發布日期：2022-04-20 點擊率：33
引言
安康水電站裝機容量為4×200Mw,以3條330kV和7條110kV線路與陜西電網聯網。1998年12月一2002年1月,使用北京中水科H9000V4.0計算機監控系統,實現了對全廠設備的監控。2007年11月一2008年8月,監控系統進行了系統升級、軟件更新等維護。
電站監控系統設備已運行近20年,存在通信中斷、元件老化和技術落后等問題,給電站的安全運行帶來隱患。鑒于規程規范要求的提升和反事故措施的更新,監控系統已經不能完全滿足現行標準的要求。為了支撐國家電網“三型兩網"世界一流能源互聯網的建設,安康電廠提出了2025年全面建成全國一流智能化水電廠的目標,因此需要對監控系統進行升級改造。
1原監控系統簡介及存在的問題
1.1原監控系統簡介
安康電廠監控系統為北京中水科H9000V4.0分布開放式計算機控制系統,設主控級和現地控制級。主控級為電站核心控制,包括工程師站、操作員站、報表服務器、廠內通信服務器、調度通信服務器、GPs時鐘同步系統等。遠控室設在遠方辦公樓5樓,作為備用中央控制室。
現地控制級共設8套LCU:4套機組LCU:330kV開關站、110kV開關站LCU、公用設備LCU、壩頂設備LCU各1套。在機組LCU內設置一套事故PLC,在機組發生機械事故,同時機組PLC出現故障時,事故PLC可實現緊急停機。
1.2原監控系統設備類型
主控級計算機采用美國sUN公司及HP公司服務器/工作站,操作系統為Unix和windows。現地控制級PLC采用美國莫迪康公司Ouantum系列PLC。機組自動化元件由深圳澳尼斯特電力電子技術公司提供產品。
1.3原監控系統存在的問題
監控系統自投運以來,總體運行穩定,梳理歷年監控設備缺陷,主要存在以下缺陷或隱患:
(1）主控級服務器、工作站多次出現過重啟、死機等現象,相應型號產品已停產,采購困難。
(2）與調度通信的廠外通信機設備可靠性能下降嚴重,造成與調度數據網的通信頻繁中斷。
(3）現地控制級PLC經常發生模塊松動、雙重供電切換不良等問題,大部分模塊產品廠家已升級換代,備件采購困難。
(4）現地控制級PLC的CPU模塊與I/o模塊的連接方式為單模塊單通道。通過同軸電纜、分支器等連接,可靠性低,故障
率高,且難以查找和徹底消除,造成數據經常中斷。
2新監控系統簡介及其優點
2.1新監控系統簡介
新監控系統采用北京中水科H9000V6.0智能對象一體化平臺系統,該系統設主控級和現地控制單元級。主控級仍按遠控室和電站雙層配置,均配備2臺交換機,通過以太網口與上位機連接,現地控制級配備工業以太網交換機,采用千兆雙光纖連接。整體網絡配置與原監控系統基本相同。現地控制級仍設置8套LCU。
2.2新監控系統設備類型
主控級計算機采用HP公司服務器和工作站,操作系統為
RedHatLinux。通信機采用上海瑞強公司的NematronNPC-8000多功能服務器,采用無風扇散熱設計。PLC采用法國施耐德公司ModiconM580系列產品。
2.3新監控系統的優點
H9000V6.0智能對象一體化平臺系統,是中水科最新推出的電站計算機監控系統,其具備以下優點:
(1）系統配置簡潔化:H9000V6.0提供配置系統各項參數的圖形化編輯工具DEToo1,可以對設備對象樹、數據庫、總線、主機、服務和進程、前置通信、日志服務、命令和權限管理等進行配置。原系統需通過各種配置文件進行的配置,DEToo1均可以圖形化顯示的方式進行編輯,配置過程簡潔、直觀和高效。
(2）設備對象化管理:在V4.0系統中,在各個表中的數據篩查費時費力。V6.0系統按照設備類型建立對象類,按照歸屬關系對附屬系統和輔助設備進行實例化,屬于同一設備的各種量點,均歸屬在此設備的子結點中,極大地方便了設備增減、量點編輯和數據瀏覽等工作。
(3）LCU高可靠性通信:現地控制單元配置2套工業以太網交換機,組建局域網絡。PLC各機架間網絡首尾相連,分別通過A套、B套的網絡接口與2套以太網交換機連接。網絡接口采用高可靠性的工業級接口,確保LCU內外部可靠通信。任意單一模塊故障,均不影響其他模塊的正常通信。按照十八項反事故措施要求,配置具備事故落門停機流程和緊急停機流程的事故PLC,在發生設備事故時,獨立出口。
(4）系統維護升級方便:新系統具有數據庫,能隨時查看實時數據和歷史數據。在安裝或更換新的工作站和服務器時,只需安裝好操作系統和數據庫,進行網絡基本配置,加入網絡運行后,自動同步更新數據庫和應用程序。中水科自主開發的圖形建模工具IPM設計、修改各監控畫面,上手容易,界面美觀。LCU使用UnityPro軟件進行PLC配置,實現程序修改與上傳、下載,操作簡單、直觀,方便現場調試、設備檢修。
