瀾滄江集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)故障報(bào)警信息應(yīng)用及優(yōu)化探索

胥冠軍

（華能瀾滄江水電集控中心，云南 昆明 650214）

0 引言

隨著瀾滄江公司新投電廠的不斷增加，集控中心控制管理的電廠規(guī)模日益擴(kuò)大的同時(shí)，工作的內(nèi)容及責(zé)任也日益增加，如何在有限的人力、資源下有效地進(jìn)行梯級(jí)電站群的集中控制，真正實(shí)現(xiàn)電廠側(cè)的“無(wú)人值班、少人值守”的要求，是瀾滄江公司和瀾滄江集控中心在實(shí)際工作中積極探索所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，但瀾滄江集控中心由于遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，不具備現(xiàn)場(chǎng)的“聲、光、味、震動(dòng)”等直觀的感官判斷，這就需要來(lái)自電廠側(cè)的相關(guān)故障信息來(lái)體現(xiàn)，在出現(xiàn)故障時(shí)能從上送集控的報(bào)警信息中迅速找出相關(guān)的信息，以準(zhǔn)確判斷故障設(shè)備及部位、故障原因、故障類型，及時(shí)作出應(yīng)對(duì)措施并切除或消除故障，確保人身、電網(wǎng)安全及電廠設(shè)備的正常運(yùn)行，但要實(shí)現(xiàn)上述要求就需要監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠、完善的故障信息且能較快進(jìn)行檢索。

1 瀾滄江集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)述

瀾滄江集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)于2007年2月正式投入運(yùn)行，目前已接入漫灣電廠、小灣電廠、景洪電廠、瑞麗江電廠、徐村電廠、石林光伏電廠，其中漫灣電廠、小灣電廠、景洪電廠已正式投入集控運(yùn)行（即值班受令地點(diǎn)由電廠轉(zhuǎn)移到集控中心），集控與電廠通道采用可靠的三通道方式：電網(wǎng)、電信和衛(wèi)星通道，實(shí)現(xiàn)了通道的可靠切換，首選電網(wǎng)通道，電網(wǎng)通道故障切換到電信，電網(wǎng)、電信均故障則啟用衛(wèi)星應(yīng)急通道。集控中心畫(huà)面監(jiān)視采用“分層分級(jí)”原則，運(yùn)行人員日常主要監(jiān)視三廠站（漫灣、小灣、景洪）運(yùn)行監(jiān)視圖、三廠站AGC（AVC）監(jiān)視圖、三廠站主要參數(shù)監(jiān)視圖（電壓、頻率、功率），每工作臺(tái)四屏顯示，一臺(tái)顯示簡(jiǎn)報(bào)信息，其它顯示畫(huà)面，簡(jiǎn)報(bào)信息可以分廠站組合顯示，運(yùn)行每值3人（1值長(zhǎng)2值班員），值長(zhǎng)除統(tǒng)籌全局外還兼顧接收南方電網(wǎng)對(duì)小灣的調(diào)度指令。

華能瀾滄江水電集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是基于集控中心及各電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在可靠通信基礎(chǔ)上，在接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)命令下，實(shí)現(xiàn)對(duì)流域梯級(jí)電站的集中監(jiān)控功能。集控中心向各電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)送遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制指令，并且通過(guò)電站上位機(jī)系統(tǒng)作用到各LCU，對(duì)各被控電站機(jī)電設(shè)備主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和處理，如機(jī)組的有功功率、無(wú)功功率、電流、電壓，線路的有功功率、無(wú)功功率、電流、各級(jí)母線電壓、頻率等；對(duì)各被控電站開(kāi)關(guān)量的采集和事件順序記錄，諸如機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，各斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的位置，主要保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信號(hào)，各種越限信號(hào)，溢洪閘門的開(kāi)啟位置等。對(duì)各被控電站的遙控和遙調(diào)，如機(jī)組的工況轉(zhuǎn)換，主要斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的操作；遙調(diào)的項(xiàng)目如各被控電廠或機(jī)組的有功功率和無(wú)功功率給定值等，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的命令、水情等條件和電廠的實(shí)際情況，按照經(jīng)濟(jì)和安全準(zhǔn)則，制定各被控水電廠的運(yùn)行計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)的自動(dòng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，按電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的要求，將各被控水電廠的主要信號(hào)和參數(shù)送至上級(jí)調(diào)度。

