隔河巖計算機監控系統改造

章　勇　林義林　劉駿宇/五凌電力有限公司

隔河巖計算機監控系統改造

章勇林義林劉駿宇/五凌電力有限公司

隨著時間的發展，水電廠自動化事業得到了長足發展。自動化原件的日新月異，各種數據采集平臺的引入，用戶要求不斷的提高，都對水電廠運行中樞計算機監控系統提出了更高要求。隔河巖電廠從1994投產至今已歷經2次監控系統改造，本文著重介紹了隔河巖水電廠計算機監控系統改造實施過程和改造后的優點，也可以為其他水電廠改造提供借鑒經驗。

監控系統改造；N C3.0；現地控制單元

隔河巖水電站是清江梯級開發的啟動工程，位于清江下游湖北省長陽土家族自治縣境內。樞紐工程由大壩、發電廠房和升船機三大建筑物組成。電廠為引水式發電廠房，安裝四臺30萬千瓦水輪發電機組，設計年發電量30.4億千瓦時。本電站為華中電網主要的調峰、調頻、事故后備電站之一。

1.改造背景

1993年6月，隔河巖水電廠首臺機組正式投運，第一代水電廠監控系統從加拿大CAE公司引進，由外方人員提供技術支持，在國內常規水電站率先實現了采用全計算機控制。為提高計算機監控系統的可靠性、智能性，滿足無人值班電廠的運行要求，2001年電廠進行了第一次監控系統改造，上位機系統引入具有國內自主產權的南瑞NC2000計算機監控系統，機組現地控制單元分別由南瑞自控和中水科承接，采用Modicion Quantum PLC，改造過程過渡平穩。2010年電廠決定實施第2次監控監控系統改造工程。

2.改造實施過程

2012年南京南瑞集團公司中標隔河巖計算機監控改造合同，全權負責隔河巖第二次計算機監控系統改造事宜，改造后的系統各項性能指標都達到或超過預期，業主對此次改造工作表示滿意。

2.1上位機改造實施

2.1.1硬件結構和網絡拓撲。

電廠監控系統目前依然采用國內電廠常規的雙網星形拓撲結構。

圖1　隔河巖水電廠計算機監控系統結構圖

數據采集服務器、歷史數據服務器用性能出眾的IBM X3850 X5 （X86構架）機型。數據采集服務器采用雙機熱備運行方式，主要負責主控制層實時數據采集和處理，運行及管理電站的高級應用功能。歷史數據服務器主要負責歷史數據的存儲、歸檔和檢索，歷史數據庫生成及管理，歷史數據和運行文檔的保存和檢索等，均為常規配置。

二次安防方面，改造后所有計算機配置了病毒防護等網絡安全軟件，在調度通訊服務器與調度系統之間應設置縱向加密認證裝置，在廠內通訊服務器和廠內通訊服務器交換機之間設置硬件防火墻。I區與II區通訊，采用國產硬件防火墻隔離。

2.1.2應用軟件實施。

此次改造上位機系統采用南瑞最新開發的NC3.0系統，操作系統平臺為RedhatLINUX。新的應用軟件采用模塊化運行方式，集成數據采集、處理和監視、控制軟件、SCADA軟件包、各種通訊軟件包、人機接口軟件、遠程診斷和維護軟件、CPU負荷率測量顯示軟件、AGC、AVC 軟件以及其它特殊要求的應用軟件等。在完善系統各項功能的同時新增進程管理項目，在JAVA界面就可直觀監視每個系統節點應用系統進程運行情況和操作系統運內核運行情況，同時也能直接選擇執行進程啟停和系統啟停的操作。

2.2下位機改造實施

2.2.1現地控制單元概述。

現地控制單元共分為機組現地控制單元（LCU1-LCU4）、220kV/500kV開關站現地控制單元（LCU5）、6KV現地控制單元（LCU6）、公用設備控制單元（LCU7）、大壩廊道排水系統控制單元（LCU8）、進水口閘門控制單元（LCU9）共9個控制單元。現地PLC系統采用施耐德電氣公司的Unity QUANTUM系列控制器140CPU67160。機組（LCU1～4）、廠用電(LCU6)采用雙CPU雙網模式.開關站（LCU5）分清長I線、清長II線、500kV母線和清葛線獨立組屏，CPU、I/O、電源各自獨立，為單CPU雙網結構的3套PLC結構。各現地控制單元具備較強的獨立運行能力，并能夠完成其監控范圍內設備的實時數據采集處理、設定值修改、設備工況調節轉換、事故處理等任務，要求應有容錯、糾錯能力，并帶有其監控范圍內的完整的數據庫。

2.2.2現地控制單元改造實施。

改造過程按照以下步驟有序進行：（1）根據相應的控制邏輯結構，編寫現地LCU的控制程序。（2）在現地程序編寫完成后進行離線仿真調試，配合主站監控聯調，模擬控制程序是否符合設計要求。（3）利用機組檢修的時機，逐臺安裝調試現地控制單元。（4）在4臺機組現地控制單元都投入運行后，配合主站監控聯調，對AGC、AVC等軟件功能進行調試。

3.結束語

水電廠計算機監控系統改造是一項復雜的技術工程，從前期設計到后期實施都需要經過統籌考量。隔河巖計算機監控系統改造從2012年底開始實施到2014年基本結束歷時2年時間，總體改造過程平穩有序，但其間也遇到一些問題：如在上位機改造時存在的新系統與其他老數據采集平臺通訊不兼容及行業間通訊協議標準不規范等。

通過本次技術改造，隔河巖水電廠計算機監控系統功能獲得了顯著的提升，系統運行的穩定性和可靠性也進一步得到提高，改造的整個實施過程也為其他相似電廠的技術升級提供了借鑒的經驗。