基于力控的水电站监控系统研究

李文进

随着计算机网络技术、通信技术、光电技术、智能手机技术的发展，电力系统一、二次设备技术的融合，以及运行方式的变革，电力系统逐步的在向信息化、智能化轉变，国内外电站和小型水电站无人值守或少人值守得到了大规模推广-取得了丰硕的成果，积累了丰富的经验和技术。本人承担的一项课题尝试研究利用智能手机终端和4G、5G、WIFI等通信技术来对无人值守或少人值守小型水电站进行远程移动监视，以减轻巡视强度，提高运行水平，降低运行成本。在研究过程中发现一款通用组态软件，即力控组态软件，具有非常强大的功能，并且可以实现远程监视。现笔者结合所在学院的模拟电站实例研究，进行总结如下。

1.某水电站基本情况概况

该水电站为笔者所在学院的模拟电站，电站有三台8MW机组，总装机容量为24MW;有两台主变，1#主变为三绕组变压器、2#主变为双绕组变压器;有三个电压等级，发电机侧电压等级为lOkV.中压侧为35kV，高压侧为llOkV。发电机侧有两种主接线形式， 1#发电机和2#发电机采用单母线接线，3#发电机和2#主变采用发电机变压器组单元接线;高压侧由llOkV线路和1#变压器构成变压器线路单元接线，llOkV线路47公里外的变电站相连;中压侧采用单母分段接线，1#母线电源来自1#变压器中压侧，带两回出线给近区负荷送电，2#母线电源来自2#变压器高压侧，带两回出线，一回出线给近区负荷送电，另外一回出线跟农网相连。

2.力控组态软件介绍

力控组态软件是面向工业监控领域的通用型组态软件，该组态软件在组件交互、图形处理、通信等方面优势明显，主要有以下特点：支持各种主流操作系统如windows操作系统拥有丰富的图形处理方法，能按照设计思路进行绘制，能生成智能元件，能生成常用元件图库;具备良好的人机交互，有数据输入输出，有各种交互式动画等等;支持各种通信协议、通信机制，有专门的电力行业通信驱动，如103协议、104协议等;具有面向“服务模式”的可视化系统，可以完成与视频监控系统、地理信息系统等的交互，构成一个综合的监控系。

3.图形组态设计

主图设计系统结构图、主接线图、1至3#机组监控、单元设备，图纸大小采用1280*1024;子图采用两种规格1024*768和800*600。单元设备子图都可以通过但愿设备主图相应导航连接过去，子图用来详细描述一个间隔的所有信息，如遥测、遥信、遥调、遥控等等。子图上不做所有装置的自检信号，但是显示所有的软硬压板、通讯状态、网关地址等。主要的子图有35kVWLI线路、35kVWL2线路、35kVWL3线路、35kV联络间隔、35kVWL4线路、llOkV线路、主变保护、共用PLC、1#机组PLC、2#机组PLC、3#机组PLC、1#机组保护、2#机组保护、3#机组保护、直流系统、厂用电遥测、厂用电保护等。除了以上组态界面外面，还包括了报表系统、曲线系统、报警系统等。以上界面的设计，遵循限制主界面数量，清爽，同时通过各种子界面展示详细信息。

4.以35kV线路为例进行说明

4.1进行I/O设备组态

笔者所在学院的模拟电站保护测控一体化装置采用的是许继产品，其中35kVWLI线路采用的是WXH822A，其通信协议为许继103协议。故在力控中进行设备组态操作如下：从工程窗口的10设备组态进入IoM anager界面，选择电力设备下的许继103主站，将设备名称命名为35kVWL1.设备描述为WL1间隔测控一体化装置，设备地址为83（实际装置地址已经设置为了83），通信方式为TCP/IP网络，设备IP地址为192.168.43.183，端口号为4661，以上参数设置都是由于网关是如此设置，当然，也可以利用WF_Config软件修改网关地址。

