陳青青

(中電(福建)電力開(kāi)發(fā)有限公司，福建 南平 353000)

沙溪口電廠裝設(shè)4臺(tái)單機(jī)容量75 MW的軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量300 MW，是福建電網(wǎng)的骨干電站之一，擔(dān)負(fù)系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)，水輪機(jī)型號(hào)為ZZF01-LH-80.n=75 r/min，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF75-80/13000。沙溪口電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)于2007年投運(yùn)，采用基于南瑞的NC2000平臺(tái)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用分層分布式控制結(jié)構(gòu)，設(shè)置電站級(jí)主控單元和現(xiàn)地控制單元，現(xiàn)地控制單元為施耐德67160系列PLC，配置以太網(wǎng)接口，外加觸摸屏、通信管理設(shè)備，供電設(shè)備等。

1 監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前監(jiān)控系統(tǒng)部分設(shè)備出現(xiàn)老化，系統(tǒng)可靠性下降，運(yùn)行速度變慢，易損件難于采購(gòu)，軟件無(wú)法升級(jí)，現(xiàn)地LCU觸摸屏的版本不統(tǒng)一，日常維護(hù)使用工程機(jī)重啟困難、需引導(dǎo)盤，作為省調(diào)備調(diào)運(yùn)動(dòng)通訊COM2進(jìn)程不穩(wěn)定。電站現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)未劃分涉網(wǎng)控制區(qū)和非涉網(wǎng)控制區(qū)不滿足《福建電網(wǎng)電廠(用戶)涉網(wǎng)電力監(jiān)控系統(tǒng)安全分區(qū)及邊界防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)方案》。220 kV開(kāi)關(guān)站和110 kV開(kāi)關(guān)站設(shè)備采用一套LCU進(jìn)行監(jiān)控，不滿足《國(guó)網(wǎng)福建電力調(diào)控中心關(guān)于涉網(wǎng)保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備選型管理要求的通知》。

2 監(jiān)控系統(tǒng)改造原則

1)為了減少監(jiān)控改造對(duì)電廠效益的影響，保證設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的安全，以“統(tǒng)籌規(guī)劃，分布實(shí)施”為原則[1]。

2)沙溪口電站LCU較多，短時(shí)間不可能將所有的LCU及上位機(jī)全部更換，先改站控層，再逐步進(jìn)行LCU的改造。

3)除監(jiān)控系統(tǒng)本身外，外圍接口還有多個(gè)其他廠家系統(tǒng)，包括調(diào)度通信系統(tǒng)、集控接口系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外關(guān)聯(lián)點(diǎn)繁多、節(jié)點(diǎn)部署復(fù)雜，是全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造過(guò)程中的特點(diǎn)和難點(diǎn)。鑒于這些特征，整個(gè)改造方案應(yīng)遵循安全第一、功能完整、改動(dòng)最小的原則來(lái)進(jìn)行。

3 監(jiān)控系統(tǒng)改造調(diào)試

基于待改造的LCU較多，短時(shí)間不可能將所有的LCU全部更換，機(jī)組LCU改造安排在機(jī)組大修期間，開(kāi)關(guān)站結(jié)合送出線路檢修進(jìn)行，以達(dá)到新老監(jiān)控系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡，因此需要通過(guò)建立過(guò)渡方案，將舊系統(tǒng)LCU依次送至新系統(tǒng)上位機(jī)測(cè)試，測(cè)試完成后一次性接入新系統(tǒng)上位機(jī)，最終更換上位機(jī)系統(tǒng)[2]。該方案的特點(diǎn)是，需要新、舊系統(tǒng)完全獨(dú)立，調(diào)度通訊可不中斷。