電站上送集控中心信息分為如下幾種：

1）模擬量信息。通過(guò)電廠相應(yīng)傳感器采集后上送集控，在集控側(cè)設(shè)置越復(fù)限定值，作為故障報(bào)警的輔助。

2）開(kāi)關(guān)量信號(hào)。為L(zhǎng)CU直接采集到的硬接點(diǎn)0/1變位信號(hào)上送集控，在集控側(cè)簡(jiǎn)報(bào)窗中入故障一覽表和狀變一覽表。

3）SOE信號(hào)。為L(zhǎng)CU直接采集到的硬接點(diǎn)0/1變位信號(hào)，主要是發(fā)變組保護(hù)送監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)用的綜合事故信號(hào)，以及重要的發(fā)變組事故、報(bào)警信息，開(kāi)關(guān)站重要的線路、母線、斷路器等保護(hù)信號(hào)。SOE信號(hào)可以按照電廠監(jiān)控系統(tǒng)要求自行定義其測(cè)點(diǎn)描述，并按照其測(cè)點(diǎn)變位情況上送其變位信息至集控中心。

4）數(shù)據(jù)通信信號(hào)。為各LCU與保護(hù)裝置通過(guò)串口（如南瑞的SJ30）通信形式采集到的事件信息。為各保護(hù)裝置在事故、報(bào)警狀態(tài)下向監(jiān)控系統(tǒng)提供的事件信息，作為事故情況下對(duì)保護(hù)分析的補(bǔ)充內(nèi)容。數(shù)據(jù)通信信號(hào)為保護(hù)裝置提供的事件信息，電站監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)事件內(nèi)容將其解析為文本信息（非測(cè)點(diǎn)信息），按照裝置內(nèi)的時(shí)標(biāo)、監(jiān)控的定義進(jìn)行顯示。因?yàn)樵擃愋盘?hào)在電站側(cè)為文本格式，上送集控中心的內(nèi)容也只能利用IEC104中的“事件上送”的格式進(jìn)行傳輸，即通過(guò)IEC104傳輸文本文檔。

5）事件上送信號(hào)，是在IEC104報(bào)文中將電廠監(jiān)控系統(tǒng)的文本信息直接發(fā)送給集控監(jiān)控系統(tǒng)，集控監(jiān)控系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)格式解析后顯示、存儲(chǔ)。事件上送信息內(nèi)容：電站側(cè)操作指令、流程啟動(dòng)信息、LCU開(kāi)出量動(dòng)作信息、電廠側(cè)自診斷信息、集控下行（遙調(diào)、遙控）令確認(rèn)信息及數(shù)字通信保護(hù)信息等內(nèi)容。

2 瀾滄江集控中心監(jiān)控系統(tǒng)故障報(bào)警信息優(yōu)化措施

隨著接入電站的逐漸增加，集控中心監(jiān)視的畫(huà)面、功能及側(cè)重點(diǎn)也將進(jìn)行相應(yīng)的改變，但在集控電廠出現(xiàn)事故時(shí)，運(yùn)行人員對(duì)事故的反應(yīng)和處理的要求沒(méi)有降低，這對(duì)運(yùn)行人員是一個(gè)新的挑戰(zhàn)，如中國(guó)南方電網(wǎng)調(diào)度規(guī)程中規(guī)定：“線路跳閘重合閘未動(dòng)作或重合閘動(dòng)作不成功時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)在事故后3 min內(nèi)向總調(diào)值班調(diào)度員匯報(bào)事故發(fā)生的時(shí)間、天氣、跳閘設(shè)備等事故概況。事故后15 min內(nèi)，應(yīng)將一次設(shè)備檢查情況、保護(hù)及安自動(dòng)作情況等內(nèi)容匯報(bào)總調(diào)值班調(diào)度員”。因此如何在如此短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到南方網(wǎng)調(diào)的匯報(bào)制度要求，在實(shí)際工作中諸如此類云南電網(wǎng)、瀾滄江公司和集控中心的要求，就需要計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提供充足的信息和有效的收集整合信息方法，滿足運(yùn)行人員快速查詢、分析、報(bào)告的要求，成為方便、快捷、全面、有效的使用及決策分析工具，為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們做了以下幾方面的工作：

