SLM2500水电站自动化系统
一、概述
SLM2500水电站自动化系统是基于MICROSOFT的WINDOWS NT的综合自动化集成化开放式应用平台，适用于各种容量等级，不同功能要求的水电站。该系统不仅具备基本的监控和数据采集（SCADA）功能，还可以实现机组顺控、自动准同期、调速、励磁、功率调节控制等功能，并可与各种微机保护装置，变电站微机监控装置，县、地级调度中心系统、管理信息系统（MIS）等系统互联，实现电站“无人值班”（少人值守）的可靠、安全、经济运行。
SLM2500水电站自动化系统是集我公司在SCADA系统，综合自动化及微机保护方面的研究开发经验，并参考了国内外同类产品，建立在目前最新软硬件技术基础上的综合多功能的全新系统。系统在整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突破了以往同类系统的局限，在易操作性、易维护及人机界面友好上也发挥了现代计算机技术带来的方便，其设计视野宽广，可以满足用户多方面的需求。
二、系统特点
- 后台监控系统采用了微软（Microsoft）的Windows NT（Window2000）操作系统平台，界面友好，操作方便，运用多进程、多线程计算机技术，保证系统的实时性和高可靠性；采用专门的工程配置程序，方便电站系统配置、图形组态及报表设计等工作。
- 系统是一个高度集成的应用平台，在平台上综合了SCADA、保护设备管理、信息管理等功能，并向远程网络系统开放。
- 系统的体系结构采用网络分布式，数据及进程可动态迁移，极大地发挥硬件资源的潜力，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。
- 系统数据库采用了透明数据管理方式，数据库的描述采用面向对象利用人机交互图形描述，使繁杂的工作更简单更方便，也提高了系统的可维护性。
系统的设计目标是不依赖于硬件系统独立于硬件平台的，可在多种硬件平台（包括各种体系的工作站、微机及小型机），我们推荐使用Intel Pentium PC机或 DEC Alpha系列工作站作为硬件平台。 - 系统的软件实行是利用建立在ActiveX基础上的32位的MS Visual C++及MS Visual Basic及其它软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新系统组态，保证了系统的可扩展性及可维护性。
- 系统基于全图形的人机界面，各功能节点机具有统一风格的操作方式，易学易用。其人机界面具有多种图形画面功能，同时支持多媒体功能。
- 系统支持以组态图形方式动态、实时显示对象系统的运行状态和监测量。
- 系统支持各类信号声光提示、越限告警计算、虚拟信号计算等。
- 系统支持各种控制命令和策略：遥控、遥调、复归、校时等。
- 系统可同时提供8路（可扩64路）多规约串行口，可以全双工方式同各种类型的POLLING和CDT规约的厂站设备通信，支持CSC保护、LFP保护、SEL保护等，并可实现多种方式的透明、半透明、不透明规约转换及转发。
- 系统采用多机热备，自动切换，提高了硬件可靠性，软件系统具有多种安全保密措施。系统可满足工业界最严格的安全性要求。
- 系统还具有异地系统维护、系统调试、软件更新、故障排除等功能。
- 系统具有GPS对时功能。
三、系统结构
SLM2500水电站自动化系统可分为三层：站级监控层、通讯层和间隔层；站级监控层包括主备服务器、操作员工作站、工程师工作站、通讯处理机、打印服务器通等设备；通讯层起着间隔层与站级监控层的桥梁作用，为下发命令与上传数据的汇集点；间隔层负责采集数据并执行后台发出的遥控、遥调命令，主要有机组现地控制单元(LCU)、公用／开关站现地控制单元（LCU）、闸门现地控制单元(LCU)、前置通讯机等设备构成。另外，SLM2500水电站自动化系统还配备了GPS时钟同步装置；中文语音报警装置；不间断电源（UPS）；模拟信号返回屏；大屏幕投影仪；远程监视终端；操作员控制台等设备，用户可根据水电厂实际监控功能的需求情况，进行经济技术比较，选用性能价格比优越的配置方案。系统构成可参见附图1：《SLM2500水电站计算机监控系统框图》
