水電站實時監(jiān)控專家系統(tǒng)

1、水電站實時監(jiān)控專家系統(tǒng)        摘要: 提出了一種水電站實時監(jiān)控專家系統(tǒng)，可在水電站實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、一次圖表顯示、曲線 圖和棒圖生成、中文報表生成、事故綜合處理等功能，使電站達到無人監(jiān)控、少人值班的高 自動化水平。使操作人員從傳統(tǒng)的、煩瑣的手工抄表中得到解脫。提高了電站的自動化水平 和運行的安全可靠性。 關(guān)鍵詞: 實時監(jiān)控; 專家系統(tǒng); 軟件; 結(jié)構(gòu) Expert System for Hydropower Plants Realtime Monitori ng Ab s tract: A supervis

2、ory control and data acquisition expert system for water power station s is discussed in this paper.The system can gather the real time data in the pow er stations and substations,and make tables and graphs from the data.All reports and curve sketches are in Chinese formar and can be printed by para

3、llel printer s.The system can record the important information in the accident moment.It achi eves high level automation in power stations monitoring. Key words: real time supervisory control and data acquisition; expert system; software; structure 1引言 傳統(tǒng)水電站監(jiān)控系統(tǒng)一般采用儀表監(jiān)控和機監(jiān)控，在廠站端用微機遠動裝置RT U作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，電

4、廠站僅僅作為數(shù)據(jù)采集與傳輸單元向調(diào)度中心發(fā)布信息，大部分監(jiān)護和控制動作都需要手工完成，自動化水平低。隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高，傳統(tǒng)電 站監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足要求。電廠站除數(shù)據(jù)采集與向調(diào)度中心發(fā)布信息外，同時需實現(xiàn)圖形、曲線、報表處理等能力。把計算機（IPC）用于電力系統(tǒng)廠站端的實時監(jiān)控專家系統(tǒng)可以和RTU通訊，并將所得的數(shù)據(jù)信息加工處理成為用戶需要的形式，實現(xiàn)電站的實時監(jiān)控。此系統(tǒng)是基于專家系統(tǒng)的，稱為電站實時監(jiān)控專家系統(tǒng)。系統(tǒng)提供一次接線圖實時刷新顯示，使值班人員對電器運行狀況一目了然；實時數(shù)據(jù)表顯示與打印功能使傳統(tǒng)的、煩瑣的手工抄表得以取代；事件順序記錄和事故追憶功能為分析事故原因帶來方

5、便；記錄存檔功能使廠站的生產(chǎn)運行情況有案可查；豐富的曲線功能為了解電氣參數(shù)的變化提 供了客觀依據(jù)；系統(tǒng)支持用戶進行遙控和遙調(diào)。在電廠站端采用IPC實時監(jiān)控專家系統(tǒng)后，可達到無人監(jiān)控、少人值班的高自動化水平，減輕了操作人員工作強度，提高了電廠站運行的安全可靠性。 2實時監(jiān)控專家系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電站實時監(jiān)控專家系統(tǒng)采用分層分布式開放型結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)分為兩層，即廠站級控制層和 現(xiàn)地控制單元。兩層之間采用可靠的雙網(wǎng)冗余快速以太網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 廠站級控制層由下列設(shè)備組成： （1）主控計算機（專家處理機）兩套，以互為熱備用方式工作，完成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的管理。包括AGG/AVC計算和處理、數(shù)據(jù)庫

6、管理、在線及離線計算、圖表曲線的生成、事故及故障信號的分析處理等。 （2）操作員工作站設(shè)兩套，每套工作站帶兩個顯示器（雙屏），兩臺工作站互為熱備用方式，一臺用于監(jiān)控，一臺用于監(jiān)視。當監(jiān)控工作站因故退出時，監(jiān)視工作站可自動或手動升為監(jiān)控站。 （3）工程師兼培訓工作站用于修改定值、增加和修改畫面、系統(tǒng)維護、軟件開發(fā)及遠程診斷。還可以離線設(shè)置，仿真培訓。 1            （4）數(shù)據(jù)兼打印報表機用于完成歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印等。 （5）通訊處理機完成與網(wǎng)調(diào)、省調(diào)EMS系統(tǒng)進

7、行實時數(shù)據(jù)交換，與廠內(nèi)其他系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)、水情測報系統(tǒng)、五防機等）進行通訊。 （6）電話及語音報警計算機用于語音報警輸出、電話語音查詢、報警自動傳呼等。 （7）其他設(shè)備包括GPS時鐘系統(tǒng)、設(shè)備、不間斷電源系統(tǒng)（UPS）、模擬屏、 模擬屏控制機、打印機等。   現(xiàn)地層控制主要由12套現(xiàn)地控制單元（LCU）組成。其中9套機組LCU，一套開關(guān)站LCU，一套公用設(shè)備LCU和一套主變LCU。各LCU分別完成各自監(jiān)控對象 的數(shù)據(jù)采集及處理    記錄處理功能包括：異常情況記錄（遙信變位和遙測越限），事件順序記錄（連續(xù)變位 的狀態(tài)量順序記錄），事故追憶記錄

8、（當事故發(fā)生時記錄其前后各三點重要遙測量值）和操作記錄（包括遙控和遙調(diào)時間、成否、操作員記載）。每類記錄均包括時間、相應(yīng)變化的中文說明及該點狀態(tài)。所記錄的內(nèi)容均解幀程序模塊中實時生成。文檔管理包括：報表處理及文本編輯。 操作票打印功能：提供用戶打印100幅常用操作票的能力。為了確保系統(tǒng)的實時性不受影響，所有打印操作均采用中斷打印，即占用IPC的中斷請求IRT，在中斷服務(wù)程序中進行。 實際上，專家系統(tǒng)的主要任務(wù)是應(yīng)用現(xiàn)有的或過去的知識進行推理以解決問題，即對系統(tǒng)進行實時監(jiān)護和控制，達到廠站系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目的。當機組運 行時，系統(tǒng)存在很多不確定因素，要使系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，監(jiān)控系統(tǒng)就必須能實時在線處理 各種突發(fā)事件，使系統(tǒng)穩(wěn)定。如：當系統(tǒng)穩(wěn)定運行時發(fā)生線路短路（特別是暫時故障），監(jiān)控系統(tǒng)會使系統(tǒng)實現(xiàn)自動重合閘來切除故障；火災(zāi)事故時，監(jiān)控系統(tǒng)會啟動火災(zāi)報警系統(tǒng)和自噴淋系統(tǒng)；當機組軸電流過大時，二級報警且事故停機等。以主變出口斷路器外線路發(fā)生單相接地（永久性故障短路）為