王香玲，盧小芳，梁玉飛，李英杰，張聰穎，閔陳鵬

（1.北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038；2.五強溪電廠，湖南 懷化 419600）

五強溪水電廠始建于1956年，總裝機容量125萬kW（5×250 MW），1994年12月第一臺機組發(fā)電，計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用美國蘭吉爾SCADA系統(tǒng)。隨著設(shè)備停產(chǎn)與老化，監(jiān)控系統(tǒng)故障頻發(fā)，2006年10月，五強溪水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行第一次升級改造，改造后計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科水電科技開發(fā)有限公司自主研發(fā)先進(jìn)成熟的H9000 V3.0系統(tǒng)，截至2019年底，系統(tǒng)已穩(wěn)定運行13年。近年來，因智能化步伐的加快與推進(jìn)，五強溪電廠進(jìn)入第二次計算機監(jiān)控系統(tǒng)升級改造，升級改造后計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科水電科技開發(fā)有限公司新一代iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)，本次升級改造項目還包括五強溪水電廠正在建設(shè)的擴機工程機組（2×250 MW）和擴機公用系統(tǒng)的接入。擴機工程未設(shè)置獨立的廠站層系統(tǒng)，其監(jiān)視控制直接由升級改造后的iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)完成，擴機工程出線五張線等設(shè)備直接接入五強溪水電廠老廠開關(guān)站。

1 監(jiān)控系統(tǒng)升級改造目標(biāo)

首先確定整套計算機監(jiān)控系統(tǒng)升級改造計劃，根據(jù)電廠生產(chǎn)運營與調(diào)度許可確定實施工期和完成節(jié)點。2020年11月26日，iP9000智能一體化平臺伴隨4號機組檢修工期的結(jié)束，與4號機組升級改造同步投運。iP9000智能一體化平臺與老監(jiān)控H9000 V3.0系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，成功將升級改造后的4號機組設(shè)備信息上送至湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)兩上級調(diào)度。升級改造后的4號機組亦成功接入五凌集控，實現(xiàn)了五凌集控對五強溪電廠的遙測、遙信、遙調(diào)、遙控四遙功能。安全Ⅱ區(qū)的投運實現(xiàn)了與機組在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，接收4號機組振動擺度數(shù)據(jù)并上送五凌集控，確保了五凌集控對機組在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。

2020年12月至2021年10月期間，相繼完成1號機組、3號機組、5號機組、公用系統(tǒng)、2號機組的升級改造目標(biāo)。2021年10月，iP9000智能一體化平臺安全Ⅱ區(qū)與電廠水情水調(diào)系統(tǒng)、五防系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)互通。

2 開關(guān)站LCU升級改造設(shè)計方案

開關(guān)站LCU升級改造有三種設(shè)計方案，分別是分階段實施、新開關(guān)站LCU一次上線、與擴機工程同步接入。其優(yōu)缺點比較如下。

2.1 分階段實施

（1）老監(jiān)控上位機設(shè)備停產(chǎn)老化

優(yōu)點：直接接入新監(jiān)控系統(tǒng)，老監(jiān)控上位機退役。

（2）運行維護(hù)

優(yōu)點：僅維護(hù)新系統(tǒng)，工作量減半。

（3）全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

優(yōu)點：僅僅影響開關(guān)站新LCU升級改造周期。但其它LCU升級后更換下來的舊模塊，為老開關(guān)站LCU設(shè)備持續(xù)運行提供了充足保障。

（4）申請停電次數(shù)

