简要信息

【获奖类型】应用特等奖

【任务来源】横向

【课题编号】

【课题起止时间】2005年6月 ~ 2009年1月

【完成单位】中国水利水电科学研究院

中国长江三峡集团公司

长江水利委员会设计院

【主要完成人】王德宽、姚维达、袁  宏、王桂平、张  毅、李建辉、文正国、杨叶平、张  捷、迟海龙、龚传利、杨春霞、王峥瀛、张玉平、梅  林

立项背景

    本项目主要是进行三峡右岸电站计算机监控系统的设计、有关设备的选型、制造、采购、软件开发、工厂试验、现场指导调试、现场试验、用户培训等，实现三峡右岸12台700MW巨型机组的实时监控。设备包括厂站层系统各服务器、操作员站及大屏幕投影系统，2套开关站LCU、2套厂用电LCU、1套公用系统LCU、模拟屏驱动LCU、12台机组LCU以及有关网络设备等。突出成果主要包括：

（1）本系统为世界上最大的水电站计算机监控系统，三峡右岸及右岸地下电站共18台700MW机组（地下电站6台），计算机监控系统采用统一设计分步实施的方案，目前已实现了右岸全部12台700MW机组、500kV开关站及全厂辅助设备的实时监控和生产管理。

（2）三峡右岸电站计算机监控系统是我国自主研发的监控系统首次成功实现国产700MW机组的自动化控制并投入商业化稳定运行，标志着我国水电站计算机监控系统已进入国际领先行列。

（3）首次提出并研制成功了面向特大型电站三网四层结构的分层分布开放式系统，采用电站控制网与信息网分离的模式，合理分布系统负荷。满足了巨型机组特大型电站对控制系统实时性、安全性、可靠性及可扩展性的要求。

首次开发成功了多服务器负荷平衡管理与互备冗余技术，实现了数据采集的高可靠性。

（4）首次采用多链路、多线程处理技术，数据采集与传输性能提高了6～8倍，完全满足了巨型电站海量数据（全系统超过60000点）高速采集的实时性要求。

（5）面向服务的跨平台分布式系统架构，独特的高可控性的无主设计，各硬件节点之间并不存在相互依赖的逻辑上的主机，使系统具有无与伦比的可控性。

（6）在国际上首次采用数据包编号、双网冗余传输技术，实现了完全的双网冗余。

（7）通过采用数据组包技术、数据压缩和数据插值技术实现了15000点历史库数据秒级存取。

（8）在国际上首次采用自适应、自学习算法确定巨型机组特大型电站在电网中的频率综合调差系数，解决了无法确定电站AGC频差系数的难题。

（9）在国际水电监控系统中首次采用GTK图形技术，实现了异构操作系统环境下的用户外部界面、功能和性能及软件源代码的全兼容。

（10）卫星时钟同步管理系统采用一、二级时钟系统的方案。采用一级时钟双机热备冗余配置与二级时钟冗余双光纤通道连接，保证全厂智能设备的时钟一致和时钟源的可靠。

（11）在国际上水电站监控系统LCU总线通信上首次应用多现场总线、分布式光纤通信技术。

（12）在三峡右岸计算机监控系统中，LCU盘柜布置分散，距离远，不同的智能设备和现场总线接口，实时性和可靠性要求高，采用此技术，使分散的远程单元、不同的职能设备和不同的现场总线的通信达到了高实时性、高抗干扰性。

（13）在国际上水电站监控系统LCU上远程I/O单元首次应用双环网光纤通信技术，使LCU的可靠性满足巨型机组的高要求。

（14）在三峡右岸计算机监控系统中，所有LCU机箱中采用双光纤环网技术，进一步提高了LCU的可靠性，此技术在陆续后建的水电建设得到普遍采用。

（15）LCU在设备电源、采集控制电源、CPU、网络、远程单元机箱连接等方面采用多重冗余技术，进一步提高了LCU的可靠性。冗余程度、范围在国际上是首次。

（16）在LCU中首次采用NTP网络对时技术与串行同步时钟脉冲技术相结合，使LCU控制器的时钟同步精度达到了微秒级，充分保证了SOE事件分辨率1毫秒的技术要求。

（17）先进可靠的通信技术：在国内水电控制厂家中首次开发成功IEC60870-6-TASE.2。

（18）无须制作网页，监控系统的画面可直接转换为SVG格式在WEB站点上展示，提供有多种动态效果展示生产过程和趋势分析曲线。

该系统的成功应用，打破了国外公司在巨型机组特大型水电站监控系统方面的垄断，推动了我国计算机监控技术的发展。和三峡左岸进口的监控系统相比，右岸监控系统在很多方面超越了进口系统，比国外的系统更符合中国国情。系统的总体技术水平达到了国际同期先进水平，在系统总体结构设计、系统可靠性设计、人机联系、数据通讯、自动发电控制等单项技术方面已居国际领先水平，代表了当今国际水电站计算机监控技术和应用的最高水平。目前，已被直接推广应用到瀑布沟等30多个电站，并有许多单项技术被推广应用到其他水利水电、污水处理或输水泵站等领域，创造了良好的经济效益和社会效益，具有广阔的推广应用前景。

三峡右岸电站计算机监控系统的成功投运，为我国计算机监控系统技术的发展提供了很多有益的经验，为巨型机组特大型电站计算机监控系统的建设创出了一条新路。目前该系统已被推广应用到瀑布沟、瑞丽江、积石峡、沙湾、西津、安康等30多个电站。许多单项技术被直接应用到其他各类水电工程或其它领域，如三网四层系统结构、星环结合的主干网结构、全厂卫星时钟同步技术、自学习的自动发电控制技术，GTK跨平台人机联系技术，海量数据处理与传输技术，等等，具有非常广阔的推广应用前景。

随着溪洛渡、向家坝、锦屏一/二级、鲁地拉、糯扎渡、白鹤滩、乌东德等巨型电站的建设，该成果具有广阔的推广应用空间。

三峡右岸计算机监控系统