基于力控的水電站監控系統研究

李文進

隨著計算機網絡技術、通信技術、光電技術、智能手機技術的發展，電力系統一、二次設備技術的融合，以及運行方式的變革，電力系統逐步的在向信息化、智能化轉變，國內外電站和小型水電站無人值守或少人值守得到了大規模推廣-取得了豐碩的成果，積累了豐富的經驗和技術。本人承擔的一項課題嘗試研究利用智能手機終端和4G、5G、WIFI等通信技術來對無人值守或少人值守小型水電站進行遠程移動監視，以減輕巡視強度，提高運行水平，降低運行成本。在研究過程中發現一款通用組態軟件，即力控組態軟件，具有非常強大的功能，并且可以實現遠程監視。現筆者結合所在學院的模擬電站實例研究，進行總結如下。

1.某水電站基本情況概況

該水電站為筆者所在學院的模擬電站，電站有三臺8MW機組，總裝機容量為24MW;有兩臺主變，1#主變為三繞組變壓器、2#主變為雙繞組變壓器;有三個電壓等級，發電機側電壓等級為lOkV.中壓側為35kV，高壓側為llOkV。發電機側有兩種主接線形式， 1#發電機和2#發電機采用單母線接線，3#發電機和2#主變采用發電機變壓器組單元接線;高壓側由llOkV線路和1#變壓器構成變壓器線路單元接線，llOkV線路47公里外的變電站相連;中壓側采用單母分段接線，1#母線電源來自1#變壓器中壓側，帶兩回出線給近區負荷送電，2#母線電源來自2#變壓器高壓側，帶兩回出線，一回出線給近區負荷送電，另外一回出線跟農網相連。

2.力控組態軟件介紹

力控組態軟件是面向工業監控領域的通用型組態軟件，該組態軟件在組件交互、圖形處理、通信等方面優勢明顯，主要有以下特點：支持各種主流操作系統如windows操作系統擁有豐富的圖形處理方法，能按照設計思路進行繪制，能生成智能元件，能生成常用元件圖庫;具備良好的人機交互，有數據輸入輸出，有各種交互式動畫等等;支持各種通信協議、通信機制，有專門的電力行業通信驅動，如103協議、104協議等;具有面向“服務模式”的可視化系統，可以完成與視頻監控系統、地理信息系統等的交互，構成一個綜合的監控系。

3.圖形組態設計

主圖設計系統結構圖、主接線圖、1至3#機組監控、單元設備，圖紙大小采用1280*1024;子圖采用兩種規格1024*768和800*600。單元設備子圖都可以通過但愿設備主圖相應導航連接過去，子圖用來詳細描述一個間隔的所有信息，如遙測、遙信、遙調、遙控等等。子圖上不做所有裝置的自檢信號，但是顯示所有的軟硬壓板、通訊狀態、網關地址等。主要的子圖有35kVWLI線路、35kVWL2線路、35kVWL3線路、35kV聯絡間隔、35kVWL4線路、llOkV線路、主變保護、共用PLC、1#機組PLC、2#機組PLC、3#機組PLC、1#機組保護、2#機組保護、3#機組保護、直流系統、廠用電遙測、廠用電保護等。除了以上組態界面外面，還包括了報表系統、曲線系統、報警系統等。以上界面的設計，遵循限制主界面數量，清爽，同時通過各種子界面展示詳細信息。

4.以35kV線路為例進行說明

4.1進行I/O設備組態

筆者所在學院的模擬電站保護測控一體化裝置采用的是許繼產品，其中35kVWLI線路采用的是WXH822A，其通信協議為許繼103協議。故在力控中進行設備組態操作如下：從工程窗口的10設備組態進入IoM anager界面，選擇電力設備下的許繼103主站，將設備名稱命名為35kVWL1.設備描述為WL1間隔測控一體化裝置，設備地址為83（實際裝置地址已經設置為了83），通信方式為TCP/IP網絡，設備IP地址為192.168.43.183，端口號為4661，以上參數設置都是由于網關是如此設置，當然，也可以利用WF_Config軟件修改網關地址。

4.2數據庫組態

通過工程窗口的數據庫組態進入DbManager界面，在數據庫里講區域1重命名為線路間隔35kVWLl（重命名不能以數字和字母開頭）以間隔或裝置作為一個數據區域，便于相同間隔或裝置數據庫的復制，減少工作量。在該間隔下面按數據功能設置如下單元：遙測、遙信、遙脈、遙控、保護。通過查閱WXH820A技術及使用說明書的“8通信說明”可以找到各種數據的功能類型即FUN、信息序號即INFo如遙信的數據如下圖1所示。

