對象的故障報警信息，設置各設備的“常用畫面”監(jiān)視設備實時運行狀態(tài)并進行控制。計算機監(jiān)控系統(tǒng)信息顏色定義見表1。

表1 監(jiān)控系統(tǒng)信息顏色定義

2 報警信息頻繁的原因分析

為了能夠找出計算機監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)信息繁多、報警信息頻繁報出等問題的根源，對照監(jiān)控系統(tǒng)事件點表梳理報警比較頻繁的信號，并根據(jù)運行人員前期監(jiān)屏工作經(jīng)驗，列出了監(jiān)控系統(tǒng)報警最頻繁、運行人員反映最多的部分報警信號，著重解決這些報警信號，就能很大的改善以上存在的問題。

（1）通過分析計算機監(jiān)控系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，梳理了三峽右岸電站單臺機組近一年的報警信息，找出報警次數(shù)最為頻繁的典型信號，并分類進行原因分析，見表2。

表2 單臺機組近一年頻繁報警典型信號

（2）全面整理計算機監(jiān)控系統(tǒng)事件點表，結(jié)合運行人員提出的優(yōu)化建議，對單臺機組所有事件信息的中文描述、事故點屬性、故障點屬性、事件點屬性以及模擬量報警死區(qū)等進行整理，找出需要優(yōu)化的部分。

（3）計算機監(jiān)控系統(tǒng)為了減少設備在過渡狀態(tài)或者特殊工況下的報警信息，設置了專用的閉鎖庫，利用能夠反映設備運行狀態(tài)的事件作為閉鎖條件，使其在滿足閉鎖條件的情況下，不會報出特定的報警信號。但是因為長時間缺乏維護，以及諸多的設備改造，導致部分閉鎖庫不能正常閉鎖相應信號，需要整理。

3 制定優(yōu)化方案并實施

針對上面找到的導致報警信息頻繁報出的原因，分別制定相對應的優(yōu)化方案，對癥下藥。先選擇某臺機組進行優(yōu)化，再進行效果評估，最后推廣到所有設備上。

3.1 對報警信息屬性的優(yōu)化

計算機監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)信號的重要程度將其進行了分級，并按不同的顏色顯示到列表當中。事件信息用綠色文字進行顯示，這些信號反映設備運行狀態(tài)的變化、操作命令等，數(shù)量最多，供運行人員在監(jiān)屏時作為輔助判斷。報警信息用紅色文字進行顯示，主要是設備故障等產(chǎn)生的報警信號，提醒運行人員注意或進行處理，是運行人員在監(jiān)屏時重點關(guān)注的信號。事故信號用白色文字進行顯示，保護動作等重要事故信號，需要運行人員立即進行處置，用來快速定位事故原因等。對于報警信息屬性的優(yōu)化，主要采取以下幾點措施。

（1）將可能導致機組停機，需要運行人員緊急采取處置措施的報警信號調(diào)整為事故信號。比如“GCB 彈簧壓力閉鎖分閘”信號，雖然沒有導致事故的發(fā)生，但是需要運行人員立即進行處理，否則可能會導致開關(guān)因無法分合閘而按失靈處理時，擴大事故影響范圍。因此，將類似“GCB 彈簧壓力閉鎖分合閘”等信號調(diào)整為白色的事故信號，極大地有利于運行人員第一時間發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

（2）將重要設備狀態(tài)變化可能帶來重要影響的事件信息調(diào)整為報警信息，比如“壓力油罐隔離閥關(guān)閉”信號，是在調(diào)速系統(tǒng)隔離閥關(guān)閉時產(chǎn)生的事件信息。但在機組運行時，調(diào)速系統(tǒng)隔離閥突然關(guān)閉而切斷了來自壓油罐的壓力，會導致整個調(diào)速系統(tǒng)的油壓全部來自壓油泵的加載，而壓油泵長期加載運行必然會因產(chǎn)生大量的熱量而導致燒損，引起機組非正常停機。因此，將類似“壓力油罐隔離閥關(guān)閉”等信號調(diào)整為紅色的故障信號，有利于運行人員第一時間掌握重要設備狀態(tài)的變化，及時采取有效的處置措施。

3.2 對開關(guān)量報警的優(yōu)化

對于頻繁報警的開關(guān)量信號，根據(jù)不同的類型采取針對性的措施，以不影響對設備正常監(jiān)視為前提進行優(yōu)化。

（1）對既配置開關(guān)量報警，又配置模擬量報警的報警信號，在不影響設備正常監(jiān)視的情況下，取消其開關(guān)量報警信號的報出。比如“水導冷卻水流量低”信號為開關(guān)量報警，與之相對應的設有“水導冷卻水流量”模擬量下限值，當水導冷卻水流量降低到整定值時，監(jiān)控系統(tǒng)會同時報出“水導冷卻水流量低”、“水導冷卻水流量越下限”信號，同時在計算機監(jiān)控系統(tǒng)畫面中的水導冷卻水流量實時值由綠色變?yōu)榧t色。針對此類報警信號，取消其開關(guān)量報警并不影響運行人員對設備的監(jiān)視，能大幅減少報警信號的數(shù)量。

