４２　第３３卷第３期　

２０１０年６月　水电站机电技术　

Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．３　

Ｊｕｎ．２０１０　

西龙池抽水蓄能电站计算机监控系统　

梁国才，仇雅静，王纯　

（北京国电水利电力工程有限公司，北京１０００２４）　

摘要：介绍西龙池抽水蓄能电站计算机监控系统的基本设计原则、系统结构与配置、系统功能及提高可靠性的措　

施。　

关键词：西龙池；计算机监控系统；系统结构　

中图分类号：ＴＰ２７３＋．５　文献标识码：Ｂ　文章编号：ｌ６７２—５３８７（２０１０）０３—００４２—０２　

０工程概况　

山西西龙池抽水蓄能电站位于山西省忻州市五台县境　

内，滹沱河与清水河交汇处上游约３　ｋｍ处的滹沱河左岸，距　

忻州市及太原市直线距离分别为５０　ｋｍ和１００　ｋｍ，是目前国　

内水头最高的抽水蓄能电站。电站装机容量为Ｉ　２００　Ｍｗ（４　Ｘ　

３００Ｍｗ），额定水头６４０．Ｏ０ｍ，年发电量１８．０５×１０８　ｋＷ・ｈ，年　

抽水电量２４．０７×１０８　ｋＷ・ｈ，年发电利用小时数为１　５０４　ｈ，年　

抽水利用小时数为２　ＯＯ６　ｈ，电站综合效率系数约为Ｏ．７５。电　

站建成后，以５００　ｋＶ电压并入山西电网，担任系统调峰、填　

谷、调频及事故备用等任务。　

西龙池抽水蓄能电站由上水库、输水系统、地下厂房系　

统、下水库、地面开关站及副厂房等附属建筑物组成。西龙池　

抽水蓄能电站上、下水库均为非河床开挖填筑而成的人工水　

库，除降雨外，平常无天然补给水源。　

本工程于２００８年１２月底第一台机组发电，２００９年４月　

第二台机组发电，２００９年１０月底电站四台机组全部建成投产。　

１计算机监控系统设计原则　

根据“无人值班”（少人值守）设计原则，以及电站在当地　

电网的重要性，西龙池抽水蓄能电站监控系统的基本设计原　

则如下：　

（１）系统硬件配置先进合理，厂站、网络及控制器的性能　

协调一致，具有良好的可扩充性。具有足够的安全冗余度。　

（２）系统采用全分布、全开放系统，具有良好的开放性、　

可维护性和可扩充性。　

（３）中控室模拟屏信息直接由监控系统提供。　

（４）在确保系统安全、可靠的条件下，采用先进成熟的技　

术和系统，具有良好的经济性。　

（５）ＬＣＵ尽可能采用现场总线及远程测控单元。　

２计算机监控系统结构　

２．１现地控制单元　

西龙池抽水蓄能电站ＬＣＵ包括：机组４套（１～４ＬＣｕ）、　主变洞１套（５ＬＣｕ）、公用１套（６ＬＣｕ）、地面５５０ｋＶ　ＧＩＳ开关　

楼及下库１套（７ＬＣｕ）和上库１套（８ＬＣＵ）。　

机组１—４ＬＣＵ主要承担对机组运行状态、发变组保护等　

设备进行监视及控制；公用６ＬＣＵ除监视电站公用设备的运　

行状态，如：低压及中压气系统、副厂房２２０　Ｖ直流系统、　

４００　Ｖ和１０　ｋＶ厂用电系统等外，还承担机组之间的背靠背　

启动控制；主变洞５　ＬＣＵ除承担地下５５０　ｋＶ　ＧＩＳ系统隔离开　

关、５００　ｋＶ短电缆保护、主变洞２２０　Ｖ直流系统等设备的监　

视及控制外，还承担机组变频启动ＳＦＣ的控制；地面５５０　ｋＶ　

ＧＩＳ开关楼７　ＬＣＵ除承担地面开关楼２２０　Ｖ直流系统、５００　ｋＶ　

线路保护系统、开关楼４０Ｏ　Ｖ和１０　ｋＶ厂用电系统、下水库水　

位及温度和下库尾水闸门等设备的监视及控制外，还通过远　

程Ｉ／Ｏ实现地面开关楼５５０　ｋＶ　ＧＩＳ系统的断路器、隔离开关　

及接地开关的监视和控制；上库８　ＬＣＵ承担上库水位及温　

度、进水口闸门、上库２２０　Ｖ直流系统、上库４ＯＯ　Ｖ和１０　ｋＶ　

厂用电系统的监视及控制。　

２．２上位机系统　２个数据服务器（主计算机），主要负责电厂的数据采集、　

处理、归档、历史数据库的生成与存储、系统时钟管理及其他　

应用软件运行、报表生成等；　

３个操作员工作站，主要负责监视、控制、调节、报表打　

印；　

１个工程师，培训工作站，主要负责系统的维护管理、功　

能与应用开发；　

２个与调度中心冗余通信工作站，主要负责与华北网调　

和山西省调的通信；　

１个与厂内其他系统通信的通信工作站，主要负责厂内　

子系统通信，如电厂ＭＩＳ系统等；　

１套马赛克模拟屏（百已有２台等离子大屏幕）；　

１个大屏幕工作站，用于２台等离子大屏幕的通信及控　