建立如下思路為：搭建新系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)備，將新系統(tǒng)上位機(jī)作為測(cè)試平臺(tái)。向調(diào)度申請(qǐng)1號(hào)機(jī)組停機(jī)，將1號(hào)機(jī)組LCU從舊系統(tǒng)退出，接入新系統(tǒng)上位機(jī)測(cè)試平臺(tái)。此時(shí)1號(hào)機(jī)組與新系統(tǒng)上位機(jī)平臺(tái)單獨(dú)組成獨(dú)立系統(tǒng)。新、舊監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。因1號(hào)機(jī)組此時(shí)申請(qǐng)停機(jī)，1號(hào)機(jī)組與調(diào)度、集控通訊中斷，但不影響其他LCU與調(diào)度、集控通訊。備份好1號(hào)機(jī)組LCU的PLC程序，修改舊PLC對(duì)接上位機(jī)接口程序，測(cè)試新PLC程序與新上位機(jī)系統(tǒng)上下行通訊。核對(duì)測(cè)點(diǎn)，包括DI、SOE、AI、TI和DO等測(cè)點(diǎn)。新上位機(jī)流程靜態(tài)測(cè)試，因PLC流程未做修改，主要驗(yàn)證流程接口及報(bào)警信息，驗(yàn)證順控流程是否滿足現(xiàn)場(chǎng)要求等。新上位機(jī)機(jī)組流程動(dòng)態(tài)測(cè)試包括事故停機(jī)流程試驗(yàn)測(cè)試、同期流程試驗(yàn)測(cè)試、機(jī)組PID動(dòng)態(tài)測(cè)試等。在完成1號(hào)機(jī)組所有試驗(yàn)后，備份好新的PLC程序，將原系統(tǒng)的PLC程序下載到1號(hào)機(jī)組LCU，從而將1號(hào)機(jī)組恢復(fù)接入老系統(tǒng)。其他LCU依次按照1號(hào)機(jī)組的操作流程操作，直至所有的LCU全部試驗(yàn)結(jié)束，測(cè)試階段方案如圖1，對(duì)接階段方案如圖2。

4 監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)更換

4.1 上位機(jī)更換原則

根據(jù)國(guó)網(wǎng)福建電力調(diào)控中心要求，更換原則是在更換過(guò)程中確保至少有一路與省調(diào)數(shù)據(jù)傳輸正常。在更換過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止更換，恢復(fù)原監(jiān)控

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試階段圖

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接階段圖

系統(tǒng)上位機(jī)，待查明原因后方可繼續(xù)進(jìn)行[3]。

4.2 新系統(tǒng)上位機(jī)接入調(diào)度中心

1)新上位機(jī)主機(jī)MAIN1、MAIN2及通訊機(jī)COM1、COM2等上電運(yùn)行正常。

2)聯(lián)系省調(diào)將遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)切省調(diào)接入網(wǎng)，準(zhǔn)備移植地調(diào)接入網(wǎng)并核對(duì)地調(diào)接入網(wǎng)遙測(cè)遙信量。查遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)COM1在主用，將舊系統(tǒng)222網(wǎng)段退出運(yùn)行，各LCU退出舊系統(tǒng)222網(wǎng)段，并退出舊通訊機(jī)COM2。檢查上送省調(diào)數(shù)據(jù)正常。

3)將新系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)COM2接入地調(diào)，并檢查鏈接正常。

4)將各LCU依次接入新系統(tǒng)222網(wǎng)段，檢查遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)上送情況，主調(diào)與備調(diào)數(shù)據(jù)一致。

5)聯(lián)系調(diào)度將主調(diào)切至新系統(tǒng)COM2運(yùn)行，檢查遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)上送正常。

6)將各LCU退出舊系統(tǒng)200網(wǎng)段，接入新監(jiān)控系統(tǒng)200網(wǎng)段。

7)匯報(bào)省調(diào)。地調(diào)接入網(wǎng)設(shè)備移植正常，數(shù)據(jù)正常，可將遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)切至地調(diào)接入網(wǎng)運(yùn)行，準(zhǔn)備進(jìn)行省調(diào)接入網(wǎng)設(shè)備移植，舊監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)COM1退出，新監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)COM1接入省調(diào)運(yùn)行調(diào)試。

8)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)切至地調(diào)接入網(wǎng)后，檢查數(shù)據(jù)上送正常，無(wú)通道中斷告警。新監(jiān)控通訊機(jī)COM2接收省調(diào)下發(fā)AVC值正常。

