摘要：论文主要介绍了马迹塘水电厂计算机监控系统的发展过程，改造后H9000系统的组成、应用功能及日常维护。
关键词：马迹塘；计算机监控系统；应用
1 计算机监控系统发展过程
马迹塘水电厂位于资江干流中下游，地处湖南省益阳市桃江县马迹塘镇境内，总装机容量55.5MW，设计年发电量2.7亿千瓦时，于1983投产发电。投产之初，电厂监控系统控制为ELIN公司设计的继电器等电子元器件的常规控制。1994年开始进行计算机监控系统改造，采取与常规控制并存的方式，选用南京电力自动化研究院的SJ400系列产品。2001年，对监控系统进行升级改造，选用SJ500系列产品，采用全开放、分层分布式结构，设有计算机监控系统主控级（上位机）和现地控制单元级。监控对象包括：三台发电机及辅助设备、开关站监控系统、公用系统等等。现用计算机监控系统于2012年改造，选用中水科H9000系列产品，其主要功能有数据采集和处理、监视显示、控制与调节、通讯、自诊断。整个监控网络采用100M的单光纤总线以太网网络，传输计算机监控系统的实时控制信号，完成对全站所有设备的控制操作和运行监视。
2 计算机监控系统的组成
马迹塘水电厂计算机监控系统由2台操作员工作站、1台工程师站、1台厂内通信站、2台调度通信站、语音报警及报表站、4套现地控制单元和2台网络打印机等设备组成。
3 计算机监控系统的应用
3.1 数据采集及处理功能
H9000计算机监控系统能自动采集各现地单元级LCU的各类实时数据，自动接收集控调度的命令信息、与监控系统通信的其它系统以及由操作员向计算机监控系统手动登录的数据信息等，进行数据变码、校验传递误差、误码分析、数据传输误差控制等处理，自动生成各种实时数据库，并具有事故追忆功能。
各种监视和操作画面能自动推出显示和调用显示，画面中能显示各操作过程的每一步骤和执行情况，并显示各相应的实时参数，显示具有动画功能。对全厂所有监控对象的操作报警事件及实时参数报表等都应进行记录，对重要的事故故障及位置信号进行事件顺序记录。
当电厂发生重要故障和事故时，计算机监控系统上位机能自动将故障信息转换成语音告警信息进行播放，同时还具有自动发送报警短信功能，被呼叫的有关人员即可通过语音报警装置进行电话查询。同时可根据电厂实际需要设定自动报警启动电厂最高级别警报器，如发生机组跳闸及线路跳闸信号、过速信号将自动启动坝顶的声响警报器。
3.2 监视、操作、控制与调节
H9000计算机监控系统具有实时监视水轮发电机组、变压器、线路及公用设备的运行方式、工况转换及实时运行参数，断路器、隔离开关及接地开关的位置信号等功能。运行人员可通过设在中控室控制台的上位机进行监视，并通过使用键盘、鼠标等来完成控制与调节功能中的操 作控制任务。还可通过对监控对象进行控制与调节。具体内容如下：（1）水轮发电机组的停机、空转、空载、同期并网（发电）等各种工况的转换顺序控制；（2）机组事故及紧急停机控制；（3）机组及变压器辅助设备的控制；（4）机组有功、无功功率的控制与调节；（5）断路器、隔离开关、接地开关的操作（包括同期操作）；（6）主变中性点的操作；（7）全厂公用设备的控制；（8）监控系统各种画面的自动推出和调用、各计算机设备的投入/退出或切换、各种软件功能模块的投入/退出等；（9）各种整定值和限值的设定；（10）电厂自动发电控制（AGC），自动发电控制包括按给定功率运行和电厂经济运行。
3.3 运行参数的计算
H9000计算机监控系统实现了主要运行设备的监测参数（包括运行工况）的计算。包括厂用电量、厂用电率、耗水量、耗水率、发电效率等，每天、月、季、年的工况曲线等；各主设备的运行档案计算，包括每台机组运行小时数、停机小时数、事故小时数、检修小时数等和各主要设备的运行小时数、动作次数、事故和故障次数等统计计算；所有温度曲线查询；电厂各有功功率、无功功率的分类总加；各设备电度量的计数、分时计量、分类总加；以及AGC/AVC的参数计算，根据给定的电厂负荷曲线、各机组的运行特性及流量、水头等实时参数，计算最优开机台数、机组启停顺序、运行机组间的有功功率及无功功率最优分配等。
