曹艷明，高 峰，李繼業(yè)

(雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都 610051)

0 引言

水電站由于其地域的特殊性，大多建設(shè)在交通不便、人煙稀少的偏遠(yuǎn)山區(qū)，距離城市較遠(yuǎn)。為保障水電站電力安全生產(chǎn)及設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行值班人員需進(jìn)行24 h倒班監(jiān)視，檢修維護(hù)人員隨時(shí)待命以消除故障，造成了大量的人力、物力資源浪費(fèi)。而流域電站集控中心大多建設(shè)在城市，對所接入的各個(gè)電站進(jìn)行集中調(diào)度和控制管理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等信息技術(shù)的不斷發(fā)展和企業(yè)以人為本管理理念的進(jìn)一步深入，水電站的運(yùn)維管理模式也發(fā)生著較大的改變，尤其是流域梯級水電站正由傳統(tǒng)的“電站全監(jiān)全控、集控重點(diǎn)監(jiān)控”向“集控全監(jiān)全控、電站無人值班(少人值守)”轉(zhuǎn)變。新的運(yùn)維管理模式實(shí)質(zhì)上是將水電站中央控制室延伸至流域集控中心，電站運(yùn)行人員在集控中心即可完成對本電站設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控并協(xié)調(diào)現(xiàn)場值守人員開展相關(guān)工作。新的運(yùn)維管理模式對集控中心提出了全監(jiān)全控、安全可靠、遠(yuǎn)程現(xiàn)地?zé)o差異化等新的需求。水電站操作員站的延伸建設(shè)就是一大進(jìn)步。

1 傳統(tǒng)集控模式簡介

1.1 傳統(tǒng)集控模式如圖1所示。流域梯級水電站與集控中心通過公用協(xié)議方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。各電站的電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)采用全采全送的方式上送集控中心，并接收集控中心下發(fā)的遙調(diào)、遙控指令；集控中心通過通信網(wǎng)關(guān)機(jī)直接和各電站LCU之間通信，不需要通過站控層主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)；集控中心的下行命令直接調(diào)用流域各電站側(cè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)流程，實(shí)現(xiàn)對廠站側(cè)設(shè)備的控制。

圖1 傳統(tǒng)集控模式示意圖

1.2 傳統(tǒng)集控模式存在以下難題

(1) 系統(tǒng)異構(gòu)造成同步有一定難度。集控中心監(jiān)控系統(tǒng)和電站監(jiān)控系統(tǒng)是兩套定位及功能設(shè)計(jì)不一樣的異構(gòu)系統(tǒng)，兩者在畫面及事件等方面很難完全保持一致，尤其是動(dòng)態(tài)一致性方面。當(dāng)電站與集控中心監(jiān)控系統(tǒng)為不同廠家品牌時(shí)，要實(shí)時(shí)保持兩者在畫面及事件等方面的一致性將更加面臨一系列技術(shù)難題，需要大量的人力物力投入。

(2) 分工界面有重疊、不清晰，集控中心與電站運(yùn)行人員分屬兩個(gè)系統(tǒng)，但是要協(xié)同完成在線監(jiān)控、應(yīng)急、分析等各項(xiàng)工作。分工界面有重疊，易出現(xiàn)責(zé)任劃分不清、工作相互推諉的情況，不利于設(shè)備健康管理。

2 操作員站延伸模式實(shí)現(xiàn)

2.1 操作員站延伸模式實(shí)現(xiàn)示意圖如圖2所示。該模式在傳統(tǒng)集控模式的基礎(chǔ)上，將電站監(jiān)控系統(tǒng)的操作員站向集控中心延伸。即在電站側(cè)增加兩臺(tái)縱向加密裝置，集控中心增加對應(yīng)的縱向加密裝置和兩臺(tái)操作員站并部署電站側(cè)操作員站的全部功能，并以數(shù)據(jù)組播方式直接從電站核心交換機(jī)中收發(fā)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)集控中心延伸側(cè)與電站側(cè)調(diào)控側(cè)的畫面、事件、報(bào)警信息及時(shí)標(biāo)等完全一致。

