浅谈华安水电厂集控中心监控系统的建设

浅谈华安水电厂集控中心监控系统的
建设
摘要：水电厂集控中心在水力电能生产过程中作用巨大，通过对流域水电厂进行集中控制和管理，优化水资源调度，可以通过远方的监视和操作，真正实现电厂“无人值班”；可以减少现场运行人员和设备配置，降低运行管理费用；可以将各个系统的数据统一汇总，形成真正的生产管理平台，实现企业的高效现代化管理。

本文主要围绕华安水电厂集控中心系统架构进行分析，探讨其集控中心监控系统以及二次安全防护的建设要点。

关键词：水电厂集控中心；监控系统；现代化管理；系统架构；二次安全防护
华安水电厂位于福建漳州市华安县境内九龙江北溪干流旁的新圩镇，九龙江
北溪是九龙江的主要干流，位于福建省西南部，发源于戴云山脉和博平山脉，流
域面积9640km2，河长272km。

水电厂距著名侨乡闽南“金三角”经济开发区—
漳州市约55km，距华安县城约10km，现拥有一厂、二厂和华成电站，两厂一站，总装机141.5MW。

集控中心建设前的运行方式为电调在华安二厂，水调在县城坝区，在实际运
行中给水调与电调的协调造成困难，未能充分发挥水库科学经济调度的优势，故
有必要将电调监控系统延伸至县城坝区，开展电调、水调合一的集控中心建设，
发挥电厂的最大经济和管理效益。

结合华安水电厂集控中心建设项目，我将从以
下几个部分谈谈集控中心监控系统以及二次安全防护的建设要点。

一、项目建设内容
本项目建设改造内容主要包括集控中心计算机监控系统、电量采集系统、广
播系统、UPS电源及华安二厂现有设备改造等。

具体包含以下内容：
（1）计算机监控系统
在华安水电厂生产调度楼7楼集控中心部署发电计划、OMS、大坝闸门远程控制系统等工作站；集控中心的应用功能通过华安二厂现有集控中心监控系统实现；大坝闸门远程控制系统、OMS、发电计划曲线等通过网络延伸方式延伸至本期新建的集控中心。

（2）电量采集系统
在集控中心配置1套电量采集系统，分别从二厂、一厂（华成电站目前电量信息已汇集至一厂）采集三个厂站的电量信息，进行统一电量分析。

（3）广播系统
在华安水电厂生产调度楼部署1套广播系统，并在一厂进水口及尾水口、二厂进水口及尾水口部署前端广播设备，实现对坝区、一厂、二厂、华成电站的语音广播。

（4）UPS电源
配置1套集控系统UPS电源、1套信息设备UPS电源，实现对集控系统设备及信息设备不间断供电。

（5）华安二厂现有设备改造
更换华安二厂部分通讯机、服务器、IO主站、子站模块等。

集控中心系统总体方案下图所示。

集控中心系统示意图
二、项目主要设计原则
1.
集控中心严格按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，统筹规划，整体有序推进。

2.
系统建设要满足信息系统发展趋势：系统功能建设不脱离现状基础，充分考虑信息系统未来发展的方向。

3.
系统接口边界划分清晰，功能界定明确。

保障业务数据的及时性、完整性和准确性。

4.
保证数据维护源头唯一，多方共享，提高数据维护效率和数据准确性。

5.
软件及硬件按最大需求考虑，满足不同管理层面的业务需求，并为后续发展
进行预留。

充分考虑建设后的运行效率。

三、集控中心监控系统的应用与建设
华安水电厂集控中心监控系统采用双网络、双机冗余、通道冗余等多种冗余方式。

局域网通信规约TCP/IP，集控中心与各水电站的通信采用IEC60870-5104规约。

软件采用南自公司SD8000监控系统。

集控中心计算机监控系统应用功能由华安二厂现有集控中心监控系统、大坝闸门远程控制系统、OMS、发电计划曲线等通过网络延伸方式实现。

水电厂集控中心监控系统是追求安全、稳定、自动化、智能化运行的，为确保水电厂集控中心监控系统能够安全稳定运转，有效发挥远程控制核心价值作用，总体来讲，水电厂集控中心监控系统建设需要满足以下3点基本条件：
1.
要建立分布式结构，确保集控中心监控系统构成满足多网络节点共同组成要求。

