隔河岩计算机监控系统改造

章勇　林义林　刘骏宇

【摘 要】随着时间的发展，水电厂自动化事业得到了长足发展。自动化原件的日新月异，各种数据采集平台的引入，用户要求不断的提高，都对水电厂运行中枢计算机监控系统提出了更高要求。隔河岩电厂从1994投产至今已历经2次监控系统改造，本文着重介绍了隔河岩水电厂计算机监控系统改造实施过程和改造后的优点，也可以为其他水电厂改造提供借鉴经验。

【关键词】监控系统改造；NC3.0；现地控制单元

隔河岩水电站是清江梯级开发的启动工程，位于清江下游湖北省长阳土家族自治县境内。枢纽工程由大坝、发电厂房和升船机三大建筑物组成。电厂为引水式发电厂房，安装四台30万千瓦水轮发电机组，设计年发电量30.4亿千瓦时。本电站为华中电网主要的调峰、调频、事故后备电站之一。

1.改造背景

1993年6月，隔河岩水电厂首台机组正式投运，第一代水电厂监控系统从加拿大CAE公司引进，由外方人员提供技术支持，在国内常规水电站率先实现了采用全计算机控制。为提高计算机监控系统的可靠性、智能性，满足无人值班电厂的运行要求，2001年电厂进行了第一次监控系统改造，上位机系统引入具有国内自主产权的南瑞NC2000计算机监控系统，机组现地控制单元分别由南瑞自控和中水科承接，采用Modicion Quantum PLC，改造过程过渡平稳。2010年电厂决定实施第2次监控监控系统改造工程。

2.改造实施过程

2012年南京南瑞集团公司中标隔河岩计算机监控改造合同，全权负责隔河岩第二次计算机监控系统改造事宜，改造后的系统各项性能指标都达到或超过预期，业主对此次改造工作表示满意。

2.1 上位机改造实施

2.1.1硬件结构和网络拓扑。

电厂监控系统目前依然采用国内电厂常规的双网星形拓扑结构。

数据采集服务器、历史数据服务器用性能出众的IBM X3850 X5 （X86构架）机型。数据采集服务器采用双机热备运行方式，主要负责主控制层实时数据采集和处理，运行及管理电站的高级应用功能。历史数据服务器主要负责历史数据的存储、归档和检索，历史数据库生成及管理，历史数据和运行文档的保存和检索等，均为常规配置。

二次安防方面，改造后所有计算机配置了病毒防护等网络安全软件，在调度通讯服务器与调度系统之间应设置纵向加密认证装置，在厂内通讯服务器和厂内通讯服务器交换机之间设置硬件防火墙。I区与II区通讯，采用国产硬件防火墙隔离。

2.1.2应用软件实施。

此次改造上位机系统采用南瑞最新开发的NC3.0系统，操作系统平台为RedhatLINUX。新的应用软件采用模块化运行方式，集成数据采集、处理和监视、控制软件、SCADA软件包、各种通讯软件包、人机接口软件、远程诊断和维护软件、CPU负荷率测量显示软件、AGC、AVC 软件以及其它特殊要求的应用软件等。在完善系统各项功能的同时新增进程管理项目，在JAVA界面就可直观监视每个系统节点应用系统进程运行情况和操作系统运内核运行情况，同时也能直接选择执行进程启停和系统启停的操作。

2.2 下位机改造实施

2.2.1现地控制单元概述。

现地控制单元共分为机组现地控制单元（LCU1-LCU4）、220kV/500kV开关站现地控制单元（LCU5）、6KV现地控制单元（LCU6）、公用设备控制单元（LCU7）、大坝廊道排水系统控制单元（LCU8）、进水口闸门控制单元（LCU9）共9个控制单元。现地PLC系统采用施耐德电气公司的Unity QUANTUM系列控制器140CPU67160。机组（LCU1～4）、厂用电（LCU6）采用双CPU双网模式.开关站（LCU5）分清长I线、清长II线、500kV母线和清葛线独立组屏，CPU、I/O、电源各自独立，为单CPU双网结构的3套PLC结构。各现地控制单元具备较强的独立运行能力，并能够完成其监控范围内设备的实时数据采集处理、设定值修改、设备工况调节转换、事故处理等任务，要求应有容错、纠错能力，并带有其监控范围内的完整的数据库。

2.2.2 现地控制单元改造实施。

改造过程按照以下步骤有序进行：（1）根据相应的控制逻辑结构，编写现地LCU的控制程序。（2）在现地程序编写完成后进行离线仿真调试，配合主站监控联调，模拟控制程序是否符合设计要求。（3）利用机组检修的时机，逐台安装调试现地控制单元。（4）在4台机组现地控制单元都投入运行后，配合主站监控联调，对AGC、AVC等软件功能进行调试。

3.结束语

水电厂计算机监控系统改造是一项复杂的技术工程，从前期设计到后期实施都需要经过统筹考量。隔河岩计算机监控系统改造从2012年底开始实施到2014年基本结束历时2年时间，总体改造过程平稳有序，但其间也遇到一些问题：如在上位机改造时存在的新系统与其他老数据采集平台通讯不兼容及行业间通讯协议标准不规范等。

通过本次技术改造，隔河岩水电厂计算机监控系统功能获得了显著的提升，系统运行的稳定性和可靠性也进一步得到提高，改造的整个实施过程也为其他相似电厂的技术升级提供了借鉴的经验。