1）加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員關(guān)于電網(wǎng)、公司、集控中心相關(guān)規(guī)章制度、規(guī)程規(guī)范及保護(hù)有關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，使每個(gè)運(yùn)行人員利用監(jiān)控系統(tǒng)提供的基本信號(hào)和電廠匯報(bào)的現(xiàn)場(chǎng)信息，能正確判斷事故性質(zhì)和可能動(dòng)作的保護(hù)，正確整合相關(guān)信息并及時(shí)匯報(bào)調(diào)度。

2）為每個(gè)運(yùn)行值班人員分配了專有的用戶名和密碼，每一項(xiàng)操作均在操作信息后加上操作人，以便于在故障發(fā)生時(shí)可以分析是否由于誤操作引起，同時(shí)也提醒運(yùn)行人員更重視自己的每一步操作可能帶來(lái)的結(jié)果。另外，對(duì)重要設(shè)備的操作如刀閘、斷路器等除設(shè)置語(yǔ)音提示外還增加了操作密碼，每一設(shè)備都擁有唯一的操作密碼，減少了走錯(cuò)間隔、誤操作的可能，降低了人為制造故障或事故的概率。

3）增加了可能導(dǎo)致機(jī)組工況改變的信息，如機(jī)組重要的油、氣、水參數(shù)、溫度參數(shù)等的越復(fù)限報(bào)警，為避免傳感器測(cè)量或外界干擾引起的信號(hào)抖動(dòng)產(chǎn)生越復(fù)限的頻繁報(bào)警，干擾正常監(jiān)視，對(duì)這些越復(fù)限參數(shù)均設(shè)置了死區(qū)，在正常測(cè)量值的基礎(chǔ)上加上死區(qū)范圍，避免了越復(fù)限信息的誤報(bào)，提高故障信息的準(zhǔn)確率。

4）增加了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可以直接感知的信息如機(jī)組震動(dòng)擺動(dòng)等信息的監(jiān)視報(bào)警，增強(qiáng)了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為運(yùn)行人員正常的監(jiān)視操作提供了有利的補(bǔ)充。

5）清理光字燈故障信息，由于光字燈上存在大量長(zhǎng)期無(wú)法消除的故障信號(hào)，干擾了運(yùn)行人員的正常使用，且這些信息經(jīng)與電廠核實(shí)是確實(shí)存在的，原因諸如：元器件損壞、未上電、未接線、調(diào)試遺留問(wèn)題等等，電廠根據(jù)這些存在問(wèn)題的故障點(diǎn)分別進(jìn)行處理，不能處理的在電廠側(cè)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行屏蔽（暫不上送集控或用其它替代信號(hào)），通過(guò)清查處理使光字燈功能恢復(fù)了正常使用。

6）整合事故信號(hào)形成電廠事故綜合點(diǎn)監(jiān)視圖。如小灣電廠事故綜合點(diǎn)監(jiān)視圖上分別布置了6臺(tái)機(jī)組的緊急事故信號(hào)、電氣事故信號(hào)、機(jī)械事故信號(hào)、開(kāi)關(guān)站事故信號(hào)，例在主配拒動(dòng)、導(dǎo)葉在空載以上和機(jī)組115%過(guò)速三個(gè)條件都滿足的情況下啟動(dòng)緊急事故停機(jī)流程，把6臺(tái)機(jī)的這三個(gè)條件做在一起并一一對(duì)應(yīng)，在故障上具有顏色報(bào)警和閃爍功能，運(yùn)行人員一目了然，可以在這幅圖上看到當(dāng)前有哪些信號(hào)報(bào)警，事故停機(jī)或開(kāi)關(guān)站跳閘等由哪些信號(hào)組成。

