胥冠军

(华能澜沧江水电集控中心，云南昆明650214)

0 引言

随着电力体制改革的不断深化和流域梯级水电站生产特性的客观需要，流域梯级电站群的集中统一控制和生产经营成为流域水电生产运行管理的发展方向,水电厂自动化科学技术、现代计算机控制及相关的网络通信技术迅速发展，通过安全可靠的通信专用网络对流域梯级电站实现远方集中控制提供了强有力的技术保障。

1 华能澜沧江水电集控中心概况

华能澜沧江水电集控中心(以下简称集控中心)是结合国内外水电行业技术和管理的发展趋势，根据澜沧江流域开发的实际情况以及华能澜沧江水电有限公司(以下简称澜沧江公司)的发展目标，由澜沧江公司在云南昆明成立的生产运行单位。根据《中国南方电网电力调度管理规程》(Q/CSG21003-2008)规定:“集控中心(包括流域电厂集控中心、变电站集控中心)等属于发电厂或变电站的异地值班单位，仍属调度系统的一部分，未经调度机构同意不得自行操作、控制调度管辖范围的任何设备。”因此集控中心根据澜沧江公司确定的职能，在调度机构的许可下，统一负责澜沧江公司所管理各电站的生产运行监视、远程集中控制与操作、水库优化运行管理等工作。澜沧江公司所属各电站按照“无人值班”的技术标准进行设计和建设，并按照“无人值班、少人值守”的要求组织电力生产。

集控中心先期考察了国内外流域梯级集控的建设运行情况，并委托法国EDF公司从规划设计、建设到生产运行等各个阶段开展咨询工作，借鉴EDF公司先进的流域梯级管理和运行经验，指导集控中心的建设运行，同时通过参观、培训、学习,提高了集控人员的专业水平,开拓了工作视野及思路。

2007年6月21 日零时，集控中心正式投入试运行，负责对漫湾电厂6台机组的远程集控。

2 集控中心计算机监控系统简介

2.1 集控中心计算机监控系统结构

集控中心监控系统采用双网络星型局域网，采用全开放、分布式系统结构，硬件配置为容错设计，不会因任何一台计算机发生故障而引起系统误操作或降低系统性能，如SCADA服务器、历史数据库服务器、电站通信服务器、交换机、GPS主机等均采用双机配置。

《电力二次系统安全防护规定》(电监会2005五号令)规定:电力二次系统安全防护工作应当坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则。集控中心计算机监控系统划为安全I区，即生产控制大区中的控制区，属集控中心安全级别最高的系统。监控系统通过防火墙分别与位于Ⅱ区的大屏幕显示系统、综合数据平台相连，与电站计算机监控系统通过纵向认证加密设备相连(见图1)。

图1 集控中心监控系统与其他系统连接示意图

纵向认证加密装置之间支持基于数字证书的认证，对传输的数据通过数据签名与加密进行数据真实性、机密性、完整性保护；数据加密算法采用国家有关部门指定的电力专用加密算法。

在与梯级各电站通信的接入交换机上配置1套基于网络的入侵监测系统NIDS。NIDS的主要功能是依照一定的安全策略，对网络、系统的运行状况进行监视，尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。

冗余GPS系统中配有2台GPS主机及1台冗余切换装置、1套信号扩展装置。2台GPS主机分别接受卫星信号通过切换装置将信号传送至信号扩展装置中。扩展装置与集控中心电站通信服务器间通过RS232串口进行通信，通信服务器接收到GPS对时信文后通过网络通信对网络上所有上位机系统的设备进行对时，以此保证整个上位机系统的时钟统一。

集控中心与澜沧江公司所管理各电厂的通信通道由云南电网公司和云南省电信有限公司的专用光纤通道组成(见图2)。其中云南电网公司的通道为主用通道，云南省电信公司的通道为备用通道，通道切换工作由计算机监控系统软件自动完成。为增加通道的可靠性，目前正积极规划卫星通道的组网方式。

图2 集控中心计算机监控系统与电厂计算机监控系统通道连接示意图

集控中心监控系统与电厂采用IEC104规约进行通信，监控系统通过104协议接口向综合数据平台提供监控数据，综合数据平台通过104协议接口向水调系统发布数据；综合数据平台通过WEBService读取水调数据，然后以104协议接口转发至监控系统。