圖2 操作員站延伸模式示意圖

2.2 操作員站延伸模式的實(shí)現(xiàn)，不僅與原先的遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)構(gòu)成了互為備用的雙系統(tǒng)，也將集控中心與電站運(yùn)行人員的職責(zé)劃分更加明確、清晰。提高了電站遠(yuǎn)程值班的安全性、可靠性，降低了運(yùn)行管理難度，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了“遠(yuǎn)程集控、無人值班(少人值守)”的運(yùn)行模式。該模式讓水電站職工也可以在城市工作生活，大大增加了水電站運(yùn)行員工的歸屬感和幸福感，也進(jìn)一步體現(xiàn)了企業(yè)以人為本的管理理念。

3 操作員站延伸后的試驗(yàn)項(xiàng)目及重點(diǎn)注意事項(xiàng)

3.1 試驗(yàn)項(xiàng)目

3.1.1 聯(lián)網(wǎng)靜態(tài)調(diào)試

電站側(cè)搭建一臺(tái)臨時(shí)主機(jī)并將該臨時(shí)主機(jī)從電廠監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)中獨(dú)立出來，通過遠(yuǎn)程通信通道與集控側(cè)兩臺(tái)新增操作員站聯(lián)網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)須檢測系統(tǒng)主要功能是否運(yùn)行正常，包括：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)調(diào)試。配置兩側(cè)縱向加密裝置，確保新增操作員站與臨時(shí)主機(jī)通信正常。系統(tǒng)功能調(diào)試。檢查新增操作員站主機(jī)狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、語音功能、一覽表、報(bào)表、歷史曲線等功能是否滿足要求。上行信號調(diào)試。在臨時(shí)主機(jī)上模擬開關(guān)量、SOE量、模擬量的變化，在新增操作員站上觀察簡報(bào)、畫面、光字、測點(diǎn)索引功能是否正確，同時(shí)核對數(shù)據(jù)刷新是否正常、準(zhǔn)確。下行控制信號調(diào)試。在新增操作員站上進(jìn)行下行控制令的操作測試，核對簡報(bào)以及測試控制令能否正常下發(fā)到臨時(shí)主機(jī)。

3.1.2 聯(lián)網(wǎng)通信性能檢查

聯(lián)網(wǎng)靜態(tài)試驗(yàn)通過后，按照設(shè)計(jì)要求將延伸操作員站接入廠內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)，檢測在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)情況下的系統(tǒng)性能和功能，包括：延伸操作員站與廠內(nèi)操作員站畫面完整性、一致性檢查，以及數(shù)據(jù)刷新檢查；單個(gè)/批量事件和報(bào)警列表一致性檢查；電廠主機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)視延伸操作員站的功能檢查；延伸操作員站硬件性能、軟件功能檢查；通信網(wǎng)絡(luò)流量檢查；通信通道單故障測試。

3.1.3 系統(tǒng)功能性測試

聯(lián)網(wǎng)通信性能檢查通過后，測試電廠主機(jī)遠(yuǎn)程控制管理延伸操作員站的功能是否與廠內(nèi)操作員站一致，以及新增操作員站的功能是否完整，包括：測試修改用戶組態(tài)、用戶權(quán)限組態(tài)功能。測試進(jìn)程監(jiān)視、自啟動(dòng)配置、啟停以及服務(wù)器啟停等功能。測試一覽表查詢、保存以及報(bào)表查詢、歷史曲線等歷史庫功能。測試報(bào)表打印、畫面打印、一覽表打印、簡報(bào)打印等打印功能。測試語音報(bào)警、對時(shí)等其他輔助功能。

3.1.4 上行信號變位測試

系統(tǒng)功能性測試通過后，在電站側(cè)每個(gè)PLC的模擬量、溫度量、開關(guān)量、SOE量、脈沖量等每種信號中隨機(jī)選取10個(gè)信號，進(jìn)行手動(dòng)模擬測值變化和品質(zhì)變化的操作，檢查延伸操作員站的對應(yīng)信號刷新是否正常，并測定刷新延時(shí)。檢查的功能包括：測點(diǎn)索引監(jiān)視界面功能；簡報(bào)監(jiān)視界面功能，并檢查簡報(bào)多窗口報(bào)警的一致性；畫面監(jiān)視功能。