3.4 通信功能
H9000计算机监控系统各LCU及上位机之间建立了100M双以太网进行通信。
H9000计算机监控系统能与厂内、厂外其它系统进行可靠通信。如监控系统与电厂水调自动化系统之间安装了防火墙、安全隔离装置进行安全隔离，通过防火墙向电厂水调自动化提供特定端口的数据访问外，禁止水调系统的Web、Telnet、Rlogin等其它服务通过防火墙到监控系统。电厂计算机监控系统采用“IEC60870-1-104”通信协议与集控系统进行通信。同时监控系统与沅水梯调自动化系统采用网络数据库接口方式实现通信。与益阳地调现采用SC1801进行通信，通过电力系统专用调制解调器传输数据，预留“IEC60870-1-101、IEC60870-1-104”通讯协议。
3.5 现地控制单元（LCU）功能
每套LCU均是一套完整的计算机控制系统。与系统联网时，作为监控系统的一部分，实现系统指定的功能。而当与系统脱离时，则能独立运行，实现LCU的现地监控功能。LCU的数据处理与站级的数据处理分工不同，LCU负责数据采集与预处理，站级数据处理负责将上送的预处理数据按照规约格式更新实时数据库、写入历史数据库，进行实时显示、报警和记录。在LCU的数据预处理时，数据缓冲区可短期保存一定的变化报警数据，当LCU与站级系统通讯中断时，短时内确保数据不丢失，待通讯正常后上送站级系统更新相应数据库。
机组LCU能实现现地控制与调节。包括机组现地/远方控制方式的切换操作；机组开机、停机、事故停机及紧急停机控制。
LCU可接受电厂主控级的命令、或者在现地进行以下控制操作：开关站各个断路器的分/合操作；开关站各个隔离开关的分/合操作及操作闭锁；开关站现地/远方控制方式的切换操作。
3.6 系统安全、自诊断及自恢复
监控系统具有有效的阻挡各种网络病毒侵入及恶意攻击的防护措施，确保系统的安全可靠。系统对各种硬件设备包括计算机、外围设备、通信接口、通道等进行在线和离线诊断并发故障报警信息，故障点至少诊断定位到模板级包括I/0通道。对于冗余设备，当主用设备故障时，能发出信号并自动切换到备用设备运行。当诊断出外围设备故障时能自动将其切除并发出信号；本系统冗余部件包括：操作员工作站、上位机UPS电源。冗余部件切换条件包括：工作站自检故障信号、软件超时看门狗动作、工作站外部故障信号或用户程序控制。切换方式包括：自动切换、手动切换。切换时不会发生数据的丢失。
系统能对计算机软件进行在线和离线诊断，诊断出故障软件功能模块并发故障报警信息，系统进行在线自诊断时，不会影响计算机系统的正常监控功能。
4 监控系统的维护
马迹塘水电厂相继完成了机组、开关站及公用设备计算机监控系统的技术改造，对所有设备进行了更新，设备稳定性大大提高，运行可靠，维护方便。但计算机监控系统作为电厂自动控制的主要设备，系统运行时，运行和维护人员应进行定期巡回检查和维护。发现故障立即处理，发现异常则应增加巡视密度。
监控系统的参数设置、限值整定、程序修改等，必须有技术审批通知单，由维护人员持工作票进行，工作完成后必须做好记录，并对运行值班人员进行交代培训。参数设置和限值整定的回执单由维护人员签字后，分部存技术主管部门和中控室各一份。
计算机监控系统运行时，维护人员每季度定期对数据库进行维护和数据备份。
参考文献：
[1]DL/T 1009-2006 水电厂计算机监控系统运行及维护规程
作者简介：
杨祺（1981-），男，湖南桃江人，工程师，主要从事水电站运行管理工作。
论文作者:杨祺
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
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