长甸发电厂计算机监控系统实现

长甸发电厂计算机监控系统实现

杨金华

长甸发电厂，辽宁　丹东 118000

摘要：长甸发电厂计算机监控系统采用“无人值班，少人值守”的原则进行设计，按照实现现地控制级、电站控制级、调度级各层级监视和控制的指导思想进行总体设计和配置。下位机采用南京南瑞集团公司SJ-3000型水电厂计算机监控系统，上位机采用Linux操作系统，全分布开放系统结构的NC2000监控系统软件。

关键词：长甸发电厂 计算机监控系统 现地控制单元 主控

引言

长甸发电厂位于辽宁省宽甸县长甸镇境内，距下游太平湾发电厂42km，距宽甸县48km，至下游丹东市距离为82km。长甸发电厂为引水式电站，目前长甸发电厂按一厂两站模式运行，A、B站相距400m。B站为新建电站，任务为在水丰水库处在中、低水位时替代A站两台机组发电运行。B站装有两台100MW机组，B站中控室作为集中控制中心集中控制全厂设备，原长甸发电厂只有A站，装有两台80MW机组。在东北电网中担任调峰、调频和事故备用作用。

设计原则

长甸电厂A站的值守人员能通过计算机监控系统主机兼操作员站，在B站计算机监控系统上位机无法使用的情况下，实施对长甸发电厂全厂设备的监控。计算机监控系统分为调度级、电站控制级和现地控制级。这次长甸发电厂计算机监控系统改造，是结合电厂实际情况，同时满足系统的实时性要求和保证系统具有良好的开放性，采用先进的设备和技术；计算机监控系统重要部件采用冗余设计，双重化配置，建立一个完整的监控系统。

系统结构

长甸发电厂计算机监控系统，采用开放式分层分布结构，全分布数据库。整个系统由主控级计算机和现地控制单元LCU组成。电站计算机监控系统通过广域网络实现与东北网调自动化系统间的通信，A站和B站之间通过1000M双以太网三层交换机直接连接。

主控级计算机按功能分布设置，包括主机兼操作员工作站、厂内通信工作站、工程师工作站，报表工作站等。

现地控制单元LCU按监控对象分布设置，包括机组现地控制单元LCU、公用开关站现地控制单元LCU、进水口闸门现地控制单元LCU。中、低压空压控制柜、检修排水泵控制柜厂房渗漏排水泵现地控制柜、主变消防水泵控制柜，通过SJ-30串行口与公用开关站LCU相连。机组水机保护屏PLC以以太网的方式接入机组LCU交换机。A站中控室内布置了一套紧急操作箱。进水口事故闸门通过闸门两套远控信号光纤传输装置连接。用于事故情况下紧急事故停机的关闭蝶阀及关闭进水口备用手段。

3.1主控级

计算机监控系统建立的上位机监控环境，采用Linux操作系统，全分布开放系统结构的NC2000监控系统软件。

3.1.1 主机兼操作员工作站

A站、B站分别各配置两套，全部采用Dell PowerEdge R420服务器，采用Linux操作系统，NC2000监控系统软件。每台主机兼操作员工作站配置两各27寸高分辨率显示器。主机兼操作员工作站自动采集处理调度、集控中心和现地控制单元的各类实时数据，形成报警记录并发出音响，生成各类运行报表、历史数据记录、趋势曲线、电度量。为运行人员提供操作、监视画面，运行人员通过友好的人机界面，对机组、变电站、厂用系统进行监视和控制。其中A站两台主机兼操作员站互为主备，B站两台主机兼操作员站互为主备，冗余通信通道可以自动或手动切换。

3.1.2 厂内通信工作站

长甸A、B站各有一台厂内通信工作站，设置继保室机柜里。选用Dell PowerEdge R420服务器，采用Linux操作系统，NC2000监控系统软件。主要负责汇总远动信息，并通过调度数据网络和点对点的远动通道传送至调度中心。远动数据不经过监控主机的处理，以保证远动信息的实时性。调度中心对水电站的控制和调节命令亦通过此通道发送至电站计算机监控系统。

