水电站实时监控专家系统

水电站实时监控专家系统水电站实时监控专家系统 1 引言 传统水电站监控系统一般采用仪表监控和计算机监控 在厂站 端用微机远动装置 rt u 作为数据采集设备 电厂站仅仅作为数 据采集与传输单元向调度中心发布信息 大部分监护和控制动 作都需要手工完成 自动化水平低 随着电力系统自动化水平 的提高 传统电 站监控系统已不能满足要求 电厂站除数据采 集与向调度中心发布信息外 同时需实现图形 曲线 报表处 理等能力 把工业计算机 ipc 用于电力系统厂站端的实时监 控专家系统可以和 rtu 通讯 并将所得的数据信息加工处理成 为用户需要的形式 实现电站的实时监控 此系统是基于专家 系统的 称为电站实时监控专家系统 系统提供一次接线图实 时刷新显示 使值班人员对电器运行状况一目了然 实时数据 表显示与打印功能使传统的 烦琐的手工抄表得以取代 事件 顺序记录和事故追忆功能为分析事故原因带来方便 历史记录 存档功能使厂站的生产运行情况有案可查 丰富的曲线功能为 了解电气参数的变化规律提 供了客观依据 系统支持用户进行 遥控和遥调 在电厂站端采用 ipc 实时监控专家系统后 可达 到无人监控 少人值班的高自动化水平 减轻了操作人员工作 强度 提高了电厂站运行的安全可靠性 2 实时监控专家系统系统结构 电站实时监控专家系统采用分层分布式开放型网络结构 系统 分为两层 即厂站级控制层和 现地控制单元 两层之间采用可 靠的双网冗余快速以太网总线结构 厂站级控制层由下列设备 组成 1 主控计算机 专家处理机 两套 以互为热备用方式工作 完成计算机监控系统的管理 包括 agg avc 计算和处理 数据 库管理 在线及离线计算 图表曲线的生成 事故及故障信号 的分析处理等 2 操作员工作站设两套 每套工作站带两个显示器 双屏 两台工作站互为热备用方式 一台用于监控 一台用于监视 当监控工作站因故退出时 监视工作站可自动或手动升为监控 站 3 工程师兼培训工作站用于修改定值 增加和修改画面 系 统维护 软件开发及远程诊断 还可以离线设置 仿真培训 4 历史数据兼打印报表计算机用于完成历史数据查询 报表 打印等 5 通讯处理机完成与网调 省调 ems 系统进行实时数据交 换 与厂内其他系统 mis 系统 水情测报系统 五防机等 进行通讯 6 电话及语音报警计算机用于语音报警输出 电话语音查询 报警自动传呼等 7 其他设备包括 gps 时钟系统 网络设备 不间断电源系统 ups 模拟屏 模拟屏控制机 打印机等 现地层控制主要由 12 套现地控制单元 lcu 组成 其中 9 套 机组 lcu 一套开关站 lcu 一套公用设备 lcu 和一套主变 lcu 各 lcu 分别完成各自监控对象 的数据采集及处理 并向 网络传送数据 接受上位机的命令和管理 同时单个 lcu 具有 独立的控制 调节和监视功能 配有键盘和监视器 当与上位 机系统脱机时 仍可进行必要的控制调节和监视 现地控制单 元 lcu 由工控机和 plc 及远程 i o 等设备组成 用作专家系统的主控机在系统中实现高层次的推理 其中包括 诊断的反向推理 同时监控系统的运行过程 并对面向图形的 知识获取系统加以控制 专家系统通过多通道数据总线 lcu 和 以太网传送实时数据 实现数据的实时处理 从而实现专家系 统的实时控制 3 实时专家系统软件流程 系统的软件分为三个部分 知识库编辑 数据库编辑 安全监 控 推理机 知识库是专家系统的重要组成部分 它以适当 形式表示专家 工程设计者 所拥有的关于电站安全运行的电 气 机械等各方面的专业知识 包括确定性知识和经验知识 数据库是存放专家系统当前工作已知的一些情况 如有功 无功 给定值 导叶开度 发电机输出电压 电流等 推理机 安全 监控 实质是计算机的一组程序 目的在于控制 协调整个专 家系统工作 根据机组 运行的当前输入数据或信息 利用知识 库的知识 按一定的推理策略去处理 解决当前的问题 其中 知识库编辑 数据库编辑为离线 安全监控软件为实时在线 在初始化之后 实时监控系统将在数据库定义软件中生成各类 数据库 曲线 棒图 报表及知识库装入 并在内存中为其分 配工作空间 实时监控的主要功能有厂站图表处理 文档处理 及操作票打印等功能 厂站图表功能包括 1 一次图实时刷新显示将图形编辑软件中定义的各种图表显 示出来 并根据实时数据 值刷新动态点 用户亦可在一次图面 上用鼠标选中点进行手工修改刀闸状态操作 或选中遥控开关 遥调变压器分接头遥控 遥调操作 开关合分 变压器分接头 升降 系统将每次操作情况均存入 操作记录 中 备日后查询 2 棒图显示可规定上限和下限 正常时为绿色 越上限为红 色 越下限为黄色 3 实时数据表功能可取代传统电厂站端的模拟表屏 既降低 成本 又安全可靠 4 电能量表包括每块电度表的表盘值和电能量值列表显示 远动配置显示功能 可显示系统所联接各台远动装置 rtu 的 yx yc pa 原码 以备维护数据采集装置时参考 历史记录处理功能包括 异常情况记录 遥信变位和遥测越限 事件顺序记录 连续变位 的状态量顺序记录 事故追忆记 录 当事故发生时记录其前后各三点重要遥测量值 和操作记 录 包括遥控和遥调时间 成否 操作员记载 每类记录均 包括时间 相应变化的中文说明及该点状态 所记录的内容均 解帧程序模块中实时生成 文档管理包括 报表处理及文本编辑 操作票打印功能 提供用户打印 100 幅常用操作票的能力 为 了确保系统的实时性不受影响 所有打印操作均采用中断打印 即占用 ipc 的中断请求 irt 在中断服务程序中进行 实际上 专家系统的主要任务是应用现有的或过去的知识进行 推理以解决问题 即对系统进行实时监护和控制 达到厂站系 统安全稳定运行的目的 当机组运 行时 系统存在很多不确定 因素 要使系统运行稳定可靠 监控系统就必须能实时在线处 理 各种突发事件 使系统稳定 如 当系统稳定运行时发生线 路短路 特别是暂时故障 监控系统会使系统实现自动重合 闸来切除故障 火灾事故时 监控系统会启动火灾报警系统和 自喷淋系统 当机组轴电流过大时 二级报警且事故停机等 以主变出口断路器外线路发生单相接地 永久性故障短路 为 例 lcu 采集到短路信号 数据并从以太网传到主控机 专家系 统处理机 主控机通过 分析 作出实时 命令 改变厂站 图表一次图中刀闸的状态且向 lcu 发出相应的命令来实现输电 线路自动重合闸 实时数据表也将对系统的动作有相应的动作 历史事件中操作记录 异常情况功能将记录下所发生的异常情 况和操作 若系统永久性故障短路系统重合闸后故障不能切除 主控机 收到故障信息重新作出分析后 给出事故停机令 此时 专家系统又通过改变一次图并向 lcu 发出事故停机令来完成机 组事故停机令 并在历史数据功能中记录下详细的操作 异常 情况和事件顺序等 若系统有中断请求 rtu 将和远方发生通 讯 这样从故障