监测系统的开发及应用
卞韶帅，秦俊，刘建龙
(华东电力试验研究有限公司，上海200437)
要：以实时数据为核心的抽水蓄能电站生产运行和设备监测系统的关键是应用模块，主要包括：事件管理平
摘
台、水库电力调度、水库水情预测、机组效率及全厂效率在线监测、数据相关性分析、设备故障智能短信、运行优化监视、设备状态监测管理等功能模块。应用模块的开发和应用，将原来离散的数据变成有价值的信息，为抽水蓄能电站的生产管理和设备状态分析评估提供指导。系统已在桐柏抽水蓄能电站和天荒坪抽水蓄能电站得到应用，并
取得了良好的效果。
关键词：实时数据；生产运行；设备；监测系统；抽水蓄能电站
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Shaoshuai，QinJun，LiuJianlong
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Words：real一time
data；opemtion；equipment；monitoringsy8tem；pumped—storagepowerstation
中圈分类号：TM734；TV743文献标识码：文章编号：0559—9342(2010)12—0088—03
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等。本文开发研究的抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统应用模块主要包括：事件应用平台、数据相关性分析、水库电力调度、水库水情管理、全厂机组效率在线监测、设备故障智能短信、优化运行监视、设备状态监测管理等功能模块。通过对以实时数据为核心的应用模块的开发和应用，将原来离散的数据变成有价值的信息，为抽水蓄能电站的生产管理和设备状态分析评估提供指导，使各层生产和管理人员能在办公室动态和连续地了解和掌握电站的运行状况、生产环境评估和诊断的结果，并适
充分利用电站各个“孤岛”系统的过程数据，建立基于电站设备和过程的实时数据库，通过对实时和历史数据的挖掘，使电站的生产过程保持最佳的状态。这是在常规监控和监测技术的基础上，生产过程信息化向生产管理信息化跨越的重要步骤。国内的抽水蓄能电站对实时信息系统平台及其相关功能的开发和应用尚处在起步阶段，其功能也主要集中在生产过程画面、趋势、报表等基本应用。
以实时数据为核心的抽水蓄能电站生产管理和设备状态监测系统的关键是应用模块，对实时数据的挖掘应用可覆盖到抽水蓄能电站生产信息各层次的各个
面，包括对生产过程的分析、优化、诊断
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收稿日期：2010—07一02
作者简介：卞韶帅(1977一)，男，上海人，T程师，主要从事电力企业生产管理相关系统的开发与应用．
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时地对企业的生产经营方式和目标进行调整和决策。
1系统总体框架及应用模块设计
1．1
系统总体框架
随着对以实时数据为核心的抽水蓄能电站生产
管理和设备状态监测系统所拥有的优势不断认识和理解，预计在系统总体框架下的各分支下应用模块会越来越多，功能越来越丰富，本系统目前总体框架如图1所示。
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实时／关系数据库系统
监控系统
监测系统
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手工录入
生产运行与设备监测系统平台
图1系统总体框架
1．2应用模块的设计考虑
根据系统总体框架，应用模块的功能可分为实时数据统计分析，实时数据的高级应用，实时数据、}昆合应用等。由于以上几类(1)鉴于实时数据平台本身具备强大的实时数(2)对于一些应用模块要求对人工输入数据以MS
LSERVER作为处理这类应用的关系型数据库。
的设备状态管理等。
(3)对于实时数据的高级应用，如系统框架中的水库管理、机组性能计算等应用模块的开发设计的移植。
应用模块功能介绍
．1
事件管理平台
事件管理平台主要是采集和存储来自电站监控
特点有：
(1)符合国家经贸委和电监会关于二次系统安全的相关要求，事件采集后通过防火墙送到安全II区，再通过隔离器送到安全j区并作镜像存储，保证了数据的安全性和可靠性。
(2)事件管理平台包括事件的采集、事件镜像、事件存储、事件查询与统计等。在网络故障等情况下，事件采集、事件镜像都具备数据暂存的功能。连接恢复后，自动将暂存的数据发送。
(3)事件逻辑组态子系统可进行各类事件按不同逻辑进行组态并产生新的事件．其逻辑组态可与各类实时系统数据相结合。，2．2水库电力调度
对于在电网中主要承担高峰负荷及事故备用功
能的抽水蓄能电站，其负荷调整较为频繁，这给调度和电站的计划或运行人员的负荷点数计算等带来一定程度的影响。一般．调度根据前一天24h的上库水位变化、机组的检修计划以及电网的负荷需求，参照粗略测绘库容和电量曲线来编排负荷计划，这必然会带来一定的偏差。为了确保水库水位的变化范围，就需要相关人员每天通过手动计算或凭经验来调整电量计划。因此．为了确保水库运行的安全和调度预测的准确性，有必要开发水库电力调度模块：
水库电力调度分抽水调度和发电调度，主要功能包括：
(1)计划功能。计划功能可根据当前水位及设置参数预测明日计划可抽水点数及电量。
