普渡河干流水電工程全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

普渡河干流水電工程全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0普渡河下游水利工程普渡河引水線(xiàn)路的實(shí)際開(kāi)發(fā)長(zhǎng)度為95公里，實(shí)際開(kāi)采時(shí)間為745公里，河流平均比降至7.8。由于該地區(qū)人口和耕地較少，河谷深度，河床邊坡變窄，存在危險(xiǎn)海灘和礁石。鄉(xiāng)鎮(zhèn)站的開(kāi)發(fā)沒(méi)有灌溉、防洪和運(yùn)輸能力。下游河流的開(kāi)發(fā)任務(wù)是單一的水道開(kāi)發(fā)。普渡河下游梯級(jí)分為小蓬租、鐵索橋、克田、江邊、鉛廠、魯基廠、甲巖共七級(jí)開(kāi)發(fā)方案?？傃b機(jī)容量563MW，總保證出力98.47MW，年平均發(fā)電量25.57億kW·h。魯基廠水電站位于普渡河下游河段，為普渡河下游梯級(jí)的第六級(jí)水電站，在祿勸縣則黑鄉(xiāng)境內(nèi)，電站距祿勸縣100km，距昆明公路里程177km。電站工程規(guī)模為中型引水式電站，安裝3臺(tái)32MW的水輪發(fā)電機(jī)組，電站總裝機(jī)容量為3×32MW?？稍谙到y(tǒng)中參與調(diào)峰任務(wù)。鉛廠水電站位于祿勸縣境內(nèi)普渡河干流上，為普渡河下游梯級(jí)開(kāi)發(fā)水電站的第五級(jí)，有省道公路和縣鄉(xiāng)公路與昆明市相連接，交通方便，水電站距祿勸縣100km，距昆明市公路里程195km。工程以發(fā)電為主。裝機(jī)容量2×57MW，保證出力19.22MW，多年平均發(fā)電量50231萬(wàn)kW·h。賽珠水電站是洗馬河干流規(guī)劃中的第二個(gè)梯級(jí)電站，壩址位于祿勸縣轉(zhuǎn)龍鎮(zhèn)境內(nèi)洗馬河下游瀘溪橋附近，為一混合式開(kāi)發(fā)電站。首部樞紐位于洗馬河瀘溪橋上游約400m處，距昆明市168km。電站總裝機(jī)容量3×33MW，保證出力為11.32MW，多年平均發(fā)電量4.285億kW·h，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)為4328h。甲巖水電站工程位于祿勸縣則黑鄉(xiāng)，是普渡河下游河段七級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃中的最后一級(jí)，其上游為魯基廠水電站，下游為金沙江干流電站白鶴灘電站。甲巖水電站距祿勸縣150km，距昆明公路里程220km。甲巖水電站以單一發(fā)電為開(kāi)發(fā)任務(wù)，無(wú)防洪、灌溉、航運(yùn)、供水等其他綜合利用要求。電站裝機(jī)容量240MW，保證出力58.375MW，多年平均發(fā)電量10.855億kW·h，年利用小時(shí)數(shù)4575h。四個(gè)電站均采用全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，按“無(wú)人值班”(少人值守)方式設(shè)計(jì)。1建立流域無(wú)人實(shí)際運(yùn)行管理模式集控中心采用H9000V4.0系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各水電站信息的實(shí)時(shí)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)方集中控制，滿(mǎn)足各水電站現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值班，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)安全監(jiān)控、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和日常運(yùn)行管理需要。爭(zhēng)取在三至五年內(nèi)使流域所屬水電廠均具備“無(wú)人值班”條件，實(shí)現(xiàn)流域集中控制，廠站分步實(shí)現(xiàn)少人值守，夜間關(guān)門(mén)運(yùn)行。初期設(shè)計(jì)是完成魯基廠、鉛廠、賽珠和甲巖等四個(gè)電站的接入。1.1入設(shè)計(jì)中心及其他電站的硬件接口集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主站端：魯基廠廠站層兼集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主站建設(shè)，完成水電站接入，并預(yù)留將來(lái)接入昆明集控中心及其他水電站的軟/硬件接口。廠站端：已建水電站接入系統(tǒng)的建設(shè)，增加或更換相關(guān)接入硬件，以及軟件更新或升級(jí)、軟件調(diào)試等工作。通信系統(tǒng)：建設(shè)和完善流域光纖通信系統(tǒng)，組建和完善流域內(nèi)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制專(zhuān)網(wǎng)和綜合信息管理網(wǎng)絡(luò)，滿(mǎn)足水電站遠(yuǎn)方監(jiān)控以及輔助系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)所需數(shù)據(jù)、視頻圖像、電話(huà)等多種信息的傳輸通道要求。1.2水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容包括：集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中心主站、通信系統(tǒng)、控制專(zhuān)網(wǎng)和綜合信息管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以及完成各水電站無(wú)人值班輔助功能的系統(tǒng)，如工業(yè)電視、泄洪閘門(mén)控制、生產(chǎn)管理、繼電保護(hù)與故障錄波、電能量計(jì)量、消防監(jiān)控、流域梯級(jí)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)改造等建設(shè)內(nèi)容。完成與各水電站監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試及試運(yùn)行，預(yù)留將來(lái)接入其他水電站的軟/硬件接口。并完成與網(wǎng)調(diào)、中調(diào)的數(shù)據(jù)通信。各水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造和接入的內(nèi)容包括：配置相關(guān)接入設(shè)備，完成軟件更新或升級(jí)、軟件調(diào)試等工作，滿(mǎn)足集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能、控制模式、通信、接口等技術(shù)要求，并完成與集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試及試運(yùn)行，確保成功接入集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各水電站遠(yuǎn)程監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值班。