4.2数据库组态

通过工程窗口的数据库组态进入DbManager界面，在数据库里讲区域1重命名为线路间隔35kVWLl（重命名不能以数字和字母开头）以间隔或装置作为一个数据区域，便于相同间隔或装置数据库的复制，减少工作量。在该间隔下面按数据功能设置如下单元：遥测、遥信、遥脉、遥控、保护。通过查阅WXH820A技术及使用说明书的“8通信说明”可以找到各种数据的功能类型即FUN、信息序号即INFo如遥信的数据如下图1所示。

4.3图形设计及数据链接

通过工程窗口新建WLI窗口，设置该窗口为弹出式窗口，尺寸为800*600，按照如图2所示制作图形，制作图形需要用到工具箱，图库等功能，也可以一些常用的元件如断路器、隔离开关、连接片、光子牌等，制作成智能图库元件。做好图形后进行动画链接，让图形动画与数据库进行链接。

5.视频控件的使用

对于水电站来说，有些关键地方需要具有遥视功能，要求能够通过视频进行远程监视。力控组态软件的视频控件可实现与各类视频设备的连接通讯，可以由设计这开发出的通用视频组件。通过合理的设计能够与一个或多个视频设备的连接，各路视频图像可以实现切换和显示，能够对图像抓图，录像回放等。

通过工程窗口的复合组件进行多媒体，选择视频控件，可以看到力控组态自带的视频组件有海康、大华、英飞拓等品牌。双击视频控件，可以进行相关的配置玻Ⅱ添加设备项目里有设备IP地址端口号用户名、密码等，视频配置里有界面配置、配置，录像/回放设置里有开始时间、结束时间、添加、删除、自动录像设置、循环录像设置、录像存放路径等。运行环境界面有播放、录像、回放/预览、云台控制、设备列表等。为了灵活的使用视频控件，还有很多控件方法，如AddDevice、AdjustPreset、ExportFile、ImportFile、LoglnOut、LogInOutEx等函数。

6.WEB发布功能可以实现管理人员对电站监控的需求

无人值守或少人值守电站技术虽然比较成熟，虽然有些能够以手机短信的形式通知移动管理人员或技术人员，但短信信息量过少，不直观，无视频。而现在WIFI，4G技术，SG技术蓬勃发展，使用智能手机终端通过动态的图形和视频来获得设备运行参数及影像弥补了短信通知的不足。这个需求通过力控组态软件的WEB发布功能就能够实现，不过需要进行一些小小的处理，就目前而言，利用WIFI、4G、SG等技术在互联网上进行电站控制调节，无法保证电站的安全，但对于电站管理人员来说，不需要对电站设备进行具体的调节和控制，只需要对电站进行监视就可以，所以将相应的控制调节功能屏蔽或者不设置控制调节功能，专门制作一个监视系统供管理人员使用即可，投入不会太高，尚可接收。但极大的方便了管理人员和投资人及时了解电站的情况。同时对于无人值守或少人值守水电站来说可以减轻巡视强度，提高运行水平，降低运行成本。

力控组态软件有两种发布方式，一种是WEB发布，也是最简单的发布方式，还有一种是IIS发布。一般使用WEB发布就可以了'通过配置窗口的WEB服务可以进行WEB配置，如WEB根目录、初始画面、界面宽度、是否全屏显示、服务器IP、端口号、安全级别、数据服务器IP、端口号等等。

7.小结

我国小型水电站数量巨大，但由于小水电资源一般都在比较偏远的地区，如此多的处在偏远地区的小型水电站再加上老旧的管理模式，使得运行管理费用非常高，随着电力市场的发展，环境保护力度的加大，小型水电站为了提升竞价能力，除了提高供电质量外，还要降低发电成本，其根本的出路就在于减员增效，而减员增效的关键是使用先进自动化设备。选择适用小型水电站的自动监测、控制和保护设备，对其实行遥测、遥信、遥调、遥控和遥视，使电站运行实现自动化，做到少人值班或无人值班，或进行集控运行，提高电站运行的经济性、可靠性和安全性。而在此基础上进行移动监视无疑更加方便了电站的监视管理，而利用力控组态软件能够比较好的实现这一功能。

参考文献

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