而监控系统网络则要采用分布式网络建设结构，保证所有网络节点都能在出现故障后缩小故障发生范围，确保正常网络节点能够继续管理运行自身区域，这对水电厂整体建设而言是非常有利的，可增加水电厂整体运行安全稳定性。

第二，要建立冗余结构，融入以太网技术，并不断创新发展。

就水电厂集控中心监控系统设置而言，它需要结合内网组网相对简单的特点来清晰化结构内容，建立双星型快速交换式以太网技术体系，结合功能节点分析双机冗余模式，有效提升监控系统整体运行稳定性，同时体现其操作便捷性与维护便捷性优势。

第三，要建立开放式结构，结合流域电站建设采取分期建设形式，确保集控中心构建也能采用滚动式构建模式。

在这一过程中，应该结合系统软件更新来优化软硬件安装过程，采取模块化结构技术模式建立后期系统，保证系统规模有效扩大。

集控中心监控系统具有对电站各系统进行数据采集与处理、安全运行监视、运行调度、操作控制和管理等功能，同时负责接收上级调度系统下达的各项指令，向其他系统传送所需的数据，以便对所有电站进行有效的经济调度运行。

为确保水电厂远程监控应用功能优化到位，达到预期标准，则需要对集控中心监控系统中的所有网络节点建设进行分析，了解其服务器搭建与历史数据库搭建过程，建立快捷通讯网络节点，例如建立双局域网核心体系，确保不同节点能够分担不同功能，建立数据分散保存机制。

监控系统在建立通信网络过程中追求集控组网多元素体系建设，其中就包括了监控系统的通信协调性、技术性优化，基于多种模式建立控制梯级电站机组，确保远动装置控制梯级电站机组有效构建，形成站侧网关机械通信模式。

就整体来说，它首先采用直接控制通信网络组网模式；其次通过微机终端信息上传并采集数据内容，其中主监控系统可以做到随时发布命令；再一种是结构相对完整、系统内部分工明确的、灵活的梯级流域电站集控中心，它其中对数据传输要求较高，每次下达命令可保证所有梯级水电站都能接收到命令内容[3]。

在通信规约的选择方面要求较高，它需要建立运行速度较快的标准化进程，结合常用规约标准建立流域监控系统，并对系统内运行稳定安全内容进行分析，建立双规约模式。

在通信通道带宽光纤平台上则需用到最新的通信规约协议，确保集控中心监控系统数据监控准确到位。

就这一点来讲，需要结合不同节点系统建立相对平等的、可实现后期系统扩展的水电厂集控中心监控系统，确保系统稳定运行。

四、集控中心监控系统的二次安全防护
水电厂集控中心是为实现流域水电厂资源优化利用而设立的控制中心，它是梯级式水电厂和电网调度中心之间的重要枢纽。

华安水电厂集控中心由多个子系统组成，主要包括计算机监控系统、水调自动化系统、电能量管理系统以及生产管理系统等。

根据中华人民共和国国家发展和改革委员会《电力监控系统安全防护规定》的有关要求，集控中心的各个子系统分为生产控制大区和管理信息大区。

生产控制大区分为控制区（安全I区）和非控制区（安全II区）；管理信息大
区内部在不影响生产控制大区安全的前提下，可以根据各企业的不同安全要求划分安全区。

在生产控制大区与信息管理大区之间必须设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向单向安全隔离装置。

生产控制大区中的业务系统应当具有高安全性和高可靠性，禁止采用安全风险高的通用网络服务功能。

依照电力调度管理体制建立基于公钥技术的分布式电力调度数字证书系统，生产控制大区中的重要业务系统应当采用认证加密机制。

总结：
综上，水电厂集控中心监控系统的建设在追求稳定运行优化，确保充分发挥系统远程控制调节能力，有效促进流域水电站稳定运行的同时，也必须做好二次系统的安全防护，保证电力监控系统和电力调度数据网络的安全。

参考文献：
[1] 丁杰. 水电厂集控中心的监控系统建设[J]. 集成电路应用, 2019,312(09):108-109.
[2] 唐孝荣. 大型水电厂监控系统的集控运行分析[J]. 消费导刊, 2019, 000(010):228.
[3] 聂衡. 水电站远程集控运行技术探讨[J]. 通信电源技术, 2019, 036(007):284-285.。