2集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與電站網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般包括集控中心電調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和電站側(cè)接入設(shè)備，通過(guò)通信系統(tǒng)提供的冗余網(wǎng)絡(luò)通道與各電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站信息的實(shí)時(shí)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)方集中控制。集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方式受流域內(nèi)通信通道帶寬、監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)水平的發(fā)展、系統(tǒng)之間的通信協(xié)調(diào)性等因素影響，集控中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用集控中心監(jiān)控系統(tǒng)與電站監(jiān)控系統(tǒng)按分層分布式設(shè)計(jì)模式，通過(guò)與站級(jí)計(jì)算機(jī)通信實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。集控中心和站級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)分工明確，接線(xiàn)簡(jiǎn)單、功能層次分明，相互配合協(xié)調(diào)工作。集控中心通過(guò)站級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電站的控制。該方式對(duì)帶寬的要求較低，系統(tǒng)層次和功能分工明確，設(shè)備配置靈活，可根據(jù)應(yīng)用需要逐步擴(kuò)充，并充分發(fā)揮了站級(jí)計(jì)算機(jī)的作用，減輕了集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的工作量，便于將來(lái)電站的接入，當(dāng)流域內(nèi)各梯級(jí)電站監(jiān)控系統(tǒng)由不同的供應(yīng)商提供時(shí)，也比較容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的互聯(lián)，是目前較常采用比較成熟的形式。集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開(kāi)放分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可分為生產(chǎn)信息查詢(xún)層、監(jiān)控層和接入層，相應(yīng)的集控中心監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也由三個(gè)局域網(wǎng)區(qū)組成，分別是：生產(chǎn)信息網(wǎng)、監(jiān)控主干網(wǎng)和接入網(wǎng)。主干網(wǎng)采用千兆以太網(wǎng)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，配置2臺(tái)千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，傳輸介質(zhì)為超5類(lèi)雙絞線(xiàn)，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP。系統(tǒng)中的服務(wù)器和工作站等設(shè)備通過(guò)冗余配置的1000Mbps以太網(wǎng)交換機(jī)連接，以保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行。信息查詢(xún)網(wǎng)配置1000M以太網(wǎng)交換機(jī)，主要連接信息查詢(xún)層有關(guān)設(shè)備，并通過(guò)防火墻與公司生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)電站監(jiān)控WEB發(fā)布功能。信息查詢(xún)網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全隔離設(shè)備與梯級(jí)集控中心監(jiān)控網(wǎng)連接。系統(tǒng)接入網(wǎng)采用100M以太網(wǎng)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)為超5類(lèi)線(xiàn)，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP。2臺(tái)互為備用的通信服務(wù)器分別與監(jiān)控系統(tǒng)的2臺(tái)主干網(wǎng)交換機(jī)和接入網(wǎng)交換機(jī)連接。并通過(guò)通信系統(tǒng)提供的冗余通道與電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信。接入網(wǎng)核心層設(shè)在集控中心，采用高性能的核心路由器；接入層在各電站，配置接入路由器。路由器的接口配置及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)主、備用通道的要求配置相應(yīng)接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，并且路由器具有一定數(shù)量的擴(kuò)展插槽。組建集控中心專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集控中心系統(tǒng)與電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之間的可靠通信，是集控中心自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)和保障。實(shí)現(xiàn)電站現(xiàn)地?zé)o人值班，意味著在集控中心必須實(shí)時(shí)監(jiān)控到電站運(yùn)行的所有重要信息，數(shù)據(jù)量非常龐大，可靠性和實(shí)時(shí)性的要求也很高，因此集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接入網(wǎng)采用主、備用通道傳輸數(shù)據(jù)。