(5）支撐智能化電廠建設:V6.0系統是以運行數據、基礎服務和高級應用為核心的一體化管控平臺,后續將提供事故過程分析、設備在線監測、變化趨勢報警、巡回場景建模、水情準確測報、水庫科學調度等各種智能化高級應用,全面整合工業電視系統、水情測報系統和水庫調度系統等自動化系統,提升大數據的共享度和利用率,為企業科學決策提供支撐,不斷提高企業的安全效益和經濟效益。
3新監控系統的應用
3.1新監控系統應用進展
監控系統改造工作在4號機組A修中同步進行,于2018年11月1日開工,2019年3月8日完工,上位機系統所有硬件進行了更換,軟件升級為H9000V6.0,4號機組LCU進行了更換。為確保新上位機驗證對原LCU的控制能力,在4號機組LCU投運前,進行了新系統上位機與2號機組LCU的數據和命令核對試驗。新舊監控系統上位機通過網絡交換機連接后,并列運行,均可同時采集數據和下達命令。
為盡快退出原V4.0上位機設備,減輕值班人員監控壓力,在其他機組C級檢修和設備春檢中安排監控數據與命令核對試驗,1～3號機組、壩頂和公用原LCU已陸續接入新監控系統運行,并取消原監控系統上述設備的控制權限,僅保留監視權限。110kV開關站和330kV開關站設備均為涉網設備,需下半年秋季時向調度申請,待批復后接入。
3.2存在問題及解決方案
中水科H9000V6.0智能對象一體化平臺系統在安康電站的應用是該系統首次在水電站的應用,軟件還在不斷迭代開發,以更新完善功能。為了確保新舊系統過渡過程中設備可控在控,成立了監控系統故障應急小組,建立微信群,現場調試或值班中出現問題后,雙方人員立即有所反應,快速處理。在新系統應用實施過程中遇到的問題及其解決方案如下:
(1）隨機報警記錄刷屏:新系統應用后,隨機報警記錄中部分模擬量頻繁越限并復歸,如主變冷卻水流量:個別掃查量頻繁報警,如機組停機后冷卻水中斷等。由于頻繁報警,造成操作員站隨機報警事件框均是此類無效記錄,影響值班員對其他報警信息的瀏覽。這些問題在原監控系統中亦存在,當時僅是對此類不重要的參數進行了屏蔽,存在安全隱患。
新監控系統投運,需采用新的方法解決此問題,經與中水科多次協商,采用為三峽左岸監控開發的方案,即將事件分為5級,第5級事件中默認不放入任何事件。當其他級別事件發生頻繁刷屏時(一般是4級事件）,滿足某種條件后,利用事件腳本強行動態將該事件降為5級,在5級事件分類中顯示。當其再次報警,不滿足降級條件,自動恢復在原事件級別的顯示。同時規定運行值班員職責范圍不包括5級事件的監視。下面為1號機組冷卻水中斷事件降級腳本:
procALMA一K1FDowLNVNLEstringoname,datavarbaseLeve1){
//動態修改1K機組冷卻水中斷報警級別,滿足條件修改,不滿足條件返回默認級別
datavarnewLeve1
newLeve1=baseLeve1:
if(A一K1PDLFYxY0G.RTsTAT==l）//l號機組導葉開度小于全關
{
newLeve1=5:
}
returnnewLeve1:
}
將上述腳本名關聯到l號機組上導、水導冷卻水中斷量點的動態報警級別屬性,如果機組導葉已全關,發出中斷報警,則該事件自動降為5級事件。
(2）原LCU離線后無法自動恢復連接:目前新系統已實現了對原5套LCU的監視和控制,在試驗中發現,原LCU掉電重啟或網絡斷開后,上位機無法自動恢復與LCU的通信,經中水科查找原因分析,系統程序存在BUG,在系統程序升級后可得到解決。
(3）歷史數據庫完善:運行值班員操作查詢監控系統歷史數據時,會出現人機交互界面DIx卡頓,重啟DIx后恢復正常。經分析是此版本的歷史數據庫功能尚未開發完畢,當程序讀取數據時,讀到一個空表,造成假死。歷史數據仍是存入原監控系統的歷史庫中,在原系統中可以正常查詢。目前,新系統的歷史數據庫功能已開發完畢,并通過集成測試。
(4）智能光字牌推送:在設備發生故障或事故時,原系統操作員站的副屏會自動切換至故障光字牌畫面,提醒監屏人員注意。新系統中無此切換功能,但在下個程序版本中提供動態智能光字牌功能。當需對某個量點事件推送光字牌時,勾選該量點推送光字功能屬性即可。該量點事件發生時,自動推送動態事件報警窗口,各事件自動排列顯示,提醒值班人員注意。運行值班員已習慣每個光字牌的具體位置,建議在新版本中保留原光字牌界面。
4結語
H9000V6.0智能對象一體化管控平臺在軟件系統、硬件配置和網絡構建上汲取了H9000V4.0監控系統的優點,消除了原監控系統存在的問題與隱患,著力搭建面向對象的一體化平臺,不斷提升系統的智能化功能,為智能化電廠建設打下堅實的基礎。
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