集控中心监控系统数据库采用网络型全分布数据库，所有数据共享都通过透明的网络通信来实现。数据库包括实时数据库、计算数据库、图形数据库、报表数据库、历史数据库、统计数据库、汉字库、图形符号库等，这些数据库构成监控系统数据资源中心。数据库的结构定义包括梯级监控和管理所需要的全部数据项；支持快速存取和实时处理；提供数据库引擎技术和用户二次开发所需的接口软件，支持数据库建立及在线/离线修改；支持点增加(包括点数量与点类型)，综合运算增加和高级编程。

2.2 集控中心计算机监控系统功能

集控中心计算机监控系统画面包括各类菜单画面、电站电气主接线图、机组开停机流程图、AGC/AVC监视图、PQ开环闭环调节图、功率曲线图、通道监视图、非电量监视图等。

集控中心计算机监控系统在接受电网调度机构命令下，实现对流域梯级电站的集中监控功能。集控中心向各电站计算机监控上位机系统发送远程监视和控制指令，并且通过电站上位机系统作用到各LCU，对各被控电站机电设备主要运行参数进行检测和处理，如机组的有功功率、无功功率、电流、电压，线路的有功功率、无功功率、电流，各级母线电压、频率等；对各被控电站开关量的采集和事件顺序记录，诸如机组的运行状态，各断路器和隔离开关的位置，主要保护和自动装置的动作信号，各种越限信号，溢洪闸门的开启位置等；对各被控电站的遥控和遥调，如机组的工况转换，主要断路器和隔离开关的操作，遥调的项目如各被控电厂或机组的有功功率和无功功率给定值等。

集控中心计算机监控系统根据电网调度的命令、水情等条件和电厂的实际情况，按照经济和安全准则，制定各被控水电厂的运行计划，实现梯级电站的自动经济运行，按电力系统调度自动化的要求，将各被控水电厂的主要信号和参数送至上级调度。

根据澜沧江流域实际情况对监控系统的控制权按“现地优先和唯一性”的原则进行设置，由高到低依次为:电厂层、流域集控层、电网调度层。高级权限具有闭锁低级权限的切换功能，电厂侧可以对电厂、集控中心、电力调度机构三种控制方式进行切换，集控中心可以对流域集控、电网调度二种控制方式进行切换。

3 集控中心计算机监控系统运行维护经验及存在问题

3.1 集控中心计算机监控系统运行维护经验

(1)集控中心运行监控画面中严格按照“分层分级”显示原则，即:第一级主监视界面，包括为集控值班员对流域电站总体监视；第二级各电站级，包括漫湾、景洪、瑞丽江等各电站完成的监视、操作画面；第三级为单元操作控制级，即在每个电站下对单个控制操作的显示界面。

后续接入电站的第二级、第三级控制依照漫湾电厂现有监控画面设计，原则上集控侧显示内容与电站侧显示内容保持一致，具体集控监控画面要求在接入集控过程中由集控中心逐步细化。

(2)简报窗口优化，不同工作站可设置显示不同厂站简报信息，也可同一工作站分别显示不同电站简报信息。光字显示窗口优化，满足不同厂站光字信息分类优化工作。

(3)针对集控中心监控系统简报窗口中部分报警信息混乱，不便于分类查询问题，根据运行使用要求，对集控中心侧信号重新分类(按照操作、自诊断、故障、事故、状变等类型)检查，对信号的越限值设置、0/1变位报警、是否提示语音等特征定义情况进行检查梳理。

(4)为降低信号的误报率，提高信号测量及报警的准确性，协调电厂对信号进行了统一的清理工作。如剔除无效或有故障的测点，选择可用的替代测点；对于多源信号为避免测量结果偏差，在电厂侧整合后上送集控中心；对于同类设备的同类信号统一定义；对部分模拟量信号由于抖动、干扰等因素导致的频繁越限/复限现象，采取信号延时过滤或其他手段进行处理，避免信号反复报警。

(5)在集控中心监控组人员的共同努力下，通过监控系统脚本程序实现了机组溜负荷、甩负荷的检测，机组蠕动信号、机组有功功率、无功功率的越限报警，上送集控信号数据刷新检测等功能。