3.2mbps與5g-843接口設(shè)計(jì)各電站接入集控中心的方式采用電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)光纖傳輸通道為主通道，租用衛(wèi)星傳輸通道為備有通道，分別與電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信，具體通信方式、采用的通信連接結(jié)構(gòu)和通信規(guī)約如下：光纖傳輸通道通信方式：2套遠(yuǎn)控通信工作站分別通過(guò)各自配置的遠(yuǎn)控通信專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)接口與接入網(wǎng)交換機(jī)連接，接入網(wǎng)交換機(jī)與電力專(zhuān)用縱向加密認(rèn)證裝置內(nèi)網(wǎng)口連接，電力專(zhuān)用縱向加密認(rèn)證裝置與路由器的本地以太網(wǎng)端口連接，經(jīng)路由器接入電力系統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過(guò)1路E1接口形成2Mbps點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖傳輸通道，與各電站監(jiān)控系統(tǒng)連接進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。通信速率為2Mbps，通信規(guī)約為IEC60870-5-104(DL/T-634.5104-2002)。衛(wèi)星傳輸通道通信方式：2套遠(yuǎn)控通信工作站，通過(guò)路由器的1個(gè)以太網(wǎng)RJ45路由接口接入衛(wèi)星數(shù)字傳輸設(shè)備，經(jīng)2Mbps衛(wèi)星傳輸通道設(shè)在電站的衛(wèi)星數(shù)字傳輸設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)與各電站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，通信規(guī)約為IEC60870-5-104(DL/T-634.5104-2002)。2套遠(yuǎn)控通信工作站采用冗余熱備方式工作，并將光纖傳輸通道作為主通道，衛(wèi)星傳輸通道作為光纖傳輸通道的備用。當(dāng)2Mbps點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖傳輸通道中斷時(shí)，2Mbps衛(wèi)星傳輸通道在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)切換為主運(yùn)行通道運(yùn)行，當(dāng)2Mbps點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖傳輸通道恢復(fù)正常時(shí)，2Mbps衛(wèi)星傳輸通道將自動(dòng)還原為備用。4臺(tái)電力專(zhuān)用縱向加密認(rèn)證裝置分別配置在電站監(jiān)控系統(tǒng)與集控中心的通信通道上，通過(guò)裝設(shè)電力縱向加密認(rèn)證裝置，采用認(rèn)證、加密、訪(fǎng)問(wèn)控制等技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)方安全傳輸以及縱向邊界的安全防護(hù)，實(shí)現(xiàn)雙向身份認(rèn)證、加密、訪(fǎng)問(wèn)控制。實(shí)現(xiàn)電站監(jiān)控系統(tǒng)與集控中心系統(tǒng)(廣域網(wǎng))之間的邊界保護(hù)。3.3與web信息發(fā)布網(wǎng)與集控中心水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)硬件防火墻設(shè)備互連，并通過(guò)水調(diào)系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)主干網(wǎng)與WEB信息發(fā)布網(wǎng)連接采用可靠的網(wǎng)絡(luò)物理隔離裝置(正/反向)。WEB信息發(fā)布網(wǎng)通過(guò)硬件防火墻設(shè)備與公司生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)(MIS)相連。并可通過(guò)公司MIS網(wǎng)與Internet相連。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)考慮預(yù)留與電能量計(jì)量系統(tǒng)(EMS)等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換接口，保證系統(tǒng)與這些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。3.4控制和調(diào)整方法3.4.1u2009電網(wǎng)對(duì)電站的通信電網(wǎng)調(diào)度對(duì)電站的控制保持原有方式不變，電網(wǎng)與電站的通信連接不變，仍采用電網(wǎng)對(duì)電站現(xiàn)地計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行直采直控，集控中心建成后，僅將受令轉(zhuǎn)移至集控中心，集控中心與電網(wǎng)的通信數(shù)據(jù)可與電站通信數(shù)據(jù)相互冗余。3.4.2．監(jiān)控中心工作集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)電站進(jìn)行“集控中心控制”或“電網(wǎng)調(diào)度控制”方式的切換功能。操作控制權(quán)正常情況下設(shè)在集控中心，特殊情況下切換至電站層，操作控制權(quán)限控制點(diǎn)設(shè)在電站現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)電站控制方式為“集控中心控制”時(shí)：(1)在集控中心根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的指令，負(fù)責(zé)各機(jī)組啟停、工況轉(zhuǎn)換、負(fù)荷調(diào)整、開(kāi)關(guān)站的常規(guī)操作，指揮電站進(jìn)行事故處理；(2)負(fù)責(zé)主設(shè)備(主機(jī)、主變、升壓站開(kāi)關(guān))運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視；(3)負(fù)責(zé)主設(shè)備繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置事故(故障)信號(hào)、主要輔助設(shè)備的異常狀態(tài)監(jiān)視；(4)由集控中心監(jiān)控系統(tǒng)值班員工作站，對(duì)各電站設(shè)備實(shí)現(xiàn)與各電站現(xiàn)場(chǎng)操作員工作站相同的實(shí)時(shí)控制、安全監(jiān)視及控制管理。(5)集控中心應(yīng)具備AGC/AVC控制功能。在電網(wǎng)調(diào)度授權(quán)下，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可接收電網(wǎng)調(diào)度給定的流域或電站總負(fù)荷，或下達(dá)的日負(fù)荷曲線(xiàn)、電壓曲線(xiàn)以及AGC、AVC命令，根據(jù)電站水文動(dòng)能條