小金川集控中心计算机监控系统设计与实现

罗 蕾

(四川省清源工程咨询有限公司，成都，610072)

计算机应用

小金川集控中心计算机监控系统设计与实现

罗 蕾

(四川省清源工程咨询有限公司，成都，610072)

集控中心计算机监控系统的设计，应结合流域电站地理位置分布、通道建设、电站层监控系统设备配置等，确定合理的系统网络结构及集控层设备配置，从而确保系统安全稳定运行。

集控中心 计算机监控系统 设计 梯级电站 小金川流域

1 工程概况

小金川集控中心位于四川省阿坝州小金县春堂坝电站生活基地，所辖电站有木坡电站45MW(3×15MW)、杨家湾电站60MW(3×20MW)、春堂坝电站54MW(3×18MW)、美卧电站56MW(规划阶段)和三叉电站84MW(3×28MW可研阶段推荐)，总装机容量为299MW。集控中心作为小金川流域各电站电力集控的重要生产基地，具备接受上级电网调度部门调度命令和要求的资格，并向下级各电站计算机监控系统发送远程监控命令，通过对所辖电站的安全监视和控制，实现遥控、遥调、遥测、遥信及区域联合优化调度。

2 计算机监控系统设计原则

为发挥小金川集控中心的功能定位和作用，其计算机监控系统设计应满足以下要求：

(1)系统应具备梯级电站集控功能，负责对流域内各电站主要机电设备进行控制，并对所有机电设备的运行情况进行全面监视；

(2)系统应接受四川电网调度中心的调度命令和要求，并向四川省调、备调及阿坝地调传送各电站运行参数和信息数据；

(3)系统应高度可靠、冗余，其本身的局部故障不影响现场设备的正常运行，系统的MTBF、MTTR及各项可利用率、实时性指标均应满足《水电厂计算机监控系统基本技术条件(DL/T578)》规定的要求；

(4)系统应为全分布、全开放系统。分布式数据库及软件采用模块化、结构化设计，使系统便于增加功能和扩大规模，并能自诊断；

(5)集控中心与电站侧计算机监控系统设计原则应一致，系统硬件配置及设备选型应符合当今计算机网络技术迅猛发展的特点，采用向上兼容的计算机体系结构，保证系统的兼容性和先进性；

(6)计算机监控系统应严格执行发改委14号令《电力监控系统安全防护规定》等二次安全防护的要求。

3 计算机监控系统网络结构

3.1 计算机监控系统主干网

主干网是指连接流域内各电站计算机监控系统和集控中心计算机监控系统的网络。为满足计算机监控数据实时传输要求，结合光纤通信技术的发展和使用成本的降低，小金川流域计算机监控系统主干网考虑采用光纤网络。

3.1.1 通道建设

小金川流域各电站送出光缆已建和筹建情况见图1所示，具体内容包括：

(1)沿杨家湾～小金变电站220kV线路已架设两根OPGW光缆，每根光缆芯数为24芯，形成杨家湾～小金变电站的24芯双OPGW光纤通道；

(2)沿木坡～杨家湾220kV线路已架设两根OPGW光缆，每根光缆芯数为24芯，形成木坡～杨家湾电站的24芯双OPGW光纤通道；

(3)沿春堂坝～小金变电站220kV输电线路已架设2根OPGW光缆，每根光缆芯数为24芯，形成春堂坝～小金变电站的24芯双OPGW光纤通道；

(4)沿美卧～木坡新建的220kV输电线路规划分别架设2根OPGW光缆，每根光缆芯数为24芯，形成美卧～木坡电站的24芯双OPGW光纤通道；

(5)沿三叉电站～春堂坝新建的220kV输电线路，规划分别架设2根OPGW光缆，每根光缆芯数为24芯，形成三叉～春堂坝电站的24芯双OPGW光纤通道；

(6)春堂坝～集控中心段：第一回沿春堂坝～集控中心10kV线路已架设1根24芯OPPC光缆，第二回沿公网杆路已架设1根24芯普通架空光缆，形成春堂坝电站～小金川集控中心的双光纤通道。

图1 小金川流域光缆建设示意

3.1.2 主干网网络结构

小金川集控中心的计算机监控系统采用全开放式分层分布系统，集控中心与各电站计算机监控系统采用扩大厂站模式，简化站级计算机，各电站LCU直接受控于集控中心计算机监控系统，仅保留各站至省调的通信服务器和一套当地操作员兼历史数据服务器。根据上述光缆敷设情况，流域内各站点之间均敷设有冗余光纤，为保证计算机监控数据实时传输，小金川流域计算机监控系统主干网采用纤芯单独组网方式。系统由6个通信节点组成(1个集控中心和5个梯级电站)，利用每个通信节点间不同光缆各2芯组成2个完整的光纤环网，组网结构见图2。

