第４０卷第１期红水河Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０２１年２月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＦｅｂ．２０２１
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４０８Ｘ．２０２１．０１．０２０
李远军，曾体健
（贵州乌江水电开发有限责任公司水电站远程集控中心，贵州㊀贵阳㊀５５０００２） 摘㊀要：对构皮滩水电站实时出力偏离发电计划的情况进行了原因分析，提出将实时出力监测接入现有计算机监控系统㊁将实时预警接入声光报警系统的设计方案㊂方案实施后，实现了实时出力自动跟踪监测和实时预警，取缔传统人工盯盘监视，节约人力资源，提高发电计划跟踪可靠性，减少电网辅助服务考核㊂该方案在流域集控中心发电计划跟踪工作中具有普遍的推广价值㊂ 关键词：计算机监控系统；出力；实时监测；预警；构皮滩水电站
中图分类号：ＴＶ７３６文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０２１）０１－００８２－０４
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＯｕｔｐｕｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＲｅａｌ－ＴｉｍｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇ
ＢａｓｅｄｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
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ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＲｅｍｏｔｅＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒｏｆＧｕｉｚｈｏｕＷｕｊｉａｎｇＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒ
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ． Ｌｔｄ． Ｇｕｉｙａｎｇ Ｇｕｉｚｈｏｕ ５５０００２
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｕｔｐｕｔｄｅｖｉａｔｉｏｎｆｒｏｍｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｌａｎｏｆＧｏｕｐｉｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ
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１㊀概述
２０１５年以来，乌江梯级水电站全面实施远程集中控制模式㊂贵州乌江水电开发有限责任公司水电站远程集控中心（以下简称集控中心）负责远程操作㊁监视巡检㊁信息发布㊁检修协调㊁优化调度等工作㊂
集控中心采用 集中控制㊁分块负责 的运行模式，集控中心运行部每个值按 １＋３ （１名值长＋３名值班员）的模式设置值班岗位㊂１名值长负责当值内总体安全，１名检修协调值班员负责计划检修及低谷消缺工作，２名发电操作值班员负责远程操作㊁优化协调㊁监视调整等工作㊂乌江梯级
９座水电站除构皮滩水电站外均按实时调度指令进行远程操作，因构皮滩水电站属于南网总调直调厂站，值班人员必须严格按２８８点发电计划负荷自主远程操作，偏离发电计划将受到南网总调 １＋５ 辅助服务考核㊂
２㊀实施背景
远控初期，集控中心设专人监视构皮滩水电站按２８８点发电计划操作，随后又通过设置闹钟提醒
㊀㊀收稿日期：２０２０－１１－０２；修回日期：２０２０－１１－１２
㊀㊀作者简介：李远军（１９８６），男，贵州遵义人，电气工程师，从事水电站远程控制和流域梯级水库调度工作，Ｅ－ｍａｉｌ：５６９１６３３２９＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂
李远军，曾体健：基于计算机监控系统出力监测和实时预警功能的应用㊀
值班人员进行开停机，均不能精准跟踪构皮滩水电站２８８点发电计划㊂构皮滩水电站实时出力偏离发电计划的原因主要有以下４个方面㊂
