智能化水電廠的廠級監測系統建設

吳雪強

（廣東粵電新豐江發電有限責任公司，廣東 河源 517021）

智能化水電廠的廠級監測系統建設

吳雪強

（廣東粵電新豐江發電有限責任公司，廣東 河源 517021）

隨著我國社會經濟的快速發展，社會對電力需求量日益增多，水電廠自動化程度不斷提高，智能水電廠的建設越來越提到日程，發電廠實時數據分散于各個生產應用系統中，成為數據孤島，基于OPENPLANT實時數據庫平臺構建的實時監測系統（SIS）能夠將各種實時數據統一存儲、分析，消除數據孤島，提高數據利用率，推動智能水電廠發展。

智能化水電廠；廠級監測；信息管理系統

1 概述

目前大部分水電廠的監控系統都采用儀表監控和計算機監控相結合的方式，在廠站端用微機遠動裝置RTU作為數據采集設備，水電廠監控系統僅用于生產實時監控，形成數據孤島，數據利用率較低。隨著電力系統信息化水平的提高，傳統電站監控系統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之上，建立基于OPENPLANT實時數據庫平臺的水電生產實時歷史數據庫和數據采集平臺，通過數據接口構建覆蓋水電廠的生產實時管理系統平臺的應用系統架構，完成水電廠所有生產實時數據和必要的非實時數據的接入，部署并投運實時生產管理系統平臺應用功能。

2 總體設計

2.1 業務模型

本系統業務模型可分成信息接口，基礎平臺，業務應用層和系統訪問層四個層面。

2.1.1 信息接口

負責與水電廠的計算機控制系統、輔機控制系統、水情系統、電能采集系統、大壩監視系統、閘門控制系統互聯，實現實時數據和手工填報數據的采集與處理，并存儲系統所有數據。

2.1.2 基礎平臺

建立一個生產實時管理應用的統一信息基礎平臺，即滿足集團公司生產調度管理的信息處理需要，也為集團公司已建設的設備資產管理及其它應用系統提供統一基礎信息平臺。

2.1.3 業務應用層

系統提供各種功能模塊，確保數據得到有效利用，建立在數據庫基礎上的功能軟件是系統成功推廣應用的關鍵。

2.1.4 系統訪問層

用戶通過IE瀏覽器直接訪問系統Web站點。

2.2 功能架構

系統的主要功能架構分成機組控制中心、數據展示分析模塊和數據挖掘應用模塊三大部分。機組控制中心包括機組控制系統、水情測報系統、大壩監測自動化系統、電能電量系統和負荷曲線系統等；數據展示分析模塊包括負荷調度分析、生產過程回放、實時畫面監視、數據采集處理、參數超限統計、設備可靠性統計、機組跟蹤狀態、生產指標考核等；數據挖掘應用模塊主要有競價上網、經濟運行分析、電量管理、綜合查詢、實時數據監視、性能計算、負荷調度等。

3 系統主要功能介紹

3.1 生產實時信息監視和生產實時/歷史趨勢圖

生產實時信息監視和歷史趨勢圖功能是電廠生產實時數據設備運行工況、氣象、水情水文等實時動態等數據信息，通過Web服務器發布，以直觀、形象的畫面或圖表方式，形象化地展現給系統用戶。

3.2 廠級性能計算

能根據單元機組性能計算的數據和經濟性分析評估的數據基礎上，進行全廠機組經濟性指標的計算與評估。計算后得到單元機組基本性能指標（如水輪機效率、廠用電率及耗水率等。

能實現在線計算水電廠的各種效率，系統能成組顯示各種性能計算、經濟性指標的結果數值、目標值、測量的輸入數字、計算中間值和相關參數。運行人員提供電廠運行狀態的在線分析，并且能夠將運行有問題和運行良好的區域分別標示顯示。

3.3 報表統計功能

能將從實時數據庫采集的實時數據、歷史數據進行統計生成所需的報表，如日報表、周報表、月報表。能實現統計參數的在線配置，數據的自動統計、手工數據的錄入、報表模板的定制及發布等功能。生成的報表應能在網上瀏覽，并可保存為Excel、PDF等格式。

3.4 生產異常報警

在生產實時管理系統中包含著成千上萬個測點和參數，這些參數真實地反映了電廠各機組的運行狀況，但電廠生產管理人員要在這些浩如煙海的數據及其變化趨勢中及時發現機組運行的異常報警非常困難。生產事件與報警模塊可根據相應的業務規則設定各機組運行參數的報警限值，并實時判斷各監視參數是否超限報警。

生產異常報警的關鍵在于報警閥值的設定，由于機組穩定運行時各參數的歷史數據在絕大部分時間內處于正常范圍之內，因此可用參數過去一段時間的歷史數據的平均值作為報警基準值，報警限值可在報警基準值的基礎上設定正負偏差值，不同類型參數的偏差范圍不一樣，可根據機組實際運行情況設定。

3.5 綜合查詢功能

能以生產調度運行過程中的大量的實時和管理信息為基礎，挖掘數據之間的關聯和相互影響的方式、快速靈活的生成各種查詢結果。并可將查詢結果導出為EXCEL等通用格式，供用戶對查詢結果再加工。并能實現固定查詢和自由查詢。

3.5.1 固定查詢

根據要求定制固定格式查詢模板，按預先定義好的查詢條件和標準表格，自動從數據庫中提取數據生成標準報表。對于常用的業務數據按照確定的數據項根據設定的查詢條件檢索并輸出。

3.5.2 自由查詢

能根據用戶特定的需求，預先設定查詢的數據項范圍，讓用戶可以選擇不同的數據組合按照靈活的檢索條件輸出查詢結果。通過基于業務對象的邏輯來規劃查詢層次，開放由用戶自由定義數據項、組合查詢條件的查詢邏輯，最后生成結果報表。用戶可根據需要對查詢統計結果報表進行二次加工，形成最終的查詢統計主題。

4 結語

水電SIS項目建設是智能化水電廠的重要組成部分，項目投入運行徹底打破水電原有各系統的數據孤島，實現數據采集自動化，數據分析智能化，調度及決策科學化，全面提升水電廠管理水平。

［1］張士軍，方有清，張元元.智能化水電廠在水電SIS實施過程中的探索［J］.水電站機電技術.2012，35（3）：11-12

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

吳雪強（1976—），男，畬族，大學本科，工學學士，中級職稱，信息技術。