主干网各通信节点设置1#、2#两台主干网交换机，电站侧主干网交换机分别与LCU、通信服务器等相连，集控侧主干网交换机分别与集控层主机、操作员站、历史数据库服务器等上位机相连，各电站与集控中心的主干网交换机通过光口完成1#和2#两个光纤环网通道的连接，两个光纤交换网采用100M/1000M的交换式以太网。

3.2 集控中心计算机监控系统局域网

是指集控中心层的内部网络，主要包括上位机和网络设备。局域网是整个系统运行的基础，要求网络高度安全可靠、数据吞吐能力强、带宽合理，能保证整个系统的实时通信和信息交换。

图2 小金川流域计算机监控系统主干网组网

小金川集控中心计算机监控系统局域网采用全开放的分布式结构，由网络上分布的各节点计算机组成，各节点计算机采用局域网(LAN)连接。局域网按IEEE802.3z设计，星型结构，通信规约基于TCP/IP，网络介质为光纤，介质访问控制方式为带有碰撞检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)，传输速率1000Mbps。小金川流域集控中心计算机监控系统网络结构见图3所示。

图3 小金川集控中心计算机监控系统网络结构

4 硬件配置

小金川集控中心计算机监控系统采用的是国电南京自动化股份有限公司开发的SD8000系列计算机监控系统。主要硬件设备如系统服务器、历史服务器、通信服务器、主干网交换机等均采用冗余配置，独立双电源供电，保证系统稳定运行。

表1 集控中心计算机监控系统硬件配置

5 系统主要功能

5.1 数据采集和处理功能

系统接收电网调度部门下达的发电计划及各种命令信息，采集各电站LCU上送的数据，更新实时数据库，并对采集到的各种数据进行有效性、合理性分析，禁止系统使用无效数据。数据采集和处理功能主要由系统服务器和历史服务器完成。

5.2 运行监视和事件报警功能

系统具备状态变化监视功能，所有开关量的状态改变都应显示、记录，并根据需要选择打印。系统能接受各LCU的越限报警信号，如模拟量越/复限、梯度越限、事件顺序记录和监控系统自诊断故障等各种信息。当发生紧急事件时，如机组事故停机、保护装置动作等，应自动推出相应画面和事故处理指导。

5.3 数据通信功能

系统具备完善的数据通信功能，做到整个系统资源共享、运行高效、实时，系统通信规约基于TCP/IP协议。数据通信功能由通信服务器完成。

5.4 语音报警及ON-CALL功能

系统具备通过语音电话与外界交换信息的功能。当发生事故/故障或其它需报警的信号时，语音电话设备按照报警等级和对应的电话号码自动拨号，以语音方式向有关人员报警，并发送手机短信息。有关人员可通过不同的语音报警或短信息，知道事故/故障的发生时间、地点和故障情况，以便及时处理。各级领导和技术人员还可通过拨入电话随时了解当前设备的运行状况。

5.5 系统自诊断和自恢复功能

系统具备自诊断能力，在线运行时应对系统内的硬件、软件进行自诊断，并指出故障部位的模件。自诊断内容包括计算机内存自检、硬件及其接口自检等，当诊断出故障时，应自动发出信号，启动自恢复功能。对于冗余设备，应能自动切换到备用设备。

6 结语

集控中心计算机监控系统的设计应以安全可靠和实时性为前提，同时具有先进性和可扩充性。小金川集控中心计算机监控系统的设计遵循了流域内各电站实现“无人值班”(少人值守)的设计原则，按照“统一规划、分步实施”的建设思路进行设计。在设计过程中，总结吸收了已投运项目的成功经验，借鉴了国内外的先进技术，确保了系统建设的安全可靠和稳定运行。小金川集控中心的投运对流域梯级电站实施联合集中监控、优化调度和经济运行将产生非常显著的经济效益和社会效益。

〔1〕鲁 铭.澜沧江水电远程集控自动化系统[J].水电站机电技术，2009，32(6)：63-65.

〔2〕吴 迪，何霏霏，单鹏珠.调峰调频发电公司集控中心计算机监控系统的设计与实现[J].水电厂自动化，2015，36(1)：1-4.

罗 蕾(1982-)，女，成都人，工程师，主要从事水利水电通信工程设计及集控中心综合自动化设计。

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2095-1809(2017)01-0080-04