水口集控中心狀態監測人機界面應用

翁雨艷

摘 要：文章介紹了國網福建水口集團公司集控中心為監測所屬各子電站機組狀態而開發的人機界面的應用。電站側數據傳至集控中心側二區服務器進行儲存，同時將數據向三區服務器轉發，三區服務器與辦公網絡連接，使各類技術人員可以根據自己的需求隨時隨地掌握各電站機組的運行狀況。供同類工程參考。

關鍵詞：機組狀態監測；人機界面；實時數據監測；三區服務器

2015年6月，國網福建水口集團公司集控中心正式投入運行。水口集控中心功能定位是所屬各水電站控制和調節功能的延伸和集中，也就是將水口、嵩灘埔、水東、雍口、街面“兩江五站”共17臺機組和4座水庫全部納入統一監控。

基于上述情況，我們選擇了GMH550-P-RAC系統軟件對各電站的機組狀態進行實時監測與分析診斷。此軟件是專門為水力發電機組集控中心監測平臺開發的一套可遠程狀態監測電站機組設備運行情況，同時對機組狀態進行分析診斷的軟件平臺系統。該軟件通過匯總各不同監測系統之間的各類數據，通過光纜等方式將數據傳輸到集控中心服務器，實現數據匯總儲存、實時監測與分析診斷。并且可以通過集控專用工作站、電站內網已安裝客戶端軟件的電腦上直接進行訪問。

各類技術人員可根據實際工作情況隨時隨地及時、直觀地對各子電站機組運行狀態情況有所掌握。

1 系統布置

1.1 網絡結構

系統網絡結構包括：主/備歷史數據服務器、主/備實時監測服務器、主/備隔離裝置、主/備WEB服務器、主/備通信服務器、主/備數據服務器、交換機、集控中心工作中、各電站側測點數據。

1.2 通信協議及數據傳輸規則

在系統內各電站上位機服務器與集控中心通信服務器之間的通信采用TCP/IP協議通信，各電站的通信服務器采用雙網口（不在同一網段）。

國網水口集團公司電站的機組狀態監測系統數據傳輸采用的是主網絡與備網絡雙通道傳輸系統，將各電站機組狀態監測數據傳至集控中心側二區服務器進行儲存，同時將數據向三區服務器轉發，三區服務器與水口辦公網絡連接，終端用戶可通過辦公網絡內任何已安裝客戶端GMH550-P-RAC系統軟件對機組狀態進行實時監測與分析。

水口集控中心平臺狀態監測系統數據傳輸規則如下：主、備網絡數據傳輸規則相同（見圖1）。

機組狀態監測系統數據在同一網絡內共儲存3份，分別在電站側數據服務器，集控中心側二區數據服務器，集控中心側三區Web服務器；主、備網絡共有6份數據儲存，保證中間任意一臺服務器在故障的情況下數據不會丟失并可以斷點續傳[1]。

2 機組監測測點信息

機組狀態監測系統實現對以下監測內容的綜合分析診斷：發電機組振動、擺度、壓力脈動監測；發電機空氣間隙、磁通量監測；轉輪空化噪聲（汽蝕）監測；發電機定子線棒振動監測；發電機局部放電監測；變壓器油中氣體含量監測；變壓器套管介質損失監測；油壓裝置監測；低壓、高壓空氣壓縮機監測；調速器狀態監測。

3 人機界面

本系統功能設計遵從了自動化、智能化和針對不同使用人員設計不同層次功能的原則，實現功能的實用化、易用性和靈活性、豐富性、使用復雜性、專業性之間的平衡。

各類技術人員可根據實際工作情況，連入集控中心的每一臺計算機，既可以通過電廠狀態數據服務器中的數據進行分析診斷，也可以直接訪問集控中心服務器的數據進行分析和診斷[2]。

3.1 監測畫面

狀態監測系統提供豐富直觀的、可組態的多個監測畫面，從不同的角度、分層次展現機組的狀態信息。監測畫面中將各種監測狀態以圖表、圖形、數據等形式展示出來。

監測畫面中可展示的內容包括：（1）機組。穩定性監測、氣隙監測、電氣參數監測。（2）升壓站。主變出線、主變聯合出線、主變監測。（3）開關站。母線監測、水聯監測、水閩監測等。（4）輔機。機組輔機狀態、公用輔機狀態。

