水电站计算机实时监控系统的改造

南津渡水电站计算机监控系统1991年、1993年分 别由奥地利ELIN公司和南京自动化研究所各 自独立设计，两套系统均在DOS下运行，由于技术老化，系统基本处于闲置状态。本次改造 ，我们采用的是烟台东方电子开放分布式实时监控系统DF2000，它的SCADA功能强大，同时 操作简单、组态灵活、便于升级、处理容量大、扩充冗余度大，实现起来方便可靠。 1系统构成 整个系统由前、后台机两部分组成，各RTU通过插件板与DF—2000主机连接且相互独立。 (1)前置机部分 1)硬软件环境 系统硬件主要由前台主机、网络配件、智能通道控制板和调制解调设备组成。 运行环境为Workgroup311、中文之星V20，主程序及动态库均用C语言编写。 2)主要监控对象 监控对象是本电站中控室RTU、大坝RTU以及双牌水电站RTU发来的信息。 3)主要功能 实时数据接收、发送、转发和计算，可设计计算周期及遥测、遥信及电度等总加；设置 遥测、遥信、通道、电度以及RTU参数的总加转发和曲线追忆等属性；保存遥测、遥信、电 度、事项和曲线信息；遥测、遥信、电度、事项和通道故障记录并通过网络发布。 (2)后台机部分 1)硬软件环境 系统硬件由后台主机、工作站、网卡、HUB及相关设备组成。 操作系统使用Windows NT40（或WIN98），编程环境为VC++、EXCEL50、VFP60 。 2)组网方式 采用星型连接方式，使用RJ45双绞线通过HUB及HUB级联方式减少故障可能发生点，保证网络 的畅通和实时数据的可用。 3)系统同步 由后台主机向网络对时或通过串口挂接卫星时钟以保证网络同步。 4)系统处理容量 模拟量:10000个；数字量:2000个；脉冲量:2000个； 状态量:20000个；虚拟量:2000个；通道:32路；RTU：32路。 5)主要技术指标 主备机切换<10s；画面响应<3s；数据刷新<3s；事项分辨<10ms；开关变位至调屏<3s； 历史数据响应<2s。 2系统功能说明 (1)SCADA功能 数据采集功能；RTU数据通讯；接收处理不同格式的遥测量，遥信量，电度量，并处理为系 统要求的统一格式；接收处理RTU记录的SOE事件信息；实现并发送对RTU的遥控、遥调等下 行操作信号；接收同步/异步通道信号；对通讯过程监视诊断，统计通道停运时间；在线关 闭和打开指定通道，动态复位通讯口；GPS时钟接口。 (2)人机交互功能 1) 画面类型 厂站接线图、负荷曲线图、频率曲线图、系统总加图、I、P、Q、V曲线图(历 史/实时)、动态棒图、全网系统图窗、实时/历史数据报表、地理位置图、系统配置图、系 统工况图、通道工况图、实时事项弹出、报表修改、和户自定义各类画面等。 2)显示内容 遥测、遥信（开关、刀闸、保护信号、变压器档位信号等）、电度量、频率、系统实时或置 入的数据和状态和计算处理量（上网功率、电度量总加，负荷计划与实际差值及系统返供电 量）等。 3)操作类型 调图方式有热点、菜单和热键三种;多显示器显示不同画面;报表数据在线修改;实时数据库 和历史数据库在线修改;负荷曲线设置与修改;机上模拟屏不下位进行模拟操作。 (3)数据处理功能 1)遥信 变压器档位遥信信号转变为遥测量上屏, 仪表/数值多种画面显示;对检修线路进行代路操作 ，将旁路有功、无功等代替检修线路的值；开关量人工置数及挂接地线;开关动作次数统计; 根据事故总信号是否动作，对开关作出事故跳闸或人工拉闸的告警。 2)遥测 数字滤波: 用闸门电压将不合格数据滤掉;零漂处理：数据小于规定零值时视为零值;YC在开 关分时归零处理: 线路开关断开时,系统可自动判断线路YC值合理性,将其归零;各类虚拟点 计算/统计/控制;模拟量人工置数;连续模拟量输出记录:遥测类曲线（电压、负荷、频率） 。 3)电量 对RTU发送的实测脉冲接收并计数处理，进行有功、无功积分累计生成电度量值。包括上网 电量、返供电量累计。 4)统计计算 统计全电站有功功率总加、无功功率总加、电度量总统计、RTU月停运时间、停运次数及动 作率以及遥控、遥调次数、动作率，同时根据实测值计算如功率因数、发电出力、用电负荷 、交换功率等以及安全天数自动计数。 (4)事项发生及告警处理 事故时自动调图、打印、报警等;根据RTU发送的事故总信号,继电器动作信号和相应模拟量, 线路有关刀闸状态,区别事故信息与正常变位信息;保存事故信息并随时打印存档;继电器动 作也可作为事项记录信息存档;能实时打印事件顺序记录;当越限告警时, 切换至报警窗口, 并可根据需要打印记录。 (5)事件顺序记录(SOE) 事件顺序记录以ms级时标记录线路开关或继电保护的动作情况,它们由厂站设备形成,传送 至主站，主站将时标事件记录顺序记录，通过浏览工具可用来依时标顺序显示或打印事件记 录，供运行、检修及生产管理人员按照设备动作的顺序分析系统的事故。 (6)事故追忆(PDR) 事故追忆功能在电力系统发生事故后启动，事故追忆信息是运行、检修及生产管理人员分析 事故前后电网状态的有效方法。系统事故状态的存储和记录,主要是采集数据的快照断面、 趋势数据、状态变化的数据,追忆时间为事故前后共12min。追忆按照实际发生的触发条件 记录存储，追忆对象支持整个监控系统实时状态。 (7)其他 历史数据保存，按时标保存模拟量、电度量、历史事项（故）数据的数据（含曲线和整点数 据），按时段（日、月、季、安全周期、年）保存统计数据(最大值、最小值、均值)，并以 窗口列表或曲线画面两种方式进行查询。 3系统通信 本监控系统的通信主要通过主后台机实现彼此之间的互连，程序使用标准的实时数据库访问 接口可获得实时数据和Scada处理描述参数。双牌电站RTU信息用电话线接入，系统与站部MIS系统通信通过网桥实现，与永州地调通信是通过Modem上电力载波进行传输。 4系统安全 (1)权限表：通过用户名、口令字、操作权及操作范围设置操作员的系统使用权限（ 改历史数据、改参数、置YC、置YX、控盘、控RTU、安全级、系统等）和范围，以便登录时 身份和权限认证。 (2)操作记录表：系统对每一个重要操作均可形成操作时标记录，以保证对历史操作过程的 清查。 (3)系统的主操作员操作有：历史数据;挂牌操作;挂接地线;参数修改;遥控操作;人工置数; 人工变位;系统管理;网络设置;数据修补;图元制图;设备参数;修改曲线;发电计划;数据维护 ;电子报表;上参数;显示报表;制表系统;召唤打印;画面打印等。