H9000V6.0监控系统在安康水电站的应用

引言

安康水电站装机容量为4×200Mw,以3条330kV和7条110kV线路与陕西电网联网。1998年12月一2002年1月,使用北京中水科H9000V4.0计算机监控系统,实现了对全厂设备的监控。2007年11月一2008年8月,监控系统进行了系统升级、软件更新等维护。

电站监控系统设备已运行近20年,存在通信中断、元件老化和技术落后等问题,给电站的安全运行带来隐患。鉴于规程规范要求的提升和反事故措施的更新,监控系统已经不能完全满足现行标准的要求。为了支撑国家电网“三型两网"世界一流能源互联网的建设,安康电厂提出了2025年全面建成全国一流智能化水电厂的目标,因此需要对监控系统进行升级改造。

1原监控系统简介及存在的问题

1.1原监控系统简介

安康电厂监控系统为北京中水科H9000V4.0分布开放式计算机控制系统,设主控级和现地控制级。主控级为电站核心控制,包括工程师站、操作员站、报表服务器、厂内通信服务器、调度通信服务器、GPs时钟同步系统等。远控室设在远方办公楼5楼,作为备用中央控制室。

现地控制级共设8套LCU:4套机组LCU:330kV开关站、110kV开关站LCU、公用设备LCU、坝顶设备LCU各1套。在机组LCU内设置一套事故PLC,在机组发生机械事故,同时机组PLC出现故障时,事故PLC可实现紧急停机。

1.2原监控系统设备类型

主控级计算机采用美国sUN公司及HP公司服务器/工作站,操作系统为Unix和windows。现地控制级PLC采用美国莫迪康公司Ouantum系列PLC。机组自动化元件由深圳澳尼斯特电力电子技术公司提供产品。

1.3原监控系统存在的问题

监控系统自投运以来,总体运行稳定,梳理历年监控设备缺陷,主要存在以下缺陷或隐患:

(1）主控级服务器、工作站多次出现过重启、死机等现象,相应型号产品已停产,采购困难。

(2）与调度通信的厂外通信机设备可靠性能下降严重,造成与调度数据网的通信频繁中断。

(3）现地控制级PLC经常发生模块松动、双重供电切换不良等问题,大部分模块产品厂家已升级换代,备件采购困难。

(4）现地控制级PLC的CPU模块与I/o模块的连接方式为单模块单通道。通过同轴电缆、分支器等连接,可靠性低,故障率高,且难以查找和彻底消除,造成数据经常中断。

2新监控系统简介及其优点

2.1新监控系统简介

新监控系统采用北京中水科H9000V6.0智能对象一体化平台系统,该系统设主控级和现地控制单元级。主控级仍按远控室和电站双层配置,均配备2台交换机,通过以太网口与上位机连接,现地控制级配备工业以太网交换机,采用千兆双光纤连接。整体网络配置与原监控系统基本相同。现地控制级仍设置8套LCU。

2.2新监控系统设备类型

主控级计算机采用HP公司服务器和工作站,操作系统为

RedHatLinux。通信机采用上海瑞强公司的NematronNPC-8000多功能服务器,采用无风扇散热设计。PLC采用法国施耐德公司ModiconM580系列产品。

2.3新监控系统的优点

H9000V6.0智能对象一体化平台系统,是中水科最新推出的电站计算机监控系统,其具备以下优点:

(1）系统配置简洁化:H9000V6.0提供配置系统各项参数的图形化编辑工具DEToo1,可以对设备对象树、数据库、总线、主机、服务和进程、前置通信、日志服务、命令和权限管理等进行配置。原系统需通过各种配置文件进行的配置,DEToo1均可以图形化显示的方式进行编辑,配置过程简洁、直观和高效。

(2）设备对象化管理:在V4.0系统中,在各个表中的数据筛查费时费力。V6.0系统按照设备类型建立对象类,按照归属关系对附属系统和辅助设备进行实例化,属于同一设备的各种量点,均归属在此设备的子结点中,极大地方便了设备增减、量点编辑和数据浏览等工作。

(3）LCU高可靠性通信:现地控制单元配置2套工业以太网交换机,组建局域网络。PLC各机架间网络首尾相连,分别通过A套、B套的网络接口与2套以太网交换机连接。网络接口采用高可靠性的工业级接口,确保LCU内外部可靠通信。任意单一模块故障,均不影响其他模块的正常通信。按照十八项反事故措施要求,配置具备事故落门停机流程和紧急停机流程的事故PLC,在发生设备事故时,独立出口。

(4）系统维护升级方便:新系统具有数据库,能随时查看实时数据和历史数据。在安装或更换新的工作站和服务器时,只需安装好操作系统和数据库,进行网络基本配置,加入网络运行后,自动同步更新数据库和应用程序。中水科自主开发的图形建模工具IPM设计、修改各监控画面,上手容易,界面美观。LCU使用UnityPro软件进行PLC配置,实现程序修改与上传、下载,操作简单、直观,方便现场调试、设备检修。

