简要信息

【获奖类型】应用二等奖

【任务来源】横向合同

【课题编号】KY0713

【课题起止时间】2008年6月～2008年12月

【完成单位】北京中水科水电科技开发有限公司

【主要完成人】王峥瀛、王桂平、周  文、何飞跃、陈小松、郭  洁、梅  林　

立项背景

长江三峡水利枢纽工程是具有防洪、发电、航运等综合效益多目标开发的大型水利工程，其大坝坝址位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇，距下游已建成的葛洲坝水利枢纽约40km。

三峡梯级负责对三峡及葛洲坝枢纽的防洪、发电、航运进行统一联合调度及管理。从三峡电力外送系统设计看，三峡—葛洲坝梯级输电系统在全国电网联网格局中处于中心位置，其梯级电力调度对全国跨区电网的稳定运行也具有举足轻重的作用。三峡电厂单台机组的容量巨大，三峡梯级调度通信中心的调度方式可以直调到机组。这使得三峡梯级调度计算机监控系统，既有别于一般电网调度计算机监控系统，也不同于通常的梯级调度计算机监控系统，而是具有鲜明特色的综合化计算机监控系统。

三峡梯调计算机监控系统采用ABB公司的SPIDER系统平台，由瑞典ABB公司中标，2001年合同签订，2003年完成第一次现场验收。在系统运行中，部分设备老化，故障率升高，一些高级应用也不能满足需求，为了解决这些问题，水科院中水科技开发有限公司合作对ABB Spider监控系统进行完善。

详细科学技术内容

梯调完善项目是大型的监控系统改造、完善项目，具有难度大，要求高的特点。项目改造完成后，不仅修复了原系统的缺陷，嫁接的高级应用与原系统完美结合，各方面性能指标均达到国内行业技术的先进水平，该项目具有典型代表性，积累的技术经验可以用于众多待改造升级的各大监控系统。具体如下：

（1）获取ABB SPIDER系统实时数据

要在Spider系统上增加新的应用，获取实时数据是前提也是最大的难点，通过对Spider系统的深入研究，在Spider实时数据库服务器上嵌入进程，通过ABB 实时数据库内部接口获取实时数据及事件信息；并且，该进程运行在主、备两台实时数据库服务器上，利用Spider系统的任务队列管理实现了双机、双网的切换，进程自我守护等功能。实现了SPIDER数据库与H9000历史库的无缝连接。

总共处理数据点规模遥信量有12235 个，遥测量有4051 个，处理的数据规模庞大。为保证新加入的进程不影响原系统，对该任务做了长时间严格的测试，经测试性能指标满足要求，具体指标如下：

Hdbwrite（实时模拟量、开关量数据获取任务）

内存消耗2777K，CPU消耗  1.2%~1.5%

Eventwrite（实时事件信息获取任务）

内存消耗1990K，CPU消耗  0.4%~1.0%

（2）建立新的历史数据库

在获取实时数据后，建立了H9000历史数据库，所有的模拟量测点时间分辨率达到1秒，在原SPIDER系统最高5秒分辨率的基础上有了很大的提高。为其它高级应用，打下了良好的基础。

（3）趋势分析软件

采用H9000系列产品中的趋势分析软件——SMA2000，部分功能按梯级调度需求定制开发。SMA2000以其友好的人机交互视图，符合用户个性化的定制曲线，方便的事故回放、故障诊断功能，以及多种方式的事故报警获得用户的好评，对有效的提高生产计划性，监测设备运行趋势，发挥了显著作用。

具体功能如下：

支持B/S和C/S两种结构；

能够在画面便捷的选择任意模拟量、开关量显示；颜色、量程、线型等属性能自由组态；

可显示由秒级到小时级各个分辨率的数据及其特征数据；

提供线形图、散点图、直方图、饼图、表格等多种展示；

提供单条，多条曲线的平移、放大等操作；

能对多条曲线进行数学运算生成虚拟曲线；

能定制或智能搜索同一单元、不同单元的相关数据；

提供曲线数据的导出，离线查看功能；

l对发电计划能显示实际发电曲线、计划曲线各修改版本以及每次的修改原因；

具备实际发电基于计划曲线值及考核曲线的超限报警功能，对电站实发（有功、母线电压、系统频率）与计划（及高，低限制电压，上、下限频率）进行扫描对比，当越限时给出告警并进行相应的语音提示。

