简要信息

    【获奖类型】应用二等奖
    【任务来源】横向合同
    【课题编号】中水自-41、中水自-42、中水自-67
    【课题起止时间】2000年3月～2006年12月
    【完成单位】中水科技
    【主要完成人】李建辉、王桂平、刘晓鹏、袁  宏、刘晓波、迟海龙、张  煦

    立项背景

    龙羊峡电站原计算机监控系统投运于93年。由于该系统设计及研制的年代较早，系统结构及设备选型比较落后。97年9月龙羊峡电厂决定正式将常规控制台退出，采用计算机监控系统控制方式，但该系统仍存在设备老化严重、备品备件困难、系统网络设备冗余度低等许多不足之处。随着计算机监控系统的发展，硬件的性能在不断提高，而价格在不断下降，系统的成熟性、可维护性、友善性及可扩充性等不断增强。改造方案所推荐的设备是H9000系统的最新标准配置，已在多个大型水电厂得到应用，如安康、东风、新安江等。这些系统的实施，已为龙羊峡水电厂现地系统的升级改造奠定了良好的基础。

    研究内容

    针对老系统存在的问题，在96年系统上位机改造的基础上，重点进行现地控制单元和网络的升级改进。龙羊峡电站现地控制层由LCU组成，按单元分布，全厂共设 7 套LCU，四台发电机变压器组各设一个LCU，开关站、厂用电及全厂公用设备各设一个LCU。

    现地控制单元采用当时应用广泛的施耐德公司的Quantum系列可编程控制器及Contec一体化工控机工程，使全厂设备一致，应用成熟，互换性好，性能指标较高，可带电拔插。Quantum PLC构成完整的数据采集与控制系统，具有完整的采集和机组顺序控制功能。Quantum PLC同时完成温度信号的采集和温度保护功能。

    CONTEC M430一体化工控机，配置包括10.4 TFT一体化液晶显示器，内置式功能键盘及游标，Windows NT 操作系统，汉化人机界面。该系列工控机由于后续质量难以保证，部分更换成美国倍弗工控机。

    网络部分更换或增加少量网络硬件设备，采用Cisco网络设备，形成100MB的双网结构，使监控系统的可靠性和实时性提高一个数量级。美国Cisco公司是目前国际上最大的网络设备制造商，网络设备性价比好，产品系列全，在国内水电站应用较多，如新安江、东风等。

    创新点

    （1）在系统的各个部分采用双回路冗余电源供电方式，特别是现地控制单元部分环节采用了双路电源自动切换回路，保证系统电源的可靠工作，大大提高了监控系统的可靠性。
    （2）根据大机组对控制系统控制可靠性的要求，机组和开关站现地控制单元采用了可编程控制器双CPU热备冗余方式，双远程IO总线，保证控制系统的可靠。
    （3）采用多参数增强AGC/AVC应用软件，充分考虑从网调通道安全校和、命令下发数值合理性检查、时间有效性检查、LCU状态监视、关键数据通道安全监视、关键数据数值合理性分析等安全策略，保证AGC/AVC安全可靠运行。AGC/AVC基于等量负荷分配模型，可以有效减少机组负荷调整幅度，有利于提高机组安全性。
    （4）On-Call功能子系统的实现使生产管理人员通过传呼短信的方式随时掌握电厂设备的运行状况，可进一步扩展通过手机短信方式发布电站运行信息。
    （5）应用软件的安全及可靠性措施，采用了数据库冗余、备份技术，完善的软件防错纠错功能，数据采集具有有效性、合理性判断和相关量检测等防错措施；通讯具有CRC校验、多重冗余通讯和通道检测功能，防止错误信息进入数据库；完善的命令分析和出错处理功能，每一功能和操作都提供检查和校核，防止不合理或非法的命令输入，命令有误时能自动闭锁并产生报警；系统具有自动重新启动的功能。

    应用前景及社会经济效益

    （1）应用情况
    从计算机监控系统升级改造完成后，整套系统运行平稳可靠，取得了显著的经济和社会效益。
    （2）社会经济效益
    龙羊峡水电厂计算机监控系统升级改造工程实施后，计算机监控系统本身的可靠性得到大幅提高，减少了维护时间，提高了系统备用时间。计算机监控系统设备信号正确，大大减轻了运行人员的劳动强度，增加生活区上位机控制系统，为实现生产前方“无人值班”创造了条件。