優(yōu)點：僅1次，擴機接入時。

（5）安全性

缺點：第一階段：不停電調(diào)試，必須做好安全防護(hù)。第二階段：停電施工，安全性強。

（6）遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

優(yōu)點：僅監(jiān)控新系統(tǒng)，運維工作量減半。

（7）遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

優(yōu)點：完整上送全廠數(shù)據(jù)。

（8）AGC試驗

優(yōu)點：第一階段：5套機組AGC投運。第二階段：7套機組AGC投運。

（9）AVC試驗

優(yōu)點：第一階段：5套機組AVC投運。第二階段：7套機組AVC投運。

（10）全廠經(jīng)濟效益

優(yōu)點：停電僅1次，經(jīng)濟效益不受影響。

2.2 新LCU一次性上線

（1）老監(jiān)控上位機設(shè)備停產(chǎn)老化

優(yōu)點：直接接入新監(jiān)控系統(tǒng)，老監(jiān)控上位機退役。

（2）運行維護(hù)

優(yōu)點：僅維護(hù)新系統(tǒng)，工作量減半。

（3）全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

優(yōu)點：不影響全廠監(jiān)控系統(tǒng)升級改造周期。

（4）申請停電次數(shù)

缺點：2次。

（5）安全性

優(yōu)點：停電施工，安全性強。

（6）遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

優(yōu)點：僅監(jiān)控新系統(tǒng)，運維工作量減半。

（7）遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

優(yōu)點：完整上送老廠數(shù)據(jù)。

（8）AGC試驗

優(yōu)點：第一階段：5套機組AGC投運。第二階段：7套機組AGC投運。

（9）AVC試驗

優(yōu)點：第一階段：5套機組AVC投運。第二階段：7套機組AVC投運。

（10）全廠經(jīng)濟效益

缺點：停電2次，經(jīng)濟效益受影響。

2.3 與擴機工程同步接入

（1）老監(jiān)控上位機設(shè)備停產(chǎn)老化

缺點：擴機工程2023年底接入，老監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備恐怕無法支撐。

（2）運行維護(hù)

缺點：新老監(jiān)控系統(tǒng)并存，運行維護(hù)工作量大。

（3）全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

缺點：延長了全長監(jiān)控系統(tǒng)升級改造周期。

（4）申請停電次數(shù)

優(yōu)點：僅1次。

（5）安全性

優(yōu)點：停電施工，安全性強。

（6）遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

缺點：新老監(jiān)控系統(tǒng)，增加運行維護(hù)工作量。

（7）遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

缺點：老廠上送調(diào)度數(shù)據(jù)不完整。

（8）AGC試驗

缺點：全廠高級應(yīng)用AGC功能無法投運。

（9）AVC試驗

缺點：全廠高級應(yīng)用AVC功能無法投運。

（10）全廠經(jīng)濟效益

優(yōu)點：停電僅1次，經(jīng)濟效益不受影響。

3 開關(guān)站LCU升級改造實現(xiàn)原則

2021年10月，隨著2號機組升級改造完成，五強溪水電廠開關(guān)站LCU升級改造設(shè)計方案經(jīng)多方會審，并依據(jù)上述優(yōu)缺點對比，同時鑒于擴機工程計劃2023年底投產(chǎn)的目標(biāo)，開關(guān)站LCU升級改造采用分階段實施的設(shè)計方案。第一階段，老開關(guān)站LCU在原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持不變的情況下接入iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)，第二階段，根據(jù)五強溪水電廠現(xiàn)場實際運行情況進(jìn)行新開關(guān)站LCU的拆裝，第三階段，擴機工程五張線設(shè)備接入。

開關(guān)站LCU改造涉及全廠機組的發(fā)電運行，計劃安排及改造過程應(yīng)慎之又慎，必須周密部署，嚴(yán)格把關(guān)。老開關(guān)站接入施工改造期間，盡可能不影響機組運行，調(diào)試時間盡可能短，遵循設(shè)備接入時無誤操作及無信號動作，調(diào)試LCU控制權(quán)切至“遠(yuǎn)方”，非調(diào)試LCU控制權(quán)切至“現(xiàn)地”，避免設(shè)備誤動。

4 開關(guān)站LCU升級改造實施步驟

4.1 第一階段-老開關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺

（1）老開關(guān)站LCU畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)增加老開關(guān)站LCU相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫。

（2）通信出廠調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與老開關(guān)站LCU通信出廠調(diào)試。