性能指标如下：

实时数据刷新时间                      ≤   1秒

查询3T规模的历史数据，前端响应时间   ≤  10秒

（4）报表软件

采用H9000 系列产品中的报表组态软件——HReport，梯调的报表分析、统计功能要求较高，经过方案比选后，最后采用ABB SPL（SPIDER Programming Language）与HReport 相结合的方式生成统计报表。以下为梯级调度报表的一部分：

对重要的生产数据品质，包含对外通信链路等进行任意时间段的统计分析；

三峡、葛洲坝、梯级机组及线路发电负荷、送电负荷自动汇总，含最大、最小出力及发生时间，并生成曲线与表格；

梯级电站机组开、停机次数、运行及停运时间统计，含对应时间序列；

机组进相时间统计，含时间序列报表；

线路停送电次数统计，含对应时间序列；

线路电压越限时间统计，含对应时间序列；

通过组态实现在报表中线路、机组的选择界面。

（5）发电计划自动流转

三峡梯调中心接受国调，华中网调，湖北省调发电计划，都要分别从一个安全分区接受计划，人工记录，然后到另一个安全分区，人工录入记录下发到各个电厂。中间过程各不相同，严重依赖人工，不仅过程繁琐，更是容易产生人为因素造成的调度失误问题。

发电计划的自动流转使原来依赖人工完成的工作都有计算机自动完成，大大降低了人为因素造成的错误可能性。

（6）原Spider历史数据库系统设备在线升级

对Spider的历史数据库系统在线备份，更换故障率高的模块，增加历史数据库容量，实现Spider历史数据库系统的平稳升级。

发明及创新点

（1）首次在无外商提供技术支持的情况下，实现在国外的著名监控系统产品中嵌入软件包，全面截取实时数据，并实现新增高级应用与原系统的无缝结合。

同时，经过一年多运行的考验，证实嵌入的软件包，未降低原系统的稳定性，对主机负荷的影响也极小。

（2）通过报表软件与国外系统二次编程接口的结合，实现多种类统计报表及查询界面的组态生成。

（3）首次在实时监控系统上大量运用网页自动分析技术、Office文档自动化技术等信息化技术，实现调度计划曲线的自动流转。

与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较

梯调完善项目属于综合类技术运用项目，涉及到的技术范围比较广，例如ABB Spider系统开发，数据库技术，办公自动化，报表开发，图形技术等，尤其是在国外大型系统上创建多项新的应用，实现与原系统的无缝嵌入，在国内尚属首例。

成果应用情况及社会经济效益

（1）良好的设备数据分析、统计软件大大降低了人工处理数据、形成报告的劳动强度，此项每年节约人力成本约30万元。

（2）对设备历史数据的综合利用能让设备管理人员更好的了解设备健康状况，保障安全稳定运行，每年节约成本约150万元。

（3）监控系统的改造升级，减缓了原监控系统的折旧速度，并推延了购买新监控系统的时间，这项每年可节省约80万。

（4）发电计划的自动流转帮助大大提高了生产效率，降低了人为因素出错的机会节省的人力成本每年约20万。

项目的成功实施，每年大约可产生直接经济效益约280万，同时也带来了良好的社会效益。国外的监控系统软件，在某些方面不符合用户的需求，但国外厂商高昂的服务费和软件修改费使用户望而却步，受限于此，只能靠人工去完成许多可以自动完成的工作，大大降低了自动化水平。而我们本土的厂商有能力改变这一状况，让信息技术更好地为生产服务，让已投资的硬件发挥更大的效能。

成果转化、推广或产业化方面还需帮助解决的问题

目前，采用国外计算机监控系统的水电厂，集控中心多数存在较多难以解决的缺陷、故障，并且备品备件采购成果过高，都有更新换代的意愿。但如何实现与原系统的平稳过渡，是一个主要的技术难题。如果多树立一些类似项目的成功案例，也许能推动这些企业的加快自动化、信息化建设的进程。