２．１㊀人工监视构皮滩水电站实时出力可靠性不高远控值班人员监视工作量大，南网总调下发的计划曲线每隔５ｍｉｎ设定１个负荷点，全天２４ｈ累计２８８个负荷点（见表１）㊂值班人员要监测构皮滩水电站实时出力与２８８点发电计划的一致性，监视构皮滩水电站实时出力是否在允许偏差范围内，查看构皮滩水电站计划曲线上送通道是否正常㊂这些需要耗费大量时间和精力来跟踪发电情况，容易造成精力分散㊁视觉疲劳，可能因监视不及时导致构皮滩水电站全厂负荷越限，从而受到南网总调考核㊂南网总调会根据电网运行情况修改构皮滩水电站发电计划，集控中心收到最新计划曲线后，值班人员要手动计算积分变化电量，并向集控中心生产组发布信息㊂手动计算难度大，效率低，易出错，可能造成因计算错误导致对外信息发布错误，有损企业形象㊂
非隔离电源模块
表１㊀构皮滩水电站２８８点发电计划值
分集接收序号时刻发电计划值／ＭＷ
１０：００６００
２０：０５５５０
３０：１０５００
︙︙︙
２８６２３：４５７００
２８７２３：５０６７０
２８８２３：５５６３０２．２㊀高峰时段因远程操作集中而忽视构皮滩水电站自主操作typec转usb
水电机组承担调峰调频作用，开㊁停机时间集中，构皮滩水电站工位值班人员还要负责索风营㊁格里桥水电站共１０台机组的远控工作，工作界面的不断切换可能造成忽视构皮滩水电站的自主开机和负荷调整，导致构皮滩水电站实时出力偏离发电计划，影响电网安全运行，违反调度纪律㊂２．３㊀值
班人员机械执行发电计划可能遗漏区域电力平衡其他约束条件
贵州东部电网稳定性受构皮滩㊁思林㊁沙沱水电站负荷变化影响大，３座电站同处贵州东部电网，相互制约发电出力㊂由于贵州东部电网主网结构相对薄弱，电源点稀少，稳定性较差［１］，总调要求构皮滩水电站保持２００ＭＷ的旋转备用容量，便于事故备用㊂总调还规定：思林和沙沱水电站累计４ ６台机组运行时，构皮滩水电站至少开２台机；当思林和沙沱水电站累计６ ８台机组运行时，构皮滩水电站至少开３台机㊂执行构皮滩水电站计划曲线前需要人工查看构皮滩㊁思林㊁沙沱水电站机组状态，忽略其中的某一个条件都会影响电网安全运行㊂
２．４㊀构皮滩水电站ＡＧＣ功能（自动发电控制功能）控制模式多变
正常情况下，构皮滩水电站通过ＡＧＣ自动跟踪２８８点发电计划㊂构皮滩水电站在通过ＡＧＣ自动跟踪发电计划曲线过程中受监控系统死区㊁调速器死区的叠加影响，ＡＧＣ功能相邻两次下发的设定值小于死区的叠加值时，将导致构皮滩水电站实时出力偏离发电计划㊂另外，构皮滩水电站５台机的振动区范围不一致，全站联合振动区跨度大，在构皮滩水电站ＡＧＣ功能跨越振动区过程中也会导致实时出力偏离发电计划［２］㊂
３㊀方案设计
集控中心计算机监控系统［３］是乌江流域水电站远程控制㊁信息报警的工作平台㊂运行值班人员利用计算机监控系统对梯级电厂进行监视控制，计算机监控系统通过声光报警驱动运行值班人员响应㊂集控中心运行维护人员提出将构皮滩水电站实时出力监测接入现有计算机监控系统，将实时预警接入声光报警系统［４］㊂以南网总调下发的２８８点发电计划为基础，结合电网旋转备用容量和区域电力平衡条件，明确边界条件，拟定逻辑判据，制定控制策略，新增构皮滩水电站开机提醒功能㊁停机提醒功能㊁计划偏离提醒功能㊁计划曲线修改提醒功能㊁电量自动计算功能㊁通道监视功能㊂
４㊀模型建立
４．１㊀构皮滩水电站开机提醒算法
１）南网总调要求构皮滩水电站保持２００ＭＷ的旋转备用容量，当构皮滩水电站实时出力不满足下列式（１）条件时，计算机监控系统发出告警信号，提醒值班人员增开机组㊂
ðＰｉｍａｘ－Ｐ计划ȡ２００ＭＷ（１）
式中：Ｐｉｍａｘ表示ｉ号运行机组的最大出力，ｉɪ１㊁２㊁３㊁４；Ｐ计划表示构皮滩水电站全厂２８８点发电计划值㊂
㊀㊀２）按南网总调规定，构皮滩水电站机组运行台数受思林㊁沙沱２座水电站运行台数的制约㊂当
思林㊁沙沱水电站运行机组小于４台时，构皮滩水
㊀红水河２０２１年第１期离子风机aryang
电站运行机组台数无要求；当思林和沙沱水电站累计４ ６台机组运行时，构皮滩水电站至少开２台机；当思林和沙沱水电站累计６ ８台机组运行时，构皮滩水电站至少开３台机㊂若不满足下列条件时，计算机监控系统发出告警信号，提醒值班人员开机㊂
㊀㊀①当ｎ思＋ｎ沙＜４时，构皮滩水电站开机台数无要求；
②当４ɤｎ思＋ｎ沙ɤ６时，构皮滩水电站开机台
数大于或等于２；
③当ｎ思＋ｎ沙＞６时，构皮滩水电站开机台数大于或等于３；
其中：ｎ思代表思林水电站全厂运行机组台数；ｎ沙代表沙沱水电站全厂运行机组台数㊂４．２㊀构皮滩水电站停机提醒算法
构皮滩㊁思林㊁沙沱水电站的运行情况不满足以下条件时，计算机监控系统发出告警信号，提醒值班人员停机㊂
