水口发电集团福州集控中心监控系统应用与改进

吴星榕余永龙

福建水口发电集团有限公司

摘要：本文对水口发电集团福州集控中心监控系统的功能、网络结构分布、特点、安全性等进行简要介绍,同时结合集控中心运行方式、操作、维护等方面，详细论述了对集控中心监控系统各项功能在安全性、功能性、实用性等方面进行优化和提升，为其它集控中心建设提供借鉴。

关键词：集控中心；监控系统；安全性；功能优化

1概述

福建水口发电集团有限公司成立于2010年07月，现有总装机容量186.6万kW，下辖水口、街面、水东、雍口、嵩滩埔五座水电站。其中水口水电站位于闽江干流中段，装机容量140万kW；嵩滩埔水电站装机容量3.6万kW，位于水口电站厂区，与水口电站共用水库；街面、水东、雍口水电站位于水口电站库区支流尤溪县境内，三个电站形成串连梯级水库群，总装机容量43万kW。目前各水电站计算机监控系统均独立运行。

为了全面系统地符合电网运行特点，实现各电站发电优化控制和运行方式，远程集中联合优化调控是最佳途径，对所辖电站实现集中调控。以下对于集控中心监控系统的配置、安全性及针针对自身特点所做的性能优化进行介绍。

2集控中心监控系统

2.1监控系统的功能

集控中心监控系统具有对电站各系统进行数据采集与处理、安全运行监视、运行调度、操作控制和管理等功能，同时负责接收上级调度系统下达的各项指令，向其他系统传送所需的数据，以便对所有电站进行有效的经济调度运行管理。

2.2监控系统结构

监控系统采用双网络、双机冗余、通道冗余等多种冗余方式。其中应用程序服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、通信网关机、交换机等核心设备均采用双机冗余配置，采用软件进程实现双机自动切换，每个操作员站均可对接入的电站进行远程监控[1]。监控系统网络采用星型结构的交换式以太网，全开放的分布式接口，局域网通信规约TCP/IP，集控中心与各水电站的通信采用IEC60870-5-104规约。软件采用南瑞公司NC2000V3.0监控系统。

3结合水口集控实际进行优化改进

3.1操作安全性的加固

为了防止操作人员误操作，在操作画面上引入操作设备只有单一的操作入口，其余画面只对该设备进行相关操作画面的链接。系统软件方面优化后的操作流程具备操作对象选择、双机、双人确认操作功能，针对操作人和监护人进行双重身份及操作权限认证，操作人员可选择操作员站将操作流程传递给监护人，对操作设备也需进行设备编号、操作密码的认证，相关信息无误后控制令才能发送成功。同时各操作环节在后台均有记录，以备查询。

3.2合理规划集控通讯机配置方案

在集控通讯机分配接入电站的规划中，未采用原设计方案，按电站所属流域分配的原则（水口、嵩滩埔为一单元；街面、水东、雍口为一单元），而是按5个电站监控系统的不同，将电站监控系统（水口、水东、雍口电站）为南瑞系统配置在一套通讯机上，将电站监控系统（街面、嵩滩埔电站）为水科系统配置在一套通讯机上，满足不同系统通讯的配置需求及运行安全稳定性，便于后台数据处理和后期维护。

3.3监控系统信号光字功能优化

由于各电站的大量报警信息如果不经过滤就提交给集控中心运行人员，集控中心运行人员是无法及时准确进行分析判断从而做出正确处理的，因此由集控中心根据既定策略进行智能化处理。

3.3.1报警信号分类筛选

各电站上送的报警信号采集方式主要分为硬接点、软报文形式，主设备一般伴随这两种形式采集；从报警等级上对事件类信号进行分类筛选处理，事件类信号分为3级。这两者结合由此筛选出相关的信息进行有效报警，按照与其相关联的优先级别，提供声光电的实时智能报警通知。

3.3.2光字界面优化

原有系统光字界面采用一个光字界面光字牌区域只能显示一个厂站的当前报警信息。由于实际运行过程中，各个间隔均有报警信号长期占用，对于新出现的告警信号无法起到提示作用，需要运行人员频繁切换不同厂站间隔光字画面进行监视。为此需对原系统光字界面进行优化，新增加一个总光字监视界面，在光字牌区域采用按各电站和集控中心为间隔进行列分类，各列显示各间隔的当前报警信息，这样运行人员可在同一光字界面下监视所有间隔的当前报警信息。

3.3.3报警监视画面优化

为避免运行人员查看详细报警信息而频繁切换相关画面，集控中心以主设备为单位引入了间隔图，图中包含该间隔的一次模拟图、主要遥测数据以及该间隔内的所有事故和告警信号信息。当设备发生事件时，集控运行人员在告警信息及相关设备发出动画效果提示后点击该设备切换至相应的间隔图，在该设备间隔图中查看具体的告警信号，对该设备的相关数据进行分析判断做出正确处理，必要时还可对设备进行遥控操作，缩短事故处理时间。

3.4视频联动功能中操作类信号优化

监控系统在对操作类信号处理过程中，没有选择常规的开关变位信号做为触发信号，而是针对一个设备的操作建立一个虚拟联动操作信号，并将此信号的发送植入到操作界面中，操作人员只需按照正常操作流程，信号就可预先自动发送至视频系统，操作人员此时可通过视频图像查看现场设备后再发出操作指令。整个联动过程视频联动信号优先于设备操作指令发出，操作人员在设备操作前就可观察到现场设备的情况，无需人工干预增加操作人员的工作量，满足对设备操作全过程监控的需求。

3.5信号处理功能改进

由于各电站存在检修、试验等运行方式，各类信号也存在误动情况，报警信号长期频繁占用光字，集控中心语音系统伴随频繁告警，严重影响了运行人员对正常告警信号的判断和监控工作。为解决该问题，在监控系统中增加对各电站上送信号进行处理功能改进。

3.5.1间隔屏蔽

根据运行方式不同（检修、试验），对检修设备间隔的相关维护信号进行屏蔽处理，包括历史记录、画面告警等方面，运行人员可通过操作相关压板实现该功能。

3.5.2单个信号屏蔽

当信号误动时，运行人员可对该信号进行告警屏蔽（光字、语音），由于运行人员管理属于交接班制，因此运行人员可直观简单的查看被屏蔽的信号。

3.5.3信号防抖处理

实际运行过程中，部分信号变位时存在短时抖动情况，系统可对该类型信号进行单位时间内防抖处理，单位时间可进行自由选择。

4结束语

目前，水口发电集团福州集控中心监控系统已正式投入运行，对所有电站进行有效的监视、控制、调度及管理，监控系统运行安全可靠稳定，人机界面良好，维护安全方便，系统功能实用性强，由此各电站均已实现“无人值班，少人值守”的运行方式，监控系统的投运也为全流域的安全、经济、高效运行提供有力保证，同时为其他集控中心建设与实现提供宝贵的借鉴经验。

参考文献

[1]王刚,杨永洪,庞争争,窦海妮,梯级水电站流域集控中心监控系统安全性分析,贵州电力技术,2015.19(3).

作者简介

吴星榕，高级工程师，长期从事水电站自动化检修工作。

余永龙，高级工程师，长期从事水电站自动化检修工作。