制；　

收稿日期：２０１０—０４—２８　作者简介：梁国才，男，教授级高级工程师，从事水电站电气二次设计　

工作。

　第３期　梁国才，等：西龙池抽水蓄能电站计算机监控系统　４３　

１套语音电话报警装置；　

１套ＧＰＳ时钟同步系统；　

２台厂长工作站；　

２．３网络结构　

西龙池抽水蓄能电站计算机监控系统网络采用全开放　

的分层分布结构。网络结构采用星形网络拓扑结构，详见图　

１。电站计算机监控系统网络采用二网即控制网和信息管理　

网。控制网主要连接现地控制单元和上位机有关设备，选用　

ＨＰ　ＰｒｏＣｕｒｖｅ　Ｓｗｉｔｃｈ２５２４网络交换机，与现场实时监控有关的　

信息主要由控制网传输，如ＬＣＵ上行信息和控制命令等。交　

换机端口到各个ＬＣＵ的交换机通过光纤直接连接，形成相互　

冗余双星形拓扑的１００　Ｍ以太网网络。　

信息管理网主要连接现地控制单元和上位机有关设备，　

选用ＨＰ　ＰｒｏＣｕｒｖｅ　Ｓｗｉｔｃｈ２５２４工业级网络交换机，与生产管　理特别是历史数据管理有关的信息主要由信息管理网传输，　

如后台数据处理信息、历史数据备份操作、报表打印数据，还　

包括工程师／培训工作站对监控系统软件的开发、维护和培　

训等。交换机端口到各个ＬＣＵ的交换机通过光纤直接连接，　

形成星形拓扑的１００　Ｍ以太网网络。　

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图１西龙池抽水蓄能电站计算机监控系统结构图　

３安全措施　

３．１供电系统　

电站地面开关楼的上位机及网络交换机设备由２台互　

为热备用的输出２０　ｋＷ的ＵＰＳ供电，另外包括给７ＬＣＵ触摸　

屏、网络交换机设备供电；电站地下副厂房１～６ＬＣＵ触摸屏、　

网络交换机设备供电由２台互为热备用的输出１０　ｋＷ的　ＵＰＳ供电。上库８　ＬＣＵ触摸屏、网络交换机设备供电由２台　

互为热备用的输出１　ｋＷ的ＵＰＳ供电。　

３．２冗余设计　

为确保监控系统安全可靠运行，监控系统各环节采用有　

效地冗余措施，提高系统的可靠性。主要冗余措施包括：　

电站控制网及信息管理网，两个网同时工作，互为备用。　

现地控制单元ＬＣＵ的各主要环节均采用冗余措施，如双　

ＣＰＵ、双电源。同步采用自动同步为主，手动同步备用。　

电站上位机各节点设备采用双机热备冗余配置。如主计　

算机、操作员工作站、通信工作站等。冗余配置的双机系统同　

时运行相同的任务，备机一般不输出任何数据，相互自检相　

互备用，当检测发现主机故障时，根据具体情况，备机可自动　

转换为主机运行。　

电站上位机及网络交换机和地下网络交换机电源采用　

双机热备用ＵＰＳ，无扰动切换。　

为保证现地控制单元ＬＣＵ可靠运行，现地控制单元工作　

电源采用交流２２０　Ｖ和直流２２０　Ｖ双路供电，保证一路电源　

消失，另一路电源九扰动切换。　

４计算机监控系统功能　

西龙池抽水蓄能电站计算机监控系统采用三菱公司开　

发的ＭＥＬＰＬＡＮＮＥＴ系统。主计算机、操作员工作站、工程师／　

培训工作站和通信工作站应用Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＯＳ。监控系统具有如　

下功能：　

数据采集和处理；安全运行监视；事件顺序记录；事故、　

故障报警及记录；事故追忆和相关量记录；控制操作和负荷　

调节；操作指导；自动发电控制（ＡＧＣ）；自动电压控制（ＡＶＣ）　

（与电站ＲＴＵ装置共同实现）；统计记录与生产管理；人机接　

口；ＯＮＣＡＬＬ功能；系统自诊断；历史数据库；操作培训软件　

开发和维护。　

监控系统具有对外通信功能，与华北网调和山西省调实　

现了“四遥”功能。　

大屏幕不仅可显示电站监控系统画面，还可通过监控系　

统切换，显示电站工业电视系统画面。　

充分利用现场总线实现现地控制单元与子系统的信息　

交换，如采用ＲＳ４８５接口ＭＯＤＢＵＳ规约实现与电站１０ｋＶ配　

电系统、电厂２２０Ｖ直流系统、励磁系统、调速系统和ＳＦＣ系　

统的通信。　

５结语　

西龙池蓄能电站第一台机组与２００８年ｌ２月底试运行　

结束，计算机监控系统运行正常，电站第二台机组于２００９年　

４月１５日试运行结束，目前正在进行电站第三台机组的调　

试。通过电站监控系统这半年的运行来看，监控系统运行稳　

定，可靠、操作方便，达到了设计要求。