（2）對于設備與監(jiān)控系統(tǒng)的通信、不參與設備控制、沒有實際意義的報警信號取消其報警功能，比如“主變冷卻器油壓異常”信號，不參與設備的啟停控制，且有冷卻器水閥、油閥狀態(tài)及冷卻器故障信號用來判斷設備運行情況。再比如“下導軸承擺度跳閘”信號，設備早已被新設備代替而退出運行，但因相關(guān)信號線未解除，從而導致經(jīng)常頻繁報出，因此取消此類信號的報警功能不會影響設備的正常運行和監(jiān)視。

3.3 對模擬量報警的優(yōu)化

經(jīng)過前期分析可知，模擬量報警頻繁報出的主要原因是該信號未設置復限死區(qū)或者死區(qū)設置過低，造成模擬量在整定的報警值附近波動時頻繁報出，比如“機組空冷器冷卻水流量”信號，原報警復限死區(qū)按最大量程的5%整定，明顯偏小，很容易在臨界值附近波動而導致信號的頻繁報出。因此我們按照最大量程的10%來調(diào)整該復限死區(qū)值，從而減少該信號在臨界值附近時的報警次數(shù)，而對于沒有設置復限死區(qū)的信號，也按最大量程的10%進行整定。

3.4 對閉鎖庫的優(yōu)化

計算機監(jiān)控系統(tǒng)設置了報警信號閉鎖庫，以減少設備在過渡過程中或者特殊工況下的報警信號數(shù)量。因原有的閉鎖庫長時間沒有維護，加之逐年的設備改造，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需求，需要進行更新和優(yōu)化。我們在優(yōu)化原有的“機組技術(shù)供水正反向倒換過程中”、“單系統(tǒng)運行狀態(tài)”等閉鎖庫的基礎上，增加了“機組開停機過程中”、“機組停機狀態(tài)下”的閉鎖庫，從而實現(xiàn)了在上述過程中，因機組非正常運行狀態(tài)而導致的報警信號頻繁報出。當需要設備倒換或者機組開停機時，期間的設備監(jiān)視由操作人員通過監(jiān)視相應畫面來實現(xiàn)，監(jiān)屏人員只收到關(guān)鍵的幾條設備狀態(tài)變化信號，大大減輕了監(jiān)屏壓力，減小了漏掉關(guān)鍵信息的可能性（圖1）。

圖1 優(yōu)化后的閉鎖庫

3.5 對報警信息中文描述的優(yōu)化

主要針對計算機監(jiān)控系統(tǒng)以下幾種情況的信號：①一些報警信號的中文名描述與其邏輯名不相符，與現(xiàn)場實際設備不對應；②一些報警信號的中文名描述不是很清楚，不能很好的與實際設備名稱相對應；③相同類型機組的同一設備其中文描述不一致；④有些設備因技術(shù)改造其相應的報警信號已取消，但監(jiān)控系統(tǒng)中其中文描述沒有修改為備用,并取消其報警功能，在LCU 重啟時大量報出備用信號。

4 優(yōu)化后成果分析

計算機監(jiān)控系統(tǒng)在完成上述優(yōu)化并進行發(fā)布后，我們進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以評估本次優(yōu)化成果，這里主要采取以下兩種方式進行分析。

（1）在計算機監(jiān)控系統(tǒng)操作員站上截取去年同期所有機組運行時24 h 產(chǎn)生的事件量，與優(yōu)化后同條件下24 h 產(chǎn)生的事件量進行對比，連續(xù)3 d 的事件量分別減少16%、27%、13%（圖2），發(fā)現(xiàn)優(yōu)化效果明顯。

圖2 優(yōu)化前后3 d 事件量對比

（2）在計算機監(jiān)控系統(tǒng)服務器上截取同比8 月27 日至9 月25 日共30 d 的報警信號，發(fā)現(xiàn)事件文件大小平均減少約47%（圖3）。

圖3 優(yōu)化前后30 d 事件文件大小對比

5 結(jié)束語

本文提出了一種對三峽右岸電站中水科技計算機監(jiān)控系統(tǒng)事件優(yōu)化的思路，總體來說效果顯著，但因計算機監(jiān)控系統(tǒng)硬件設備及軟件的限制，一些好的想法并沒能很好的實現(xiàn)，比如設置更多更詳細的閉鎖條件、將事件進行分級過濾、重要事件語音報警等更實用、更智能的功能。目前，三峽左岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)正在進行軟硬件升級改造，使用中水科技IP9000 智能一體化平臺，同時具備計算機監(jiān)控系統(tǒng)平臺、應用軟件平臺和大數(shù)據(jù)平臺的功能，可為智慧水電廠應用提供運行環(huán)境、 集成環(huán)境、維護環(huán)境和開發(fā)環(huán)境[2]。該平臺除了具備傳統(tǒng)的事件分級、語音報警、報警信息閉鎖庫等功能外，還具備了智能光字、智能降級、智能報警[3]等功能，在將來三峽右岸電站進行計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件升級時，也可以考慮進行上述功能的開發(fā)與應用,能更徹底地減輕運行人員的監(jiān)屏壓力。