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H9000与水电厂综合自动化回顾

日期：2008-8-3 18:05:16 来源：中国自动化网
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摘要：摘要：本文首先回顾水电厂综合自动化的在科研试点、实用推广和“无人值班”(少人值守)三个历史阶段的工作历程，然后重点介绍近年来H9000系统结合水电厂“无人值班”(少人值守)工作进行的改进工作，在水电厂创一流和实现AGC方面的经验，H9000 V3.0系统的新功能和兼容性方面的进步。

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关键词： H9000 水电厂综合自动化

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引言

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　　在国家电力公司(包括原水利电力部、原能源部、原电力部)的大力倡导下，我国的水电自动化工作自二十世纪80年代的科研试点逐步进入了90年代的“无人值班”(少人值守)试点和推广的阶段，建设并完成了一大批水电综合自动化系统，有力地推动了水电行业的技术进步。目前，已有29个水电厂实现了“无人值班”(少人值守)，20个水电厂通过了国家电力公司的一流水电厂验收，还有相当已批水电厂已经具备了验收的条件，取得了巨大的成功。

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　　水科院自动化所作为行业的自动化专业科研单位，自始至终地参加了与水电厂综合自动化有关的科研、推广及“无人值班”(少人值守)和创一流水电厂的工作，完成了包括东北白山梯级在内的一百多个大中小型水利水电自动化工程，出口埃塞俄比亚Tis Abay二级电站的系统已投入了商业化运行，完成了隔河岩电站引进计算机监控系统的改造工程，实现了湖南镇100MW机组扩建电站的“关门运行”，为白山等六大水电厂实现创“一流水电厂”创造了必要条件，2001年联合中标三峡梯级调度中心及左岸电站计算机监控系统工程，2002年连续在洪江、碗米坡、株州航电等国际招标工程中标，取得了令人瞩目的成果，回顾过去，展望未来，意义非同一般。

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　　本文首先回顾水电厂综合自动化的在科研试点、实用推广和“无人值班”(少人值守)三个历史阶段的工作历程，然后重点介绍近年来H9000系统结合水电厂“无人值班”(少人值守)工作进行的改进工作，在水电厂创一流和实现AGC方面的经验，H9000 V3.0系统的新功能和兼容性方面的进步。

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水电站综合自动化技术的发展过程

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　　科研试点阶段：我国水电站综合自动化技术的应用起步于20世纪80年代初。当时，水电部的水科院和南自所及机械部的天传所分别在富春江、葛洲坝二江和永定河梯级进行试点研究，研制成功的富春江水电厂多微机分布控制系统于1984年11月正式投入运行，1986年获国家科技进步三等奖。通过试点，尝试了计算机技术应用于水电厂监控系统的可行性，培养和锻炼了一批从事水电厂计算机监控系统的科研、设计、安装和运行维护的工程技术人员队伍，积累了宝贵的经验。但由于经验不足，研制周期过长，资金缺乏，使基础自动化配套改造不够，影响计算机监控系统的正常使用，另外，在系统的规模、功能、结构、工艺、可靠性以及软件的水平等方面与国外差距较大。

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　　实用推广阶段：原水电部于1987年和1993年先后制定了“七五期间水电厂自动化计算机应用规划”和“八五期间以及2000年水电厂计算机监控系统推广应用规划”，两批共规划了67个大中型水电厂。根据“七五”规划，到1993年，先后又有27座水电站采用了不同形式的计算机监控系统，如葛洲坝二江、鲁布革、富春江、丹江口、新安江、铜街子、安康、石泉、龙羊峡、东江、白山等。软件和硬件设备的标准化工作取得了初步成效，初步形成了工业化生产，达到了实用化水平，形成了几种成熟的推荐模式。同时，科技水平有了很大的提高，有关科研院所已经能够独立承担各类工程的计算机监控系统设备的开发研制生产任务，一大批科技人才茁壮成长。