(5）支撑智能化电厂建设:V6.0系统是以运行数据、基础服务和高级应用为核心的一体化管控平台,后续将提供事故过程分析、设备在线监测、变化趋势报警、巡回场景建模、水情准确测报、水库科学调度等各种智能化高级应用,全面整合工业电视系统、水情测报系统和水库调度系统等自动化系统,提升大数据的共享度和利用率,为企业科学决策提供支撑,不断提高企业的安全效益和经济效益。

3新监控系统的应用

3.1新监控系统应用进展

监控系统改造工作在4号机组A修中同步进行,于2018年11月1日开工,2019年3月8日完工,上位机系统所有硬件进行了更换,软件升级为H9000V6.0,4号机组LCU进行了更换。为确保新上位机验证对原LCU的控制能力,在4号机组LCU投运前,进行了新系统上位机与2号机组LCU的数据和命令核对试验。新旧监控系统上位机通过网络交换机连接后,并列运行,均可同时采集数据和下达命令。

为尽快退出原V4.0上位机设备,减轻值班人员监控压力,在其他机组C级检修和设备春检中安排监控数据与命令核对试验,1～3号机组、坝顶和公用原LCU已陆续接入新监控系统运行,并取消原监控系统上述设备的控制权限,仅保留监视权限。110kV开关站和330kV开关站设备均为涉网设备,需下半年秋季时向调度申请,待批复后接入。

3.2存在问题及解决方案

中水科H9000V6.0智能对象一体化平台系统在安康电站的应用是该系统首次在水电站的应用,软件还在不断迭代开发,以更新完善功能。为了确保新旧系统过渡过程中设备可控在控,成立了监控系统故障应急小组,建立微信群,现场调试或值班中出现问题后,双方人员立即有所反应,快速处理。在新系统应用实施过程中遇到的问题及其解决方案如下:

(1）随机报警记录刷屏:新系统应用后,随机报警记录中部分模拟量频繁越限并复归,如主变冷却水流量:个别扫查量频繁报警,如机组停机后冷却水中断等。由于频繁报警,造成操作员站随机报警事件框均是此类无效记录,影响值班员对其他报警信息的浏览。这些问题在原监控系统中亦存在,当时仅是对此类不重要的参数进行了屏蔽,存在安全隐患。

新监控系统投运,需采用新的方法解决此问题,经与中水科多次协商,采用为三峡左岸监控开发的方案,即将事件分为5级,第5级事件中默认不放入任何事件。当其他级别事件发生频繁刷屏时(一般是4级事件）,满足某种条件后,利用事件脚本强行动态将该事件降为5级,在5级事件分类中显示。当其再次报警,不满足降级条件,自动恢复在原事件级别的显示。同时规定运行值班员职责范围不包括5级事件的监视。下面为1号机组冷却水中断事件降级脚本:

procALMA一K1FDOwLNVNL（stringoname,datavarbaseLeve1){

//动态修改1K机组冷却水中断报警级别,满足条件修改,不满足条件返回默认级别

datavarnewLeve1

newLeve1=baseLeve1:

if(A一K1PDLFYxYoG.RTsTAT==1）//1号机组导叶开度小于全关

{

newLeve1=5:

}

returnnewLeve1:

}

将上述脚本名关联到1号机组上导、水导冷却水中断量点的动态报警级别属性,如果机组导叶已全关,发出中断报警,则该事件自动降为5级事件。

(2）原LCU离线后无法自动恢复连接:目前新系统已实现了对原5套LCU的监视和控制,在试验中发现,原LCU掉电重启或网络断开后,上位机无法自动恢复与LCU的通信,经中水科查找原因分析,系统程序存在BUG,在系统程序升级后可得到解决。

(3）历史数据库完善:运行值班员操作查询监控系统历史数据时,会出现人机交互界面DIx卡顿,重启DIx后恢复正常。经分析是此版本的历史数据库功能尚未开发完毕,当程序读取数据时,读到一个空表,造成假死。历史数据仍是存入原监控系统的历史库中,在原系统中可以正常查询。目前,新系统的历史数据库功能已开发完毕,并通过集成测试。

(4）智能光字牌推送:在设备发生故障或事故时,原系统操作员站的副屏会自动切换至故障光字牌画面,提醒监屏人员注意。新系统中无此切换功能,但在下个程序版本中提供动态智能光字牌功能。当需对某个量点事件推送光字牌时,勾选该量点推送光字功能属性即可。该量点事件发生时,自动推送动态事件报警窗口,各事件自动排列显示,提醒值班人员注意。运行值班员已习惯每个光字牌的具体位置,建议在新版本中保留原光字牌界面。

4结语

H9000V6.0智能对象一体化管控平台在软件系统、硬件配置和网络构建上汲取了H9000V4.0监控系统的优点,消除了原监控系统存在的问题与隐患,着力搭建面向对象的一体化平台,不断提升系统的智能化功能,为智能化电厂建设打下坚实的基础。