4.3圖形設計及數據鏈接

通過工程窗口新建WLI窗口，設置該窗口為彈出式窗口，尺寸為800*600，按照如圖2所示制作圖形，制作圖形需要用到工具箱，圖庫等功能，也可以一些常用的元件如斷路器、隔離開關、連接片、光子牌等，制作成智能圖庫元件。做好圖形后進行動畫鏈接，讓圖形動畫與數據庫進行鏈接。

5.視頻控件的使用

對于水電站來說，有些關鍵地方需要具有遙視功能，要求能夠通過視頻進行遠程監視。力控組態軟件的視頻控件可實現與各類視頻設備的連接通訊，可以由設計這開發出的通用視頻組件。通過合理的設計能夠與一個或多個視頻設備的連接，各路視頻圖像可以實現切換和顯示，能夠對圖像抓圖，錄像回放等。

通過工程窗口的復合組件進行多媒體，選擇視頻控件，可以看到力控組態自帶的視頻組件有海康、大華、英飛拓等品牌。雙擊視頻控件，可以進行相關的配置玻Ⅱ添加設備項目里有設備IP地址端口號用戶名、密碼等，視頻配置里有界面配置、配置，錄像/回放設置里有開始時間、結束時間、添加、刪除、自動錄像設置、循環錄像設置、錄像存放路徑等。運行環境界面有播放、錄像、回放/預覽、云臺控制、設備列表等。為了靈活的使用視頻控件，還有很多控件方法，如AddDevice、AdjustPreset、ExportFile、ImportFile、LoglnOut、LogInOutEx等函數。

6.WEB發布功能可以實現管理人員對電站監控的需求

無人值守或少人值守電站技術雖然比較成熟，雖然有些能夠以手機短信的形式通知移動管理人員或技術人員，但短信信息量過少，不直觀，無視頻。而現在WIFI，4G技術，SG技術蓬勃發展，使用智能手機終端通過動態的圖形和視頻來獲得設備運行參數及影像彌補了短信通知的不足。這個需求通過力控組態軟件的WEB發布功能就能夠實現，不過需要進行一些小小的處理，就目前而言，利用WIFI、4G、SG等技術在互聯網上進行電站控制調節，無法保證電站的安全，但對于電站管理人員來說，不需要對電站設備進行具體的調節和控制，只需要對電站進行監視就可以，所以將相應的控制調節功能屏蔽或者不設置控制調節功能，專門制作一個監視系統供管理人員使用即可，投入不會太高，尚可接收。但極大的方便了管理人員和投資人及時了解電站的情況。同時對于無人值守或少人值守水電站來說可以減輕巡視強度，提高運行水平，降低運行成本。

力控組態軟件有兩種發布方式，一種是WEB發布，也是最簡單的發布方式，還有一種是IIS發布。一般使用WEB發布就可以了'通過配置窗口的WEB服務可以進行WEB配置，如WEB根目錄、初始畫面、界面寬度、是否全屏顯示、服務器IP、端口號、安全級別、數據服務器IP、端口號等等。

7.小結

我國小型水電站數量巨大，但由于小水電資源一般都在比較偏遠的地區，如此多的處在偏遠地區的小型水電站再加上老舊的管理模式，使得運行管理費用非常高，隨著電力市場的發展，環境保護力度的加大，小型水電站為了提升競價能力，除了提高供電質量外，還要降低發電成本，其根本的出路就在于減員增效，而減員增效的關鍵是使用先進自動化設備。選擇適用小型水電站的自動監測、控制和保護設備，對其實行遙測、遙信、遙調、遙控和遙視，使電站運行實現自動化，做到少人值班或無人值班，或進行集控運行，提高電站運行的經濟性、可靠性和安全性。而在此基礎上進行移動監視無疑更加方便了電站的監視管理，而利用力控組態軟件能夠比較好的實現這一功能。

參考文獻

[l]段榮華，基于力控與S7-400 PLC的輥子輸送機運行狀態監控系統[J]工業儀表與自動化裝置，2019年0l期

[2]豆勤勤.力控組態軟件與VB和下位機之間的通訊方法研究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2018年08期

[3]趙亞楠，力控科技：打造工業互聯網生態，服務制造業轉型升級[J].自動化博覽，2018年08期

[4]馬海寧，張吉明，基于力控組態軟件的儲油氣庫監控系統設計[J].國外電子測量技術，2017年10期

[5]陳楠朱曦.基于力控的風光互補發電監控系統[J].自動化與信息工程，2016年03期

[6]董彩宏，楊建偉.淺談小型水電站無人值守運行模式[J].小水電，2016年02期

[7]袁木林，汪艷紅，無人值守自動化系統在小水電站的應用探討[J].吉林水利，2013年08期