7）聯(lián)合電廠開(kāi)展事故信號(hào)清查工作。結(jié)合電廠設(shè)備檢修工作，從信號(hào)源開(kāi)始，電站和集控中心按照“信息完整準(zhǔn)確、分類清晰明了、時(shí)標(biāo)精準(zhǔn)統(tǒng)一、傳輸穩(wěn)定可靠、上下信息一致”的要求逐一進(jìn)行核對(duì)，做到了信號(hào)完整、準(zhǔn)確、規(guī)范，確保了集控中心遙信信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)一致，在電廠側(cè)除確?？煽俊R全的單一保護(hù)元件動(dòng)作信息外，對(duì)重復(fù)的保護(hù)信號(hào)合并、分類，并形成可靠的遙信信息上送集控。幾個(gè)電廠都存在保護(hù)信號(hào)綜合信息，不能確定哪套保護(hù)動(dòng)作，如“1號(hào)機(jī)A柜發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置閉鎖報(bào)警”裝置型號(hào)不明確，修改為“1號(hào)發(fā)電機(jī)保護(hù)A套R(shí)CS985G裝置閉鎖報(bào)警”，諸如此類，清理后定義更準(zhǔn)確完整，對(duì)運(yùn)行人員正確理解和判斷事故情況、整合相關(guān)信息提供了有利的幫助。

8）簡(jiǎn)報(bào)窗口實(shí)現(xiàn)故障信息的人工過(guò)濾屏蔽功能，在故障或事故發(fā)生時(shí)往往會(huì)伴隨大量重復(fù)的信號(hào)，就需要對(duì)頻繁報(bào)警的同一信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以免刷屏干擾運(yùn)行人員的正常值班，通過(guò)過(guò)濾屏蔽杜絕了單個(gè)信號(hào)的刷屏現(xiàn)象。

9）對(duì)相關(guān)的故障流程或事故流程、閉鎖功能等的清理。對(duì)電廠側(cè)的啟停機(jī)流程、事故停機(jī)流程等進(jìn)行了認(rèn)真的梳理，對(duì)不合理的事故流程進(jìn)行改善、不合理的閉鎖條件解除，如景洪電廠在防誤閉鎖檢查后取消了開(kāi)關(guān)站斷路器的遠(yuǎn)方無(wú)壓合閘功能，不利于集控中心的遠(yuǎn)程集控，已協(xié)商電廠恢復(fù)該功能。

3 瀾滄江集控中心監(jiān)控系統(tǒng)在故障報(bào)警信息方面需要進(jìn)一步完善的方面

電站上送集控故障信息雖然較以前有一定的改善，但仍有一些需要改進(jìn)的地方，具體如下：

1）事件上送信息和串口通信（SJ-30）信息都是以事件（文本）形式，并不是常規(guī)的測(cè)點(diǎn)形式傳輸信息，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)每一個(gè)信息歸類處理。即一旦定義好信息規(guī)約，就必須接收所有需要或不需要的信息。如既包含保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，也包含復(fù)歸、故障、壓板、狀態(tài)變位等信號(hào)，同時(shí)電站設(shè)備的啟停會(huì)以事件方式向集控發(fā)送大量的流程啟動(dòng)信息、LCU開(kāi)出量動(dòng)作信息等，較大的影響了集控的監(jiān)盤工作。同時(shí)所有的保裝置動(dòng)作信號(hào)均保存在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中（如全廠操作一覽表），不便于分類查詢相關(guān)動(dòng)作信息。

針對(duì)這一問(wèn)題，集控?cái)M采取先對(duì)事件信息進(jìn)行一定的分類清理，然后在電站側(cè)擴(kuò)展硬接點(diǎn)（有條件的電廠實(shí)施）或虛擬測(cè)點(diǎn)的方式通過(guò)104報(bào)文上送集控。