3.1.3 远动通信工作站

两台远动通讯机选用Dell PowerEdge R420服务器，采用Linux操作系统，NC2000监控系统软件。通信工作站与东北网调进行远动通信。运动通信工作通过专用以太网交换机，加纵向加密认证装置，通过路由器，进2Mbps的SDH传输设备，接入东北网调。

3.1.4 报表工作站兼语音工作站

在电厂运行中，需要经常针对某一历史数据进行统计，生成报表，方便分析。A站和B站各有一台报表工作站兼语音工作站。选用DELL T7810工作站，采用Windows操作系统，安装了NC2000监控系统软件。报表工作站兼语音工作站可以将操作记录、报警记录、事故记录、开关动作记录、各种电气和非电气量记录，在数据库服务器中进行检索，生成报表。报表工作站连接音箱和打印机，用于实现音响报警功能和报表打印功能。

3.2 现地级

A站和B站各有四套现地控制单元，两台机组现地控制单元，一套开关站公用和一套进水口闸门现地控制单元组成。

A站和B站现地控制级除现地控制单元（LCU）外，还包括5个现地控制柜，分别实施对中压空压机、低压空压机、机组检修排水泵、厂房渗漏排水泵、主变消防给水泵的现地控制，B站比A站多一个主阀控制柜。每个现地控制柜也是智能型和具有可编程能力，由CPU、内存、智能输入/输出接口及相应硬软件组成。

现地控制单元LCU按监控对象分布设置，负责实现其范围内各生产对象的监控，将采集到的数据或事件信息上送站控级，接受站控级发来的控制和调节命令，并将执行结果回送给站控级。

各现地控制单元LCU具备较强的独立运行能力，在脱离站控级设备的状态下能够完成对其监控范围内设备的实时数据采集和处理、设定值的修改、设备工况的调节和转换、事故处理等任务，并带有其监控范围内的完整的数据库，实现全开放的分布式系统的分布式数据库。

微机测速装置采用CM-20微机测速装置，采取机械齿盘测速和电气残压测速。

现地控制单元LCU（以机组为例）

每套机组LCU由可编程序控制器、交流采样模件、触摸屏、准同步装置、电源模块、表计、中间继电器、二次设备附件等组成。LCU完成机组的顺序控制、监视、调节过程输入输出、数据处理和外部通信等功能。带有人机接口，在上位机脱离联系时，能独立工作。

可编程序控制器采用施耐德Unity Quantum系列可编程序控制器，CPU及电源冗余配置，每个CPU配置两个以太网口分别接入本LCU内两台以太网交换机。以太网交换机除了连接LCU柜内的PLC控制器还连接水机保护PLC智能串口通信设备、便携机等。

同步装置包括一套微机自动准同步装置和一套手动准同步装置。微机自动准同步装置作为正常同步并网使用，手动准同步装置用于人工手动同步并网，并设有自动准同步和手动准同步切换开关。

现地控制柜

中压空压机、低压空压机、机组检修排水泵、厂房渗漏排水泵、主变消防给水泵五个现地控制柜的可编程序控制器均采用施耐德可编程序控制器，都自带CPU，具有独立的逻辑控制功能，就地完成逻辑处理，通过串行接口接入开关站公用现地控制单元LCU的SJ30装置。

3.2.3机组水机保护屏

机组水机保护屏可编程序控制器采也用施耐德可编程序控制器，自带CPU，具有独立的逻辑控制功能，机组水机保护屏PLC以以太网的方式接入机组LCU交换机。机组水机保护屏设有“事故停机按钮”和“紧急停机落门”按钮，紧急停机可以在水机保护屏上完成。

结语

新设计的计算机监控系统在长甸电厂的成功应用，使东北网调直调水电厂的自动化工作上跨上了一个新的高度，取得了巨大的进步。根据长甸发电厂实际情况设计的机组LCU，体现智能化和自动化发展方向，提高监控系统的利用率。

作者简介：

杨金华( 1976-)，女，太平湾发电厂