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　　“无人值班”(少人值守)阶段：通过技术改造与技术进步，实现减人增效，创国际一流企业，是国家电力公司的长远发展战略。为了实现这一目标，根据1994年原电力部在东北太平湾水电厂会议提出的建议，由安生司主持、水科院自动化所等单位参加，讨论制定了《水电厂“无人值班”(少人值守)的若干规定(试行)》并由电力部于1996年颁布执行。与此同时，电力部颁布试行了《一流水电厂的考核标准》。1994年太平湾会议还确定了葛洲坝二江、太平湾等5个水电厂为“无人值班”(少人值守)第一批试点单位，水电厂“无人值班”(少人值守)试点工作由此拉开帷幕。1996年又扩大白山、紧水滩、龚嘴等9个水电厂为第二批试点单位。两批试点带动了水电行业的自动化技术进步，据不完全统计，自1980年以来截止到目前为止，全国安装水电厂计算机监控系统总数约300套，而在这一阶段内，国内总共新安装投运的监控系统约250套，其中水科院自动化所新投系统100套，电自院新投运约120套，其余系统由国外公司或国内其他厂家提供。

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　　与1994年以前比较，“无人值班”(少人值守)阶段的工作特点是：(1)各水电厂自动化改造的积极性空前高涨，积极要求上计算机监控系统，并把监控系统当作全厂“创一流”工作的重点，以监控系统带动全厂的自动化改造，为监控系统工作的顺利展开创造了良好的局面。(2)监控系统的功能齐全，软件和硬件标准化程度高，开发周期短，性能指标先进，普遍达到了国际同期先进水平，实用性强，可靠性好，成功率高，满足了水电厂“无人值班”(少人值守)的要求。(3)国家级科研开发骨干队伍逐渐形成，形成了自主品牌的监控系统，在国际上具有相当的知名度，如水科院的H9000系列分布开放系统和电自院的SSJ系列计算机监控系统，基本占领了国内水电市场。(4)系统的实用化程度高，推动了行业的技术进步，促进了管理的现代化，为减人增效奠定了技术基础，取得了实效。

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H9000系统与水电厂“无人值班”(少人值守) 技术

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　　H9000系统是水科院自动化所于二十世纪90年代初期设计开发的面向水电应用的分布开放系统，我国水电厂综合自动化的重要科研成果。该系统的设计不仅吸收了国外公司产品的先进技术路线，使H9000系统的总体设计接近国际先进水平，而且根据我们多年的工程经验和对水电自动化理解，结合1994年国电公司颁布的水电厂“无人值班”(少人值守)导则，在系统的结构设计、功能设计方面，充分考虑水电厂有人和“无人”对监控系统在可靠性、冗余措施、功能要求等方面的差异，系统功能齐全，软件和硬件标准化程度高，组态能力强，开发周期短，符合中国国情，实用性强，可靠性好，系统投运成功率高，满足了水电厂“无人值班”(少人值守)的要求。为此，H9000系统不仅具有常规电站监控系统的功能，而且进一步开发完善了下列功能：

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完善的硬件与软件冗余体系

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　　水电厂实现“无人值班”(少人值守)后，由于现场值班人员减少，每值往往只有两人，当现场设备出现故障时，消缺人员一般要等较长时间才能抵达现场，因此对于监控系统的可靠性要求更高，要求有较高的冗余度，在系统降阶运行时不影响电站的安全。

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　　为了满足要求，H9000系统的硬件可采用多层次的冗余措施，如数据库管理站、操作员站、通讯服务器、网络交换机、网络通道、主控级UPS、LCU的数据采集与控制器、CPU模块、通讯模块、I/O通道、现地总线、机箱电源、机柜电源等，全部可以实现冗余配置，由软件实现冗余设备的检测与故障诊断，实现冗余部件的无扰动切换，确保系统中某一部件的故障不影响系统的正常运行。故障部件由消缺人员及时处理。

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　　另外，H9000系统的软件总体设计技术采用了无主设计的概念，即系统中任何一个计算机节点的应用软件配置是完全相同的，如数据库管理站、操作员站或工程师站，相同的软件配置根据不同的功能授权实现不同的功能。当任何一个计算机节点出现故障时，可通过功能授权调整实现功能的重新分配。如正常运行时，工程师站不具备现场设备的操作控制权，但经过权限的调整，可以进行控制操作。因此，当一个系统具有多台计算机节点时，计算机出现全部调试故障的概率可以认为是零，H9000系统永远是可控的。目前由于计算机的硬件资源相对丰富，很多原先需要很高配置的设备完成的工作一般计算机均能完成，因此，H9000系统将现地人机联系计算机节点的功能也充分提升，基本上可以完成主控级的人机联系任务，使H9000系统的控制可靠性得到进一步加强。

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