(6)随着接入集控中心电站的逐渐增加，如何更有效地实现多站的集控运行是一个复杂的课题，集控中心正积极探讨多厂站监控运行方式，如目前对景洪和漫湾采用两厂站AGC/AVC缩略图、两厂站主接线图、两厂站运行监视图等画面监视方式。

(7)积极探索集控中心防误闭锁功能，对接入集控的各厂站从主画面风格等方面予以区别，从画面操作、控制流程、后台程序等方面加入防误闭锁功能，实现文字提示与语音提示的结合，以避免运行人员“走错间隔”。

(8)集控中心与景洪电厂IEC104通信程序屡次出现异常退出现象，检查程序出错的core文件，经检查分析，问题出在一处数据类型强制转换过程中。该操作在Linux操作系统平台上不出错，但在Solaris10操作系统平台上则可能出错，更换新版本程序，规范该处数据类型的强制转换处理后运行正常。

3.2 集控中心计算机监控系统存在问题及建议

(1)集控中心在今后的工作中需进一步加强与电厂的沟通协调，尤其是及时掌握电厂的检修情况，目前电厂在检修过程中更换设备、调整测点信号往往无人负责通知集控中心进行相应的修改，为保持集控侧与电厂侧的信号一致，往往由集控中心监控人员主动要求电厂提供，但必须是在了解其检修安排的前提下。

(2)设备特殊工况下的信号屏蔽处理，如机组处于检修状态时，通过监控软件可屏蔽其误发信号在光字牌上的显示，但简报窗中显示的误发信息目前尚无法从技术层面解决，已提请厂家在新版本中解决。

(3)监控系统数据库在每次修改完进行编译及同步时对所有数据库进行编译，随着接入集控电厂的增多，编译时间及同步时间将会大大增加，已建议厂家在开发新版本时改进数据库，修改某电厂数据时仅编译及同步该电厂的数据库。

(4)通过监控系统的数据库编辑软件进行数据库修改时存在修改无效的情况(如语音报警选择)，经分析发现仅能对硬盘中存储的非实时数据库进行修改，虽然重启备用通信服务器(重启通信机按先备后主的顺序进行)时会将硬盘中数据库重新调用至内存，但由于主机会自动将实时运行的数据库参数(未修改)同步到备用服务器，备用机内的参数依然是修改前的参数。同时监控系统还具备由内存向硬盘反写参数的功能，即将内存中运行的重要参数定时写入硬盘，因此人工修改的内容往往会被实际运行的旧软件修改，导致数据参数修改无效。

(5)各监控系统节点(工作站或主机)上显示的测点数值存在不一致现象。经分析发现各节点显示的部分数据值从主机中调用(如测值、生值等)，部分数据量从本机调用(如限值、光字等)，而在数据库修改过程中，只有主、备机间有同步功能，其他节点(如工作站)在调用主机内存数值时，其内存数据库可能会与主机内数据库不完全一致，因此导致显示差异。

(6)电厂上送集控中心的遥信量通过104规约变位上送，有些信号由动作到复归时间较短，当时间小于104检测周期时，信号会有漏报现象。

(7)监控系统信号传送至其他系统(如综合数据平台)，在通信接口中配置测点时无法区分接口中已有测点的归属电厂，随着接入电厂的增加，为核查某厂站测点是否已配置带来了困难。

(8)原漫湾监控系统中提供的“事件上送”信息，未在监控系统中形成测点，仅依靠文本信息存储，不能实现语音报警，满足不了后续使用要求，因此已要求在监控系统改造中处理。

(9)目前漫湾监控系统改造、瑞丽江电厂监控系统均采用其他厂家系统，如何保障与集控中心的无缝衔接及可靠运行，对集控中心监控系统是一个考验。

4 结束语

集控中心计算机监控系统经过近2年的运行，基本能实时、准确、可靠及有效地完成对各电站所有被控对象的安全监视和控制，为全面提高水能利用效率和流域综合效益，提高电能质量和电站的安全运行水平及澜沧江公司的综合竞争力正发挥着越来越重要的作用。

但随着接入集控电站的增加，对集控中心监控系统的功能及稳定运行提出了新的挑战。集控中心在多库联合调度和多站集控运行方面没有任何经验，在厂网协调、事故分析、综合判断、应急处理等方面与公司的发展要求还有较大差距。