智能化水電廠的廠級(jí)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

吳雪強(qiáng)

（廣東粵電新豐江發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 河源 517021）

智能化水電廠的廠級(jí)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

吳雪強(qiáng)

（廣東粵電新豐江發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 河源 517021）

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力需求量日益增多，水電廠自動(dòng)化程度不斷提高，智能水電廠的建設(shè)越來越提到日程，發(fā)電廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分散于各個(gè)生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)中，成為數(shù)據(jù)孤島，基于OPENPLANT實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)構(gòu)建的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)（SIS）能夠?qū)⒏鞣N實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、分析，消除數(shù)據(jù)孤島，提高數(shù)據(jù)利用率，推動(dòng)智能水電廠發(fā)展。

智能化水電廠；廠級(jí)監(jiān)測；信息管理系統(tǒng)

1 概述

目前大部分水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)都采用儀表監(jiān)控和計(jì)算機(jī)監(jiān)控相結(jié)合的方式，在廠站端用微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置RTU作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，水電廠監(jiān)控系統(tǒng)僅用于生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，形成數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)利用率較低。隨著電力系統(tǒng)信息化水平的提高，傳統(tǒng)電站監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足智能化水電廠的要求。在原有電力二次安防的基礎(chǔ)之上，建立基于OPENPLANT實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的水電生產(chǎn)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，通過數(shù)據(jù)接口構(gòu)建覆蓋水電廠的生產(chǎn)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)，完成水電廠所有生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和必要的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接入，部署并投運(yùn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用功能。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 業(yè)務(wù)模型

本系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型可分成信息接口，基礎(chǔ)平臺(tái)，業(yè)務(wù)應(yīng)用層和系統(tǒng)訪問層四個(gè)層面。

2.1.1 信息接口

負(fù)責(zé)與水電廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、輔機(jī)控制系統(tǒng)、水情系統(tǒng)、電能采集系統(tǒng)、大壩監(jiān)視系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和手工填報(bào)數(shù)據(jù)的采集與處理，并存儲(chǔ)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)。

2.1.2 基礎(chǔ)平臺(tái)

建立一個(gè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)管理應(yīng)用的統(tǒng)一信息基礎(chǔ)平臺(tái)，即滿足集團(tuán)公司生產(chǎn)調(diào)度管理的信息處理需要，也為集團(tuán)公司已建設(shè)的設(shè)備資產(chǎn)管理及其它應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一基礎(chǔ)信息平臺(tái)。

2.1.3 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

系統(tǒng)提供各種功能模塊，確保數(shù)據(jù)得到有效利用，建立在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的功能軟件是系統(tǒng)成功推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

2.1.4 系統(tǒng)訪問層

用戶通過IE瀏覽器直接訪問系統(tǒng)Web站點(diǎn)。

2.2 功能架構(gòu)

系統(tǒng)的主要功能架構(gòu)分成機(jī)組控制中心、數(shù)據(jù)展示分析模塊和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用模塊三大部分。機(jī)組控制中心包括機(jī)組控制系統(tǒng)、水情測報(bào)系統(tǒng)、大壩監(jiān)測自動(dòng)化系統(tǒng)、電能電量系統(tǒng)和負(fù)荷曲線系統(tǒng)等；數(shù)據(jù)展示分析模塊包括負(fù)荷調(diào)度分析、生產(chǎn)過程回放、實(shí)時(shí)畫面監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集處理、參數(shù)超限統(tǒng)計(jì)、設(shè)備可靠性統(tǒng)計(jì)、機(jī)組跟蹤狀態(tài)、生產(chǎn)指標(biāo)考核等；數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用模塊主要有競價(jià)上網(wǎng)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、電量管理、綜合查詢、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視、性能計(jì)算、負(fù)荷調(diào)度等。

3 系統(tǒng)主要功能介紹

3.1 生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息監(jiān)視和生產(chǎn)實(shí)時(shí)/歷史趨勢圖

生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息監(jiān)視和歷史趨勢圖功能是電廠生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)設(shè)備運(yùn)行工況、氣象、水情水文等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等數(shù)據(jù)信息，通過Web服務(wù)器發(fā)布，以直觀、形象的畫面或圖表方式，形象化地展現(xiàn)給系統(tǒng)用戶。

