概述

　　象山水電站位于黑龍江省黑河市，電站裝機容量為3×6MW，1996年設計時(shí)以計算機監控為主，常規控制為輔，主要實(shí)現對機組部分的監控，開(kāi)關(guān)站以及公用輔助設備未考慮在內，由于系統的結構和功能不十分完善同時(shí)由于設備都已進(jìn)入老化期，設備陳舊技術(shù)落后為電站的管理和維護，以及系統的正常運行都帶來(lái)隱患。為保證電站的正常運行，提高電站的管理水平和經(jīng)濟效益，因此對電廠(chǎng)現行的監控設備進(jìn)行全面的技術(shù)改造。

　　電站新的計算機監控系統按“無(wú)人值班”(少人值守)運行方式設計。采用北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)公司的H9000水電站計算機監控系統，整個(gè)系統采用全分布開(kāi)放式系統結構。電站計算機監控系統由電站控制中心系統和現地控制單元等組成。系統采用最新的計算機硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，全站按全計算機監控進(jìn)行總體設計和系統配置，達到國內同類(lèi)型水電站計算機監控系統先進(jìn)水平，系統投入運行后，使全站運行管理達到無(wú)人值班(少人職守)。系統高度可靠，各項技術(shù)性能指標均達到部頒DL/T578-95《水電站計算機監控系統基本技術(shù)條件》及DL/T5065-1999《水力發(fā)電廠(chǎng)計算機監控系統設計技術(shù)規定》的要求，選擇較高的MTBF指標，從部件、單機和系統多層次保證高可靠性要求。系統配置和設備選型應符合計算機發(fā)展迅速的特點(diǎn)，硬件、軟件采用模塊化、結構化的設計，以便于硬件設備的擴充，又可適應功能的增加和系統規模的擴展。實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強，適應電站的現場(chǎng)環(huán)境。人機接口功能強，操作控制簡(jiǎn)潔、方便、靈活。在保證系統的實(shí)時(shí)性和可靠性等技術(shù)指標的同時(shí)，系統應具有可維護性好，保證較小的MTTR指標。

　　計算機監控系統結構配置

　　電站以計算機監控系統為基礎。電站設備的運行監視和控制在中控室的操作員工作站上進(jìn)行，同時(shí)也可在各LCU上通過(guò)觸摸屏和開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現對其所控設備運行的監視和控制。機組單元及開(kāi)關(guān)站/公用單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )與全廠(chǎng)計算機監控系統連接并接受其監控，同時(shí)在這些系統的現地控制柜上設有控制開(kāi)關(guān)以及操作按鈕，可以實(shí)現設備的現地監控。

　　系統包括系統主機兼操作員工作站、辦公樓監視終端、通訊服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )設備、GPS 時(shí)鐘、打印機等

　　現地控制單元(LCU)包括三套機組LCU (LCU1-LCU3)、一套開(kāi)關(guān)站及公用設備LCU (LCU4) 、一套小機LCU (LCU5)。 LCU完成對監控對象的數據采集及數據預處理及與其它電站設備的通訊，負責向網(wǎng)絡(luò )傳送數據信息，并自動(dòng)服從調度層上位機的命令和管理。同時(shí)各LCU也具有控制、調節操作和監視功能，配備有本地操作按鈕和指示元件，當與上位機系統脫機時(shí)，仍具有必要的監視和控制功能。LCU采用PLC直接上以太網(wǎng)的方案。

　　現地控制單元包括：可編程序控制器、現地人機接口、同期裝置、交流采樣設備、轉速裝置及多功能電度表、嵌入式通信控制器、溫度采集設備、電源、機柜、繼電器及按鈕開(kāi)關(guān)、光字等

　　LCU可編程序控制器完成系統的數據采集及設備的調節與控制(包括順控)?？刂破鞑粌H實(shí)時(shí)性指標高，還應具有可靠性高等特點(diǎn)。LCU采用BITC MX9300系列PLC。該系列PLC針對水電需求，由BITC與惠朋公司(VIPA GmbH)聯(lián)合設計，在德國加工生產(chǎn)。

　　各LCU 的PLC配置的I/O點(diǎn)設計點(diǎn)數如下：

　　以機組單元為例，具體配置如下：

　主(1#)機箱(BITC MX9300)

　　
擴展(2#)機箱(BITC MX9300)

　
　CPU模塊：MX315-2AG10，含以太網(wǎng)接口;32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊：MX321-1BL00，6塊;32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊：MX322-1BL00,4塊;8點(diǎn)模擬量輸入模塊：MX331-7KF01，2塊;4點(diǎn)溫度量模塊：MX331-7KF01，6塊;MX9300的編程軟件采用SW873，該軟件支持WinPLC7(STL，FBD，LAD) 編程。

　　系統特點(diǎn)及功能

　　LCU是一套完整的計算機控制系統。與系統聯(lián)網(wǎng)時(shí)，作為監控系統的一部分，實(shí)現系統指定的功能。而當LCU與系統脫離時(shí)，則能獨立運行，實(shí)現LCU的現地監控功能，并確保被控設備的安全穩定運行。LCU的基本功能如下：

　　PLC完成各種數據采集與預處理功能。事件順序記錄功能。數據通訊與網(wǎng)絡(luò )通訊功能。運行工況的轉換，LCU可完成各類(lèi)設備的運行工況轉換，如機組的運行工況轉換，斷路器的分合，設備運行方式的轉換等。LCU現地人機聯(lián)系功能。系統硬件及軟件診斷與自恢復功能。時(shí)鐘同步功能。通過(guò)硬件和軟件同步手段，實(shí)現系統時(shí)鐘同步。

　　機組現地控制單元(LCU) 控制與調節功能：機組開(kāi)、停機順序控制：包括單步控制和連續控制兩種順控方式;機組事故停機及緊急停機控制;機組輔助設備的控制;發(fā)電機出口斷路器的分/合操作;主變中性點(diǎn)接地開(kāi)關(guān)的分/合操作;機組有功功率調節;機組無(wú)功功率/電壓調節;各種整定值和限值的設定;機組的自動(dòng)/手動(dòng)準同期并網(wǎng)操作;機組進(jìn)水口閘門(mén)控制;水力機械保護功能。

　　公用設備/開(kāi)關(guān)站現地控制單元(LCU) 控制操作功能：開(kāi)關(guān)站現地/遠方控制方式的切換操作;開(kāi)關(guān)站各斷路器的分/合操作;開(kāi)關(guān)站各隔離開(kāi)關(guān)的分/合操作;開(kāi)關(guān)站各接地開(kāi)關(guān)的分/合操作;開(kāi)關(guān)站各斷路器的自動(dòng)準同期合閘操作;廠(chǎng)用電進(jìn)線(xiàn)及斷路器的分/合操作;廠(chǎng)用電各種運行方式的確定及備用電源自動(dòng)投入。

　　系統運行

　　象山電廠(chǎng)監控系統2007年已改造完畢，H9000監控系統已全部投入使用，完全達到了設計要求，各種設備目前運行穩定可靠。

　　參考文獻：

　　[1] 周民、姚維達、張毅等,H9000計算機監控系統的新版本[J].水電自動(dòng)化與大壩監測,2002.3.