9)將新監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)COM1接入省調(diào)，并核對(duì)COM1正常。

10)斷開(kāi)新監(jiān)控系統(tǒng)COM2地調(diào)接入網(wǎng)網(wǎng)線，查COM2網(wǎng)絡(luò)告警正常，且無(wú)全廠104通訊中斷告警，接收調(diào)AGC、AVC指令正常省調(diào)數(shù)據(jù)自動(dòng)切至省調(diào)接入網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸正常。測(cè)試后恢復(fù)COM2地調(diào)接入網(wǎng)網(wǎng)線，查COM2地調(diào)接入網(wǎng)通訊恢復(fù)正常，告警自動(dòng)復(fù)歸正常。

11)斷開(kāi)新監(jiān)控系統(tǒng)COM1調(diào)接入網(wǎng)網(wǎng)線，查COM1網(wǎng)絡(luò)告警正常，且無(wú)全廠104通訊中斷告警，接收調(diào)AGC/AVC指令正常，測(cè)試后恢復(fù)COM1機(jī)省調(diào)接入網(wǎng)網(wǎng)線，查COM1調(diào)接入網(wǎng)通訊恢復(fù)正常，告警自動(dòng)復(fù)歸正常。查省調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)自動(dòng)切到地調(diào)接入網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)正常，上位機(jī)接收AGC/AVC值正常。

12)觀察新上位機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定2 h，查新監(jiān)控系統(tǒng)接收省調(diào)AGC/AVC指令正常，退出舊監(jiān)控系統(tǒng)站控層設(shè)備。

在新上位機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，實(shí)施新上位機(jī)系統(tǒng)AGC/AVC測(cè)試工作。

5 監(jiān)控系統(tǒng)新上位機(jī)平臺(tái)

改造后新監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)平臺(tái)為南瑞研發(fā)的IMC操作平臺(tái)如圖3所示，與舊的NC2000平臺(tái)相比增加分區(qū)組態(tài)、分區(qū)節(jié)點(diǎn)監(jiān)視，利于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程運(yùn)行情況監(jiān)盤。減少了上位機(jī)順控流程的編寫，通過(guò)開(kāi)出到現(xiàn)地機(jī)組LCU的可編程控制器調(diào)用相應(yīng)的順控流程。報(bào)表系統(tǒng)形式多樣化兼容Excel格式支持離線查詢，智能化報(bào)警處理不同級(jí)別的光字可定義不同顏色，人機(jī)界面更加友好在不重啟操作系統(tǒng)條件下實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠重載和進(jìn)程啟停。

改造后新監(jiān)控系統(tǒng)的主交換機(jī)同時(shí)支持網(wǎng)口及光口的通訊接口，上位機(jī)主設(shè)備通過(guò)網(wǎng)口接入現(xiàn)地機(jī)組LCU通過(guò)光口接入，抗電磁干擾、保證通訊質(zhì)量[4]。

6 結(jié) 語(yǔ)

選擇此方案的優(yōu)點(diǎn)是，退出老系統(tǒng)，新系統(tǒng)上位機(jī)一步就位全面投入運(yùn)行，運(yùn)行人員只需監(jiān)視一套系統(tǒng)，過(guò)渡期間對(duì)外接口數(shù)據(jù)完備，AVC/AGC可投入運(yùn)行。缺點(diǎn)是未改造LCU無(wú)法直接接入新系統(tǒng)，需采用新舊交換機(jī)并機(jī)形式接入新系統(tǒng)，過(guò)渡期間對(duì)外接口和AGC功能需同步調(diào)試到位，工作量技術(shù)要求高[5]。

對(duì)于監(jiān)控改造選取的實(shí)施方案，各個(gè)電廠應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況并結(jié)合現(xiàn)有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)存在的問(wèn)題與不足，以及水電站未來(lái)的發(fā)展基本要求，采用適合的改造方案，能有效提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，為電廠控制管理及后續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。