浅谈安谷电站相对于沙湾电站监控系统的优化设计

浅谈安谷电站相对于沙湾电站监控系统的优化设计

王帮明

中国水电建设集团圣达水电有限公司四川乐山614099

摘要：在沙湾电站监控系统功能设计的基础上，将诸多优化功能用于安谷电站监控系统，使其在监视、操作上更加合理，在人机联系时更加友好。最终达到运行人员对全站设备安全管控的目的。

关键词：沙湾电站；安谷电站；监控系统；功能优化

安谷电站位于乐山市市中区安谷镇，是大渡河下游梯级开发的最后一级电站，电站距上游沙湾电站35公里，距离乐山市区15公里。电站采用河床式厂房加长尾水渠开发，属国家大（二）型电站。电站按“无人值班”（少人值守）的设计原则，利用计算机监控系统对全厂设备进行监视及控制。安谷电站与沙湾电站均采用北京中水科技H9000V4.0监控系统，设计思路及基本功能大致相同，但对于即将投产发电的安谷电站，就其监控系统来说，如果是仅仅复制沙湾电站监控系统的功能是不可取，毕竟在电力生产管理模式快速发展的今天，远程集控已经大势所趋。所以为了能够满足下一步远程控制的要求，安谷电站监控系统必须具备更全面、更强大、更优化的功能。

一、沙湾电站监控系统基本功能介绍

沙湾电站监控系统基本能满足对设备实时、准确、有效地安全监控。其具备的功能有：

（1）数据采集，包括自动采集各现地控制单元的各类实时数据、自动采集来自电网调度中心的数据、自动采集外接系统的数据信息、接收由运行人员向计算机监控系统手动登录的数据信息。

（2）数据处理，包括对采集的数据进行可用性检查，对不可用的数据给出不可用信息，并禁止系统使用，对接收的数据进行报警处理、检查，对采集的数据进行数据库刷新、形成各类报警记录并发出音响、中文语音、电话语音和短信报警，其次还生成各类运行报表、历史数据记录并进行事件顺序记录及处理，主、辅设备动作（或启/停）次数和运行时间的统计。

（3）安全运行监视，包括对电站主要机电设备的运行状态、故障报警、参数及操作进行实时监视，机组开/停机等自动过程监视，显示机组开/停机过程的主要操作步骤，计算机监控系统运行状态、运行方式及系统状况监视，通信通道监视。

（4）控制与调节，包括机组开/停机顺序控制（分步或连续）、事故停机和紧急停机控制，机组的转速/有功功率、电压/无功功率和导叶开度按设定值进行闭环控制，对220KV断路器、隔离开关、接地刀闸的控制与操作，对厂用电设备的控制与操作，对闸门及柴油机的控制与操作。

（5）自动发电控制（AGC）及自动电压控制（AVC）功能。

（6）人机接口功能。

二、沙湾电站监控系统功能约束

沙湾电站监控系统虽然能满足基本安全监控的要求，但还是有很多地方需要改进，部分功能有待完善，其对应的功能优化将在安谷电站监控系统上得以实现。具体需要优化的功能有：

（1）未区分故障点与一般状态点字符组的颜色，不论是故障、事故还是一般状态点，动作后均为红色，未动作为蓝色，不利于运行人员的监视判断，有可能会漏判或者误判。

（2）一般状态点动作（如顶盖排水泵启动动作）也语音报警，加大了报警量，监控系统时常处于语音报警状态，当有故障或事故时，不易被发现，并且会影响真正故障时语音报警的发出。

（3）机组开停机流程中只有总时限而没有子流程的时限，当某一个子流程无法执行时需要等到总时限到才会退出流程。流程无法及时退出，由此影响下次发令时间。

（4）机组流程在执行的过程中无法人为终止。此外，没有“辅助设备开机

令”功能。

（5）机组开停机画面中不能单步操作，只能监视，在流程执行受阻人为辅助时需要将画面调至控制画面才能操作，不利于及时监控。

（6）不能控制辅机的启停，如空压机、排水泵、油压装置等。

（7）无趋势记录报表及曲线图功能，无事故追忆功能。报表只能按日查询，无按月查询功能。

（8）有很多死画面，如保护连片投退图、LCU模块图等。

三、安谷电站监控系统功能优化

鉴于沙湾电站监控系统一系列的功能约束，在安谷电站监控系统服役之前，需进行全方位的功能优化设计，在具备沙湾电站监控系统基本功能的同时，重点要将以上约束条件转化为功能优势。