3.2 數據查看功能

人機界面的開發主要就是方便各類人員根據各自的需求在不同的地點對設備運行情況進行監測、數據收集分析等功能。

在本體系結構下，每個電站的狀態監測系統自成體系，可獨立運行，便于系統調試和現場工程師應用。無論在電站還是辦公大樓區域，通過應用服務器與管理信息系統（Management Information System，MIS）或計算機局域網相連，可以充分利用MIS網上的每一臺計算機進行狀態監測分析和診斷。

打開軟件，登錄后，可以看到功能區里包括了實時監測、趨勢分析、子站狀態監測、統計狀態報告、系統維護這5個功能。各類人員可以從這5個功能中，進行自己需要的操作。

（1）集控運行人員。

實時監測功能：對5個電站的機組狀況進行實時監測。

趨勢分析功能：可以選擇任意的時間段進行趨勢分析，包括機組擺度趨勢、溫度趨勢、氣隙趨勢等，以便于運行人員及時發現機組缺陷。

（2）系統維護人員。

子站狀態監測：選中“機組→運行穩定性→水平振動統計評價報告”，再選擇時間，便可自動生成診斷報告。

統計狀態報告：可生成各電站機組運行狀態報告、各電站預報警狀態報告等。

系統維護：新建、刪除、修改用戶及密碼等。

（3）專責及其他技術人員：可通過辦公電腦安裝客戶端使用這5個功能。

3.3 人機界面實用性

該系統人機界面的實用性主要表現在數據管理統一化和分析診斷功能。

數據管理統一化：每個電站的所有主設備、輔助設備的監測內容被傳送到集控中心的同一個數據庫系統中集中統一存儲和管理。這樣，在各個電站側都可以調用集控中心的數據庫對其他各個電站機組狀況進行數據查看。

分析診斷功能：該功能主要面向分析中心的運行人員和專業檢修人員，以自動生成的分析診斷報告的形式提供實用化的分析診斷。具備以下特點：

（1）易于操作。“一鍵完成”式的軟件操作，省去了進行設置、選擇數據等繁雜的操作。

（2）數據選擇、計算、判定過程自動化。根據故障或缺陷模型計算的過程、分析推理、判定的過程由計算機完成，無需操作人員中間交互操作。

（3）報告中提供明確的分析診斷結論和可能的檢修建議。

（4）以報告的形式輸出到用戶界面，而且報告可以自動轉換為Word等格式。

3.4 報警功能

當系統檢測到監測測點的測值越限時，系統會自動記錄越限報警前后各若干分鐘的原始數據，并記錄報警事件，同時還會在監測畫面上以醒目的方式進行提示。此記錄能在事件日志中瀏覽查詢和分析，并且推送和發布到所有運行中的監測客戶端，Web服務器的客戶端會發出警報聲，提醒運行人員或專業檢修人員及時發現缺陷并及時處理。

4 結語

國網福建水口集團機組狀態監測集控平臺，主要是將水口集團下5個電站各臺機組狀態（包括振擺、主變及輔機等監測數據）傳至福州水口大廈集控中心進行集中監控，同時建立機組狀態分析診斷系統，以便能夠實時了解各電站運行情況。

GMH550-P-RAC利用各種分析、診斷策略和算法，針對水電站的每臺機組，建立功能全面、實用性強的故障診斷分析系統，提供實時監測、報警、故障診斷分析、智能診斷報告等一系列工具和手段。它強大的人機界面功能，易懂的操作，簡潔的畫面，讓各類技術人員可以根據自己的需求隨時隨地掌握各電站機組的健康狀況，為安全運行，優化調度和檢修指導提供有力的技術支持。

[參考文獻]

[1]梁鵬超，林曉龍，吳少將.水口集團遠程監測與分析中心建設研究[J].通訊世界，2014（20）：50-51.

[2]何永勇，任繼順，陳偉，等.水電機組遠程狀態監測、跟蹤分析與故障診斷系統[J].清華大學學報（自然科學版），2006（5）：629-632.