3.1站级监控系统
3.1.1 运行环境
- 硬件平台
适用于RISC/Alpha工作站、服务器，SUN工作站、服务器或其它高档工作站、服务器、微机等； - 软件平台
支持Windows NT、Windows 2000操作系统，支持跨平台操作，支持SQL Server、Oracle、DB2、Sybase等多种商用数据库，产品基于CORBA/ACE技术实现。
3.1.2 配置模式
- 单机单网模式
采用单机单网工作模式，可以是单服务器+工作站模式，也可以是服务器工作站合二为一模式，这适用于小型电站。
- 双机双网模式
采用双机双网模式，即双服务器+工作站，双以太网模式，双服务器互为热备用，可实现相互切换，这适用大中型电站。
3.2通讯层
根据电站间隔层保护、监控设备使用的不同，所组成的通讯网络也不相同，我公司研制的站级监控系统可与机组的调速器及励磁系统进行通讯（需提供相关协议），并可与南瑞、南自、东方电子、许继、四方等公司的保护、监控设备配套，组成电站综合自动化系统。
3.3间隔层
电站间隔层的监控、保护设备主要负责实现遥测、遥信、遥脉数据的采集和站内设备的远方控制，并收集站内保护设备、智能仪表、智能监控设备等智能设备的数据和相关的设备状态信息，同时，负责所有站内智能设备的系统对时和转发站级监控系统所需的数据，执行站级监控系统的遥控、遥调命令。
四、系统指标
- 环境相容性
SLM2500水电站自动化系统设备能适应水电站的特殊环境。温度、相对湿度、尘埃、振动、冲击、噪音及电磁干扰等指标满足《水电厂计算机监控设备基本技术规范》的要求。 - 可靠性
平均故障间隔时间（MTBF）
主计算机（含磁盘） ≥17000h
现地控制单元 ≥25000h - 可利用率
计算机监控系统可利用率保证 ≥99.9% - 可维护性
设备平均故障排除时间（现场有备件） ≤0.5h
- 实时性
数据采集的实时性
电气模拟量采集周期 ≤1s
非电气模拟量（不包括温度）采集周期 ≤10s
状态和报警点采集周期 ≤100ms
事件顺序记录点（SOE）分辨率 ≤1ms
LCU采集的变化数据到实时数据库时间 ≤2s
控制响应时间
LCU接受控制命令响应时间 ≤1s
人机接口响应时间
调用新画面的响应时间 ≤1s（90%画面）
已显示画面上动态数据刷新时间 ≤1s
操作员命令发出到显示响应时间 ≤2s
报警或事件发生到画面显示发出音响时间 ≤2s
主控层控制功能响应时间
有功功率联合控制任务执行周期 3~15s
无功功率联合控制任务执行周期 6s~3min
对调度系统数据采集和控制响应时间 满足调度要求
- 安全性
操作安全性
对系统每一功能和操作提供校核；当操作有误时能自动或手动地被禁止并报警；自动或手动操作可作存贮记录；根据需要在人机通信中设操作员控制权口令；按控制层次实现操作闭锁，其优先权顺序为：现地控制单元级>电站级>远方调度级。
通信安全性
系统设计保证信息中的一个信息量错误不会导致系统关键性故障（使外部设备误动作，或造成系统主要功能的故障或系统作业的故障等）；本系统与调度系统的远程通信的信息出错控制与通信规约一致；电站级和现地控制单元级装置的通信包括控制信息时，对响应有效信息或没有响应有效信息有明确的指示。当通信尝试失败时，发送站能自动重发该信息，直到超过重发计数（一般为2～3次）为止。当个别通道超过重发极限时，发出适当的警报；为证实通道正常，定期地通过测试信息检查或通过正常使用进行校核。