（1）对于带变量的动态控制点的字符组统一为，还未操作时“灰凸菱形”，操作后“绿色菱形”。对于诸如机组状态判断虚点，条件不满足时为“空心凹正方形”条件满足后为“实心凸绿正方形”。一般状态量动作时用“绿色实心”表示，复归时用“空心”表示；故障点动作时用“红色实心”表示，复归时用“空心”表示。通过不同颜色来区分不同性质点就比较直观、显眼，在正常情况下，监视画面中只会出现绿点和空心点，当突然出现红点时就会“眼前一亮”起到故障提示的作用。但是对于主接线及厂用电接线图，开关合闸时用“红色实心”表示，以示有电，进而提高监盘员的警惕性，分闸时用“空心”表示。此处与沙湾电站相同。

（2）一般状态点动作（如顶盖排水泵启动动作）不需要语言报警，若要报警则增加判据实现，即语言闭锁。比如当主泵故障，备用泵动作时才报警。同时将“机组无流、检修密封有压、制动腔有压、导叶全开”做成报警闭锁点，只有当机组“空转”且出现以上信号时才故障报警，否则不视为故障，不报警。如此一来就会减少语音报警量，减少迷惑性，避免对真正故障报警形成干扰。

（3）机组开停机流程中除了“总流程时限”以外，还需增加每个子流程的时间限制及“流程运行时间”，这样就可以监视流程执行时间情况，并且当子流程超时流程就会退出，缩短下次开停机的时间。

（4）在开停机流程图中增加单步操作功能，在流程执行受阻时无需调转画面即可操作，节约时间，防止误操作。

（5）机组流程在执行的过程中可以随时人为终止流程或返回。这样的话在发生误操作时还能及时挽回。

（6）增加一个“辅助设备开机令”功能，此命令是将机组由停机开至调速器开机以前，包括检查开机条件是否满足、开技术供水、开主轴密封、退空气围带、退蠕动监测装置、投高油压顶起装置及拔锁定。在机组检修后手动开机试验时，此功能非常有用，可避免人为误操作，并且节约时间，提高工作效率。

（7）除了对辅机的监视以外，还应实现对其控制功能，可以远方启停空压机、油压装置等等。

（8）增加趋势记录报表、曲线图、事故追忆及报表按月查询功能功能，达到直观、对比性强、统计方便的目的。

（9）在“温度记录表”里除了做最大、最小及平均值等特征值以外，还需增加“报警温度”及“停机温度”以便监盘人员对比，做到心中有数。

（10）增加“负荷设定后按爬坡率在设定时间内自动增加或减少”功能，防止人为操作时有误差产生负荷超欠。

（11）增加LCU电源接线及模块画面，并动态监视，但对于无动态点的设备就不上监控系统，以减小监控系统的负担。

结语：

安谷电站监控系统与沙湾电站监控系统虽然是来自同一厂家，出于同一系统，源自同一设计，但是基于在沙湾电站多年运行的基础上，运行人员不断总结提炼，在安谷电站投产之际，其监控系统的功能将得以全方位的升级和优化，不仅为用户带来便利，同时提高了劳动生产力以及设备受控率，为将来电站远程集控打下了坚实的基础。

参考文献：

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[2]刘谋，张哂昭.计算机监控系统在三门峡水电站中的设计与应用[J].电子世界，2016（16）.

[3]王德宽，毛江，吴刚，袁宏.三峡右岸电站计算机监控系统的总体设计构想[J].水电厂自动化，2007（1）.

[4]王德宽.水电厂计算机监控技术进展及展望[J].水电站机电技术，2009（3）.

作者简介：

王帮明（1984年11月），男，云南文山人，工程师，学士，从事电站运维管理工作。