ðｎ－１
ｉ＝１
Ｐｉｍａｘ－Ｐ计划ȡ２００ＭＷ（２）
式中：Ｐｉｍａｘ表示构皮滩水电站ｉ号运行机组的最大出力，ｉɪ１㊁２㊁３㊁４㊁５；Ｐ计划表示构皮滩水电站全厂２８８点发电计划值；ｎ代表运行机组台数㊂
㊀㊀当１０８０ＭＷɤＰ思＋Ｐ沙ɤ１６２０ＭＷ时，构皮滩水电站开机台数大于或等于２；
当Ｐ思＋Ｐ沙＞１６２０ＭＷ时，构皮滩水电站开机台数大于或等于３㊂
４．３㊀构皮滩水电站实时出力偏离２８８点发电计划
报警南网总调设定构皮滩水电站ＡＧＣ运行模式为计划模式和调频模式㊂计划模式下，构皮滩水电站出力严格跟踪ＡＧＣ实时指令；调频模式下，南网总调要求构皮滩水电站实时出力与计划出力之差的绝对值必须小于２００ＭＷ㊂为确保构皮滩水电站实时出力满足电网要求，设定报警条件，当构皮滩水电站实时出力和计划出力不满足下列条件时，触发告警信号，提醒值班人员进行负荷调整㊂
Ｐ实时－Ｐ计划ɤ２００ＭＷ（３）
式中：Ｐ实时表示构皮滩水电站全厂实时出力；Ｐ计划表示构皮滩水电站全厂２８８点发电计划值㊂４．４㊀构皮滩水电站２８８点发电计划变更提醒监控系统数据库中增加计划曲线监视功能㊂当监控系统接到南网总调修改计划曲线信号时，发出告警信号，便于运行人员第一时间进行监视调整；如果每日２３：４５还未收到第二日新的计划曲线，同样发出告警信号，提醒运行人员联系南网总调下发次日计划㊂
４．５㊀构皮滩水电站２８８点发电计划积分电量自动
计算
根据构皮滩水电站２８８点发电计划，将有功负荷自动转为全天累计积分电量，并在监控系统内展示当前计划曲线累计积分电量和上一条全天计划曲线累计积分电量，便于运行人员进行比对，并进行信息发布（见图
１）㊂
图１㊀计划积分变化电量自动计算
李远军，曾体健：基于计算机监控系统出力监测和实时预警功能的应用㊀
４．６㊀通道监视报警
监控系统数据库中增加与南网通信通道监视功能㊂当集控中心与南网通信链路中断时，能及时通过语音报警提醒运行人员，手动调整构皮滩水电站负荷跟踪计划㊂
５㊀监测预警功能开发
由于计算机监控系统数据库处于网络安全一区，用于生产控制，网络安全性能要求高㊂为了确保网络安全，通过部署外挂程序提取南网总调下发的２８８点发电计划曲线，然后进行数据处理，按设定的逻辑判据植入声光报警系统㊂在构皮滩水电站事故光字模块下新增 计划曲线告警 作为一级菜单，将开机提醒㊁停机提醒㊁实时出力偏离提醒㊁计划曲线修改㊁通道监视作为二级菜单（见图
２），从而实现了构皮滩水电站实时出力的监测和实时预警［５］㊂
图２㊀声光报警系统展示画面
６㊀应用效果
６．１㊀经济效益水浴式汽化器
计算机监控系统的出力监测和实时预警功能开发上线以后，能及时提醒值班人员进行开㊁停机或负荷调整，减少了南网总调对构皮滩水电站发电计划电量考核，取得的成效明显㊂２０１９年全年 两个细则 发电计划考核（１２．５万元）较２０１８年全年的少了５０万元㊂
６．２㊀安全效益
东部电网构架薄弱，构皮滩水电站作为贵州东部电网重要电源点㊂计算机监控系统的出力监测和实时预警功能开发上线以后，避免了构皮滩水电站开机方式不满足电网需要而导致电网负荷供需不平衡㊂发生事故时，能快速配合电网进行事故处理，避免事故进一步扩大㊂
６．３㊀管理效益
计算机监控系统的出力监测和实时预警功能开发上线以后，提高了计划曲线执行的可靠性，避免因监视调整㊁检修协调㊁精力分散等情况忽略构皮滩水电站的远控操作，具有在流域集控中心发电计划跟踪工作中普遍推广的价值㊂
７㊀结语
本项目实现了实时曲线自动跟踪监测，值班人员不再耗费大量精力人工跟踪２８８点发电计划曲线，有更多时间投入在其他方面的工作，确保远控工作安全高效㊂实现了电网约束和机组状态的自动判别，将区域电力平衡约束条件㊁电网断面控制因素写入控制程序，由计算机监控系统进行运算控制，实时发出预警，避免人为机械执行计划曲线而漏掉其中的某个条件，确保了电网㊁电厂安全运行㊂
参考文献：
蚀刻因子
［１］㊀简永明．贵州构皮滩水电站５００ｋＶ母线电压偏高对节能的影响［Ｊ］．水利水电快报，２０１５，３６（４）：７０－７１．［２］㊀李远军．构皮滩电厂实时出力偏离９６点计划的探讨［Ｊ］．集成电路应用，２０１８（１１）：８３－８５．［３］㊀吴昕明．水电站计算机监控系统智能化改造的探析［Ｊ］．数字通信世界，２０１７（７）：１２０．
［４］㊀简永明．集控中心计算机监控系统报警信息优化策略研究与实践［Ｊ］．红水河，２０２０，３９（３）：６３－６６．［５］㊀王雁，姚碧勇．梯级水电站集控中心计算机监控系统的设计与实现［Ｊ］．水电厂自动化，２０１７，３８（４）：１１－１３．
（责任编辑㊀秦凤荣
）