（3）現(xiàn)場通信離線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地老開關(guān)站LCU通信離線調(diào)試。

（4）與集控通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

（5）現(xiàn)場通信在線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地老開關(guān)站LCU通信在線調(diào)試。

（6）與集控通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控動態(tài)調(diào)試。

（7）與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

（8）與調(diào)度通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動態(tài)調(diào)試。

4.2 第二階段-新開關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺

（1）新開關(guān)站LCU盤柜

新開關(guān)站LCU盤柜加工、配線。

（2）數(shù)據(jù)庫對象設(shè)計

新開關(guān)站LCU數(shù)據(jù)庫對象分類設(shè)計審核。

（3）程序設(shè)計

新開關(guān)站LCU程序設(shè)計。

（4）新開關(guān)站LCU畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)增加新開關(guān)站LCU相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)庫、閉鎖庫。

（5）出廠聯(lián)調(diào)

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與新開關(guān)站LCU通信出廠調(diào)試。

（6）出廠驗收發(fā)貨

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與新開關(guān)站LCU通信出廠驗收及發(fā)貨。.

（7）新盤柜安裝

拆除舊盤柜、安裝新盤柜。

（8）現(xiàn)場通信離線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地新開關(guān)站LCU通信離線調(diào)試。

（9）與集控通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

（10）現(xiàn)場通信在線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地新開關(guān)站LCU通信在線調(diào)試。

（11）與集控通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控動態(tài)調(diào)試。

（12）與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

（13）與調(diào)度通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動態(tài)調(diào)試。

（14）高級應(yīng)用

全廠高級應(yīng)用AGC、AVC廠控、調(diào)度開環(huán)、閉環(huán)調(diào)試（5套機組試驗）。

4.3 第三階段-擴機工程五張線設(shè)備接入iP9000智能一體化平臺

（1）數(shù)據(jù)庫對象設(shè)計

擴機工程五張線數(shù)據(jù)庫對象分類設(shè)計審核。

（2）程序設(shè)計

新開關(guān)站LCU擴機工程五張線程序設(shè)計。

（3）五張線路

擴機工程五張線設(shè)備接入新開關(guān)站LCU。

（4）現(xiàn)場通信離線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地開關(guān)站LCU擴機工程五張線設(shè)備通信離線調(diào)試。

（5）與集控通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

（6）現(xiàn)場通信在線調(diào)試

廠站層與現(xiàn)地開關(guān)站LCU擴機工程五張線設(shè)備通信在線調(diào)試。

（7）與集控通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與五凌集控動態(tài)調(diào)試。

（8）與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

（9）與調(diào)度通信動態(tài)調(diào)試

iP9000智能一體化平臺系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動態(tài)調(diào)試。

（10）高級應(yīng)用

全廠高級應(yīng)用AGC、AVC廠控、調(diào)度開環(huán)、閉環(huán)調(diào)試（7套機組試驗）。

5 結(jié)語

五強溪水電廠開關(guān)站LCU根據(jù)以上設(shè)計方案、實現(xiàn)原則和實施步驟，已順利完成開關(guān)站LCU升級改造的第一階段工作，即老開關(guān)站LCU（H9000 V3.0系統(tǒng)）直接接入iP9000智能一體化平臺。第二階段新開關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺工作正在實施。2023年年底即開展第三階段擴機工程五張線設(shè)備接入iP9000智能一體化平臺。經(jīng)過將近一年的驗證，五強溪開關(guān)站LCU升級改造分段實施方案行之有效，特別是電廠運行維護(hù)人員不再同時監(jiān)控維護(hù)兩套系統(tǒng)，不僅減少了人力物力，也為電廠的安全穩(wěn)定運行提供強有力的保障，降低了經(jīng)濟與社會成本。五強溪水電廠開關(guān)站LCU升級改造設(shè)計方案的成功實現(xiàn)，為未來其它電站開關(guān)站的升級改造提供了寶貴經(jīng)驗與借鑒。