3.1.5 下發(fā)控制令測試

上行信號變位測試通過后，在電廠的控制信號中隨機(jī)選取不影響電站機(jī)組、GIS等主設(shè)備正常運(yùn)行的信號進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，檢查延伸操作員站下發(fā)控制令是否正常，并測定下發(fā)延時(shí)，測試的控制令信號包括：通過畫面設(shè)定機(jī)組負(fù)荷增減操作，分別通過設(shè)定值和微增、微減的方式調(diào)節(jié)；通過畫面按鈕微增、微減的方式調(diào)節(jié)機(jī)組無功功率；通過畫面按鈕下發(fā)模出量切換設(shè)備的運(yùn)行方式。

3.2 重點(diǎn)注意事項(xiàng)

3.2.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)前對相關(guān)試驗(yàn)人員進(jìn)行方案講解，使其熟悉整個(gè)試驗(yàn)方案。集控中心至電廠通信通道已開通并完成通道性能測試。集控中心側(cè)延伸操作員站及配套設(shè)備軟硬件安裝部署已完成。電站側(cè)縱向加密裝置和網(wǎng)線已安裝部署到位。相關(guān)試驗(yàn)人員保持通信暢通，原則上通過座機(jī)進(jìn)行聯(lián)系。試驗(yàn)過程中發(fā)生異常應(yīng)立即暫停試驗(yàn)，待原因查清后方可繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2.2 試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)分析

通信網(wǎng)絡(luò)可能中斷；操作延時(shí)可能過長；系統(tǒng)誤發(fā)控制命令；人員誤動(dòng)；監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)流量過載；通信網(wǎng)絡(luò)IP地址沖突；黑客入侵等網(wǎng)絡(luò)不完全事件。

3.2.3 試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)控制措施

在通信通道網(wǎng)管設(shè)備上實(shí)時(shí)監(jiān)視通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，發(fā)生通信網(wǎng)絡(luò)中斷、操作延時(shí)過長等網(wǎng)絡(luò)異常情況時(shí)及時(shí)優(yōu)化通信通道配置。試驗(yàn)設(shè)備接入電站監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)前，做好延伸操作員站系統(tǒng)重啟工作，清理延伸操作員站系統(tǒng)內(nèi)存，防止系統(tǒng)誤發(fā)控制命令等設(shè)備異常情況發(fā)生。試驗(yàn)過程中做好操作監(jiān)視、操作權(quán)限控制以及系統(tǒng)操作口令管控，防止人員誤動(dòng)等人為事故發(fā)生。試驗(yàn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行工作票等工作制度，試驗(yàn)人員嚴(yán)格進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目，做好試驗(yàn)過程記錄，無關(guān)人員不得進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域，防止人員誤動(dòng)事故發(fā)生。監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)對延伸操作員站接入端口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量管控設(shè)置，防止內(nèi)網(wǎng)流量過載發(fā)生。通信網(wǎng)絡(luò)上對延伸操作員站接入端口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)IP地址綁定設(shè)置，防止IP地址沖突發(fā)生。試驗(yàn)前，確認(rèn)通信通道上縱向加密認(rèn)證裝置的安全策略的符合性和完整性，確認(rèn)延伸操作員站加固軟件或防病毒軟件完整安裝并啟用，防止發(fā)生網(wǎng)絡(luò)不安全事件。試驗(yàn)過程中，出現(xiàn)不可控異常情況時(shí)，拔掉電站側(cè)延伸操作員站網(wǎng)絡(luò)端口連接，斷開延伸操作員站及延伸通信通道與電站監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)的物理連接，防止不可控異常情況擴(kuò)大。試驗(yàn)項(xiàng)目嚴(yán)格按照計(jì)劃流程進(jìn)行，不得漏項(xiàng)，并逐項(xiàng)進(jìn)行核對，做好試驗(yàn)測試記錄。

4 結(jié)論

水電站操作員站延伸至集控中心使得“遠(yuǎn)程集控、無人值班(少人值守)”運(yùn)行管理模式得以真正意義上的實(shí)現(xiàn)，并且實(shí)現(xiàn)了“梯級監(jiān)控+電站操作員站延伸”的雙系統(tǒng)功能，大幅提升了集控中心的遠(yuǎn)端監(jiān)控能力，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全、可靠性和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)降低了運(yùn)行管理難度及一線生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了一線生產(chǎn)人員的幸福感。隨著水電站值班方式改革和發(fā)展，必將有越來越多的水電站發(fā)展遠(yuǎn)程集控技術(shù)和實(shí)行無人值班模式，希望本文能給同行一些啟發(fā)與借鑒。