(2)实时调整。实时调整功能可根据当前水位、当前负荷曲线及设置参数预测为达到预设值需调整的点数及电量。
(3)绘制24h内未来的水位库容曲线。2．3水库水情预测
利用实时信息平台的数据资源，通过对上下库
的水位一库容曲线、机组发电／抽水水头一出力、人
力一流量以及来水流量数据的计算和分析，预测负
荷和水情的平衡情况，以更精确、方便、有效地完成对抽水蓄能电站的电力和水情的调度运行，增加水库运行的安全性和准确性。
水情预测分弃水预报和溢洪预报两部分。就电站而言，弃水和溢洪是两个不同的阶段，弃水是根据来水的趋势主动放水，而溢洪则是不得已的选择，因此一般只要弃水控制应用得当，就可避免溢洪的发生。弃水控制库容是根据设置的上库／下库弃水控制水位计算，而溢洪库容则根设计上／下库溢洪水
位计算的。
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计算数据和非实时数据模块的特点，设计考虑模块的数据接口对应不同类型的软件平台。具体原则如下：
据处理工具，若应用模块主要用于运行实时数据的统计分析，这部分的应用将利用实时数据库本身的工具组态。
及文字内容进行处理和保存，设计考虑采用SQ根据以上规划设想．应用模块可分别与实时数据库和关系型数据库接口获取数据，进行数据处理。应用模块将运行在应用服务器平台上。如系统框架下将考虑采用后台计算和前台展示的方式，后台计算软件采用通用软件开发工具开发。而应用模块的数据接口部分将则通用的数据存取接口，以利于模块22系统产生的所有报警、事件、操作记录等。其主要
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2．4设备故障智能短信
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设备的分类按照设备重要性进行分类。设备重
状态评估乃至设备的状态检修提供相关的基础数据。要性分类通过分析设备的损伤机率与失效影响，建立设备风险等级的优先次序，作为以可靠和风险为导向的检修计划(RCM)的基础。
设备故障智能短信模块设计的目的是通过系统的建立；使得设备在发生异常和故障的同时，通过短信方式自动告知有关运行和检修人员，让他们及时地了解和掌握发生异常设备和故障的类型，直接赶赴现场．对事件进行处理和决策．缩短故障处理时间。
设备故障智能短信模块是利用事件管理平台收到的监控系统的告警信息，通过应用软件的综合处理自动生成相关的短信。并发送到预先配置好的手机号码。
设备故障智能短信模块提供直观和便利的组态界面。如对一些频繁出现的事件进行过滤屏蔽、可按一定规则对告警闭锁等。2．5机组效率及全厂综合效率
机组效率计算模块作为一个实时运算模块，通过对机组效率的实时监测．为电站运行和检修人员对机组效率的对比分析以及机组性能的了解提供参考信息。
全厂综合效率模块分等效发电可调小时以及全厂综合效率两部分．通过实时地计算上述数据来动态的反映水库和机组的运行和完好状况，同时可为考核的统计指标的基础参考。2．6数据相关性分析
数据相关性模块为电站运行和检修人员提供对过程模拟量的监测和分析的手段，通过对过程模拟量问相互关系的监测，寻找其变化的规律，发现可能引起过程量异常的原因。
数据相关性模块目前支持4种相关性分析：最大值相关，最小值相关、X，，相关、实际趋势图。2．7运行监视
运行监视模块是对机组的发电、抽水等启停过程中相关参数、操作步骤进行提示性指导，它由一
3．1
3工程实例
目前该系统已在华东桐柏抽水蓄能电站和华东天荒坪抽水蓄能电站得到应用。
天荒坪抽水蓄能电站抽水点数实时调整2005年9月15日晚，天荒坪抽水蓄能电站抽水工况下，负荷曲线调整前，水库电力调度模块计算需调整点数一1．99点。即要减抽水点数1．99点，故调度修改抽水计划从131点减至129点，最后抽水结束时上库水位达903．328m，与计划值903．3
m
接近。减少了电站运行值班人员的负荷点数计算，提高了运行值班人员对电量调整点数预测的准确性。
3．2
天荒坪抽水蓄能电站设备故障短信报警2006年8月4日晚．天荒坪抽水蓄能电站抽水
工况，某号机由于励磁变故障造成跳机，设备故障短信系统就立刻发送出了相关告警至有关人员，及时地了解和掌握了发生异常设备和故障的类型，通过事件管理平台对报警和事件进行处理和决策，缩短故障处理时间。
3．3桐柏抽水蓄能电站抽水点数计划调度
桐柏抽水蓄能电站2009年11月4日调度计划安排11月5日抽水58点，发电53点，水库电力调度模块预测明日抽水结束水位394m，发电结束水位383．6m，11月5日实际抽水结束水位393．95m，发电结束水位383．6m。该模块使得电站计划人员更精确、方便、有效地完成对水库水位的调度计划，增强了水库运行的安全性和准确性。
个事件历史数据库和若干过程模型组成。一个过程
主要包含启动、完成和若干步骤模块。每个模块都可包含一个条件判断模块。通过对过程或设备运行的实际状态与理想或设计的模型或曲线进行比较，评估被监测设备的运行情况。2．8设备状态监测管理
设备状态监测管理模块利用实时数据和事件数据，融合其他试验以及设计数据，为整个电站建立统一电子化设备状态档案库，并为将来开发设备的
4结语
通过实时信息系统平台的建设，建立海量的实时数据库，这只是实时数据利用的第一步。抽水蓄能电站生产运行与设备监测系统将海量的实时和历史的数据转化为电站运行管理和检修管理所用的预警和指导信息，为电站优化生产过程，降低生产成本和设备损耗，为提高现代化生产管理水平提供了有力的支持。
(责任编辑高
瑜)
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