2）集控中心雖然實(shí)現(xiàn)了故障信息的過(guò)濾屏蔽功能，但重復(fù)的語(yǔ)音報(bào)警不能進(jìn)行相應(yīng)的屏蔽，往往在屏蔽了某一信號(hào)后，語(yǔ)音仍在排隊(duì)報(bào)警，嚴(yán)重干擾了運(yùn)行人員的正常值班，這一問(wèn)題目前仍沒(méi)有徹底解決的辦法，只能采取暫時(shí)屏蔽該信號(hào)，事后再進(jìn)行恢復(fù)。

3）光字燈顯示功能完善。目前光字燈分類只有故障和事故兩種，已不適應(yīng)集控值班發(fā)展的需要，擬采取每個(gè)電站按照LCU/全廠分為:機(jī)械故障、電氣故障、機(jī)械事故、電氣事故四類光字燈，每個(gè)光字燈分為故障、正常、新增信號(hào)三種（即紅、綠、黃）顯示方式。同時(shí)改變現(xiàn)有的故障事故光字界面，光字燈可以在任意畫(huà)面中組合顯示。

4）故障信息不具備模糊檢索功能。目前在一覽表中查詢某一故障信息必須先進(jìn)入該信息所在的電廠其次對(duì)應(yīng)的LCU，不能進(jìn)行全廠的模糊檢索，比如機(jī)組115%過(guò)速報(bào)警，則必須確定是幾號(hào)機(jī)，不能進(jìn)行該信號(hào)的其他機(jī)組的橫向?qū)Ρ?。要達(dá)到的目標(biāo)是輸入115%過(guò)速，應(yīng)能檢索出該廠所有發(fā)出該信號(hào)的機(jī)組，這樣就可以大大提高運(yùn)行人員分析、整合故障信息的效率。

5）故障信息上送集控時(shí)存在丟失現(xiàn)象，尤其是在事故時(shí)集中發(fā)出大量故障信息時(shí)，存在主要事故信號(hào)丟失的現(xiàn)象，為事故分析和處理帶來(lái)了不便，同時(shí)簡(jiǎn)報(bào)窗口信息也有丟失現(xiàn)象，影響了運(yùn)行人員的正常值班，已督促?gòu)S家進(jìn)行徹查解決。

6）在機(jī)組檢修時(shí)會(huì)有大量故障信息上送集控，影響運(yùn)行人員的正常值班，在電廠檢修時(shí)暫時(shí)采取LCU斷電或拔網(wǎng)線的方式。也可以在電廠上位機(jī)104通信程序中對(duì)每個(gè)LCU置入檢修態(tài)，但這樣一來(lái)該LCU所有的信號(hào)都將被屏蔽，不利于集控中心了解現(xiàn)場(chǎng)的后期檢修情況，因此這方面一直在考慮適當(dāng)?shù)慕鉀Q方法，既不影響正常值班又可以及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)組試驗(yàn)情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

瀾滄江集控中心通過(guò)對(duì)上送集控故障信號(hào)進(jìn)行清理及對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)功能進(jìn)行優(yōu)化，提高了運(yùn)行人員在事故處理時(shí)的快速反應(yīng)能力，為運(yùn)行人員高效地值班創(chuàng)造了條件，為接入集控電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也提升了瀾滄江集控中心的技術(shù)管理水平，也為后續(xù)電站的接入積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和模板。

瀾滄江集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在三廠站的監(jiān)控方面不斷探索完善，在故障信息應(yīng)用與優(yōu)化方面也取得了一定的成效，然而后續(xù)電站的接入帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，需要我們?cè)诠收闲盘?hào)方面進(jìn)行更深入的研究和探討，以適應(yīng)四站及以上甚或梯級(jí)調(diào)度值班的需要，為充分發(fā)揮集控中心監(jiān)控系統(tǒng)的功能和提高集控中心的自動(dòng)化水平做出更大的努力。