电站计算机监控程序运用

1电站概述

鱼剑口电站始建于2000年12月，2004年10月18日并网发电。装机容量3×20mW，水库总库容886万m3，调节库容176万m3，为日调节水库。流域上游有腾子沟电站、牛栏口电站、石板水电站。鱼剑口电站是龙河流域梯级电站的第四级也是最后一级电站，具有得天独厚的来水优势。电站运行方式采取无人值班少人值守模式，运行费用极度节省。

2设备概述

能事达公司集成的LDS2000计算机监控系统；重庆水轮机厂生产的HLA722C-211水轮发电机组；南瑞微机继电保护。该系统性能稳定，人机界面良好；武汉事达BWT-80-4.0型微机步进式调速器。广科所生产的LTW6200型微机三通励磁系统。三个调节通道时时跟踪，并能自动地由故障通道切换到正常的备用通道，实现无扰动切换。系统功能非常稳定可靠。110kV系统采用西高所SF6全封闭组合电器——GIS。具有高可靠性、真正免维护功能，由开关站LCU统一控制。

3监控系统组成

监控系统采用自适应10/100Mbp双以太网结构，上位机与现地LCU采用双光纤进行通讯，现地LCU与辅助控制单元采用Profibus现场总线通讯。LDS2000监控系统以不同周期，实时刷新各屏幕、各窗口的动态内容，画面刷新周期为1s，刷新时，动态画面根据动态点的实时信息，按定义的刷新行为及显示方式进行动态显示。附“机监控系统风格结构图”

3.1主控制级计算机监控系统的组成

监控系统上位机硬件为西门子机架式工业控制计算机，软件系统采用能事达公司LDS-2000系统，由基于WINCC5.1的工业控制组态软件构成。操作员站为双机冗余设计，正常运行时两台操作员站全冗余运行。上位机系统硬件配置有操作员站（两台）、工程师工作站、通讯工作站、打印服务器、打印机和UPS电源。

3.2现地控制(LCU)的组成

监控系统现地LCU单元：有1#~3#机组LCU、公用系统LCU、110kV开关站LCU、坝面LCU共六套。现地LCU单元采用能达公司LDS-500型现地控制单元，其PLC由西门子S7315-2DP型CPU和开关量输入/输出模块、模拟量输入模块、机架扩展模块和通讯模块构成。以太网通讯模块为CP343-1，模块负责上位机和LCU的以太网通讯；机组LCU的温度巡检装置通讯模块为CP340，负责温度巡检装置和PLC通讯。PLC中各模块之间以模块背板后面的总线连接器进行连接；一体化触控屏能显示LCU的各种画面，实时显示模拟量输入输出值、开关量当前位置，可通过触控屏监视各种数据信息，可发出各种操作控制命令。机组LCU还包括机组交流采样装置、温度巡检装置、自动/手动准同期装置、机组单独的水力机械保护装置（由S7-200PLC构成）。现地LCU通过硬接点方式和励磁系统和调速系统通讯，确保与主要自动化设备通讯的绝对可靠性，避免了协议类通讯方式所带来的不稳定性，通讯环节也更为简化,故障环节减少很多。与机组交流采样装置、温度巡检装置的通讯进行了协议转换。将Mdbus协议通过Anybus转换为Profibus协议。这种通讯方式问题很多，故障点也多，给设备正常可靠运行带来很大难度。与机组操作有关的开关量信号、模拟量信号进入相应机组LCU；与机组操作联系不太紧密的公共信息，根据自身特点有选择的进入公用LCU。油压装置、中低压气系统、技术供水系统进入公用LCU，只监测实时数据，不做控制。远动系统由上行部分构成，由微机监控系统通讯工作站将调度所需遥测量、遥信量通过卫星、光纤通道实时传至调度RTU系统，通过MODEM专线方式传输。遥测信息：发电机有功功率、无功功率、主变电流；有功功率、无功功率、线路电流、有功功率、无功功率；110kV母线电压、10kV母线电压。遥信信息：110kV系统开关、刀闸位置状态、发电机出口开关位置状态、主变10kV侧手车位置状态。

4计算机监控系统的可行性分析与存在问题和解决方案

电站运行至今已届7年，总体来说比较稳定，基本能满足“无人值守、少人值班”运行模式。已达到当初设计使用目的。实现了现场设备的实时监视和控制，实现了“遥测”、“遥信”功能（设计无“遥调”要求）。完美体现出了计算机监控系统“安全性、经济性、实用性、可靠性、易扩展、操作方便，劳动强度小”的优点。虽然监控系统的优点无处不在，但其缺点也足够的鲜明。各环节通讯的可靠性是一大问题：监控系统严重依赖于可靠的通讯，一旦通讯中断，系统就像一个瞎子，什么都不知道，设备的“可控”和“在控”更是无从谈起。一个是通讯系统本身程序会出错，另一个是设备本身处于高温的工作环境容易损坏。要解决这个问题一个是要搞好空调和通风；另一个就是要考虑通讯系统的双通道运行，始终使通讯有一个备用通道，这显得犹其重要。自动化元件。它可分为开关量元件和模拟量元件。自动化元件是一切数据来源的基础，所有的操作和控制都依赖于对这些数据的分析，一旦自动化元件故障，就会导致设备误动作、不可控、不可测、甚至引发事故、可能带来重大经济损失和社会影响。在设备选型时一定要加以重视，不能在这个问题了节约。我们与国外在自动化元件的生产技术上还存在不小的差距，一些重要的自动化元件仍以进口元件为主。在生产实际中，重要的设备控制仍选择双控，就是模拟量的自动化元件与开关量的自动化元件同时参与设备控制，一个量主控另一个量辅控。这样就提高了设备的可靠性和安全性。软件系统。软件系统主要问题在调试，系统运行一段时间总是会出错或者死机。这是一项技术含量较高的工作，一旦出现问题多需软件开发者提供技术支持，方可解决问题。选择成熟可靠的系统就显得尤其重要。现地控制单元LCU。如果说上位机是水电站的大脑，那么LCU足可算水电站的心脏。它肩负着水电站某一单元的综合监控，能对该单元所属设备进行全面的监视和控制，其重要性不言而喻。所以在现在的生产实践中，大中型的机组多采用双PLC全冗余运行方式。这样虽然增加了投入，但设备可靠性提升了一大截。

5结论

随着计算机监控技术的飞速进步，大量高精密度、高可靠性的自动化元件的研发生产，计算机监控技术已经全面的进入工业系统，已经从传统的重要行业普及到各个行业。其优良的可靠性、安全性、经济性、易扩展性在如今的社会体现得淋漓尽致。此技术的大量推广，不但大大提高了生产力，也必将使劳动者从繁重的生产活动中解放出来。