3.2 廠級(jí)性能計(jì)算

能根據(jù)單元機(jī)組性能計(jì)算的數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)性分析評(píng)估的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行全廠機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的計(jì)算與評(píng)估。計(jì)算后得到單元機(jī)組基本性能指標(biāo)（如水輪機(jī)效率、廠用電率及耗水率等。

能實(shí)現(xiàn)在線計(jì)算水電廠的各種效率，系統(tǒng)能成組顯示各種性能計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的結(jié)果數(shù)值、目標(biāo)值、測量的輸入數(shù)字、計(jì)算中間值和相關(guān)參數(shù)。運(yùn)行人員提供電廠運(yùn)行狀態(tài)的在線分析，并且能夠?qū)⑦\(yùn)行有問題和運(yùn)行良好的區(qū)域分別標(biāo)示顯示。

3.3 報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能

能將從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)生成所需的報(bào)表，如日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表。能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)參數(shù)的在線配置，數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、手工數(shù)據(jù)的錄入、報(bào)表模板的定制及發(fā)布等功能。生成的報(bào)表應(yīng)能在網(wǎng)上瀏覽，并可保存為Excel、PDF等格式。

3.4 生產(chǎn)異常報(bào)警

在生產(chǎn)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)中包含著成千上萬個(gè)測點(diǎn)和參數(shù)，這些參數(shù)真實(shí)地反映了電廠各機(jī)組的運(yùn)行狀況，但電廠生產(chǎn)管理人員要在這些浩如煙海的數(shù)據(jù)及其變化趨勢中及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的異常報(bào)警非常困難。生產(chǎn)事件與報(bào)警模塊可根據(jù)相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)定各機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的報(bào)警限值，并實(shí)時(shí)判斷各監(jiān)視參數(shù)是否超限報(bào)警。

生產(chǎn)異常報(bào)警的關(guān)鍵在于報(bào)警閥值的設(shè)定，由于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)各參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)在絕大部分時(shí)間內(nèi)處于正常范圍之內(nèi)，因此可用參數(shù)過去一段時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)的平均值作為報(bào)警基準(zhǔn)值，報(bào)警限值可在報(bào)警基準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上設(shè)定正負(fù)偏差值，不同類型參數(shù)的偏差范圍不一樣，可根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況設(shè)定。

3.5 綜合查詢功能

能以生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)行過程中的大量的實(shí)時(shí)和管理信息為基礎(chǔ)，挖掘數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和相互影響的方式、快速靈活的生成各種查詢結(jié)果。并可將查詢結(jié)果導(dǎo)出為EXCEL等通用格式，供用戶對(duì)查詢結(jié)果再加工。并能實(shí)現(xiàn)固定查詢和自由查詢。

3.5.1 固定查詢

根據(jù)要求定制固定格式查詢模板，按預(yù)先定義好的查詢條件和標(biāo)準(zhǔn)表格，自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)生成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表。對(duì)于常用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照確定的數(shù)據(jù)項(xiàng)根據(jù)設(shè)定的查詢條件檢索并輸出。

3.5.2 自由查詢

能根據(jù)用戶特定的需求，預(yù)先設(shè)定查詢的數(shù)據(jù)項(xiàng)范圍，讓用戶可以選擇不同的數(shù)據(jù)組合按照靈活的檢索條件輸出查詢結(jié)果。通過基于業(yè)務(wù)對(duì)象的邏輯來規(guī)劃查詢層次，開放由用戶自由定義數(shù)據(jù)項(xiàng)、組合查詢條件的查詢邏輯，最后生成結(jié)果報(bào)表。用戶可根據(jù)需要對(duì)查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果報(bào)表進(jìn)行二次加工，形成最終的查詢統(tǒng)計(jì)主題。

4 結(jié)語

水電SIS項(xiàng)目建設(shè)是智能化水電廠的重要組成部分，項(xiàng)目投入運(yùn)行徹底打破水電原有各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，數(shù)據(jù)分析智能化，調(diào)度及決策科學(xué)化，全面提升水電廠管理水平。

［1］張士軍，方有清，張?jiān)?智能化水電廠在水電SIS實(shí)施過程中的探索［J］.水電站機(jī)電技術(shù).2012，35（3）：11-12

［2］趙云云，黃德福.淺談智能化水電廠［J］.科技風(fēng).2012，24（14）：158-159.

吳雪強(qiáng)（1976—），男，畬族，大學(xué)本科，工學(xué)學(xué)士，中級(jí)職稱，信息技術(shù)。