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摘 要：本文基于水口发电集团有限公司监控系统运用实际，结合曲线进行分析，提出改善水电站机组状态监控的思路及方法。
关键词：水电站；状态监控；改善
1.背景
水口发电集团有限公司下辖水口、街面、水东、雍口、嵩滩埔五座水电站，17台机组，现有总装机容量为186.6万千瓦。水口电站作为福建电网第一大调峰、调频、事故备用、黑启动电源的常规水电厂，在迎峰度夏和保电网安全稳定运行方面发挥着巨大作用。自1993年首台机组并网发电至今，多数机组运行年限已超20年，机组存在不同程度的老化现象，漏油、温度不断升高等问题能否及时发现，对监控系统提出更高的要求。
2.存在问题
水口发电集团有限公司集控中心负责对下辖各电站实行远程集中控制和操作，具备数据采集、监视和控制、自动发电控制和经济调度、自动电压控制、水库调度、防洪调度、事故处理、设备检修管理等功能。
目前，监控系统为NARI NC-2000计算机监控系统软件V3.0，该系统能实时、准确、有效地完成对水电厂被控对象的安全监控，但仅对机组状态量越限、设备故障进行报警，不能及时反映机组运行过程中的变化，远不能满足对机组全面状态监控的需求。
3.状态监控现状分析
3.1 某机组推力油位曲线
3.1.1事件经过
11月23日11：20接运行人员通知，某机组推力油位异常升高，发电机班立即安排人员到现场检查，发现推力油位已达+80mm，在推力取油样处排油发现有水排出，立即上报分公司与生技部，经生技部协调，在不停机情况下对推力油槽先排油到正常油位。
11月24日上午该机组停机，排光推力油槽内润滑油，吊起推力油槽盖，充水检查发现+x，-x方向的推力冷却器各有一个漏点。将漏水的铜管进行封堵，经充水耐压已无渗漏；推力油槽更换新油，油位充至+5mm。
11月24日23时机组开机运行。
3.1.2分析
由该机组推力油位曲线可知，从11月12日起推力油位总体呈现上升趋势；11月20日8：48起显著升高，运行人员直到11月23日9：31的日常巡检才发现异常，通知检修处理。
3.1.3 结论
水口发电集团有限公司设备点多、面广，单纯的依靠运行人员每日的巡检，观察到的数据只是单值，且很难对所有数据进行分析、整理，无法反映一段时间推力油位的变化。如果引入变化率，能够更早的发现设备存在的隐患。
3.2 某机组上导瓦温曲线
3.2.1 事件经过
1月29日02：10监控系统报某机组上导11号瓦温报警，上位机查该机组2、11、12号瓦温55.5度、55.6度、55.6度报警，其他瓦温在52-54度之间，上导油温1，油温2温度48.9度、48.8度越限报警。现场查上导水压0.29MPa，查上导供水阀4245全开，全开备用供水阀4245-1，查排水阀4248、4249全开，触摸感觉排水阀较热，立即开启备用排水阀4250。经过15分钟，上导排水管水温未明显下降，申请将该机组有功负荷降至空载，通知检修进厂处理。
02：30 发电机班人员接运行通知，到现场检查确认上导油冷却器堵塞引起上导瓦温油温升高，向运行值班人员要求停机对上导油冷却器进行反冲水处理。
03：50 该机组停机，发电机班人员对上导油冷却器进行反冲水处理，04：30反冲水工作结束，机组可以投入运行。
05：00机组开机，上导瓦温油温均恢复正常。
3.2.2分析
該机组1月18日至1月28日期间检修，因此上导瓦温维持在环境温度范围。由瓦温曲线可以看出，温度上升分为两段，第一段上升过程是由于手动开机引起，机组恢复运行，各部分发热，温度升高，属于正常范围；第二段上升过程是由于上导油冷却器堵塞，冷却效果受影响，引起上导瓦温升高，用消防水对上导冷却器进行反向冲洗疏通后，温度下降至正常范围。
3.2.3 结论
第一段上升过程斜率明显上升，是因为机组由检修恢复运行过程的温度正常上升，在设计曲线变化率告警时应予以排除；第二段上升过程温度值超过了正常的范围，因此可考虑通过超出某个值（低于上导瓦温告警值，否则无意义）+上升变化率来实现告警功能。
3.3 极值变化
3.3.1 极值的概念
设函数y=f（x）在点 的某邻域内有定义，如果对于该邻域内的任意点x（x≠ ）都有f（x）f（ ）），那么f（ ）叫做函数y= f（x）的一个极大值（或极小值）。
3.3.2 分析
对比图3与图4：图3中，极值稳定在一定范围，设备正常；图4中，后期极值变小，设备可能出现异常。
3.3.3 结论
根据运行实际，在给定的时期内，收集观测到的最高值或最低值，进行比较分析。若极值稳定在一定范围，则设备正常；若极值不断变大（或变小），判断设备可能存在异常，应给予报警。
3.4区间变化
3.4.1 分析
对比图5与图6：图5中，曲线稳定在一定区间，设备正常；图6中，中间曲线变化区间下降，设备可能出现异常。
3.4.2 结论
同样，根据机组运行实际，定出正常运行情况下的区间，其变动范围的上限为区间上边界，变动范围的下限为区间下边界。采取连续多点取平均值的方法，若该平均值落在区间内，判断设备正常；若该平均值落在区间外，判断设备在该时期内可能存在异常，应给予告警。
4.总结
结合上述分析，拟对水口发电集团有限公司集控中心监控系统进行改造升级，增加对机组状态量变化曲线的监控，包括曲线斜率、极值、变化区间等，并自动结合机组的实时工况，实现分析、预测、告警等功能，力争及时、准确地反映机组运行状况。
参考文献：
[1]《NC-2000水电厂自动化监控系统》，南瑞自动控制有限公司，2005；
[2]《高等数学》，中国电力出版社，2013。
关键词：水电站；状态监控；改善
1.背景
水口发电集团有限公司下辖水口、街面、水东、雍口、嵩滩埔五座水电站，17台机组，现有总装机容量为186.6万千瓦。水口电站作为福建电网第一大调峰、调频、事故备用、黑启动电源的常规水电厂，在迎峰度夏和保电网安全稳定运行方面发挥着巨大作用。自1993年首台机组并网发电至今，多数机组运行年限已超20年，机组存在不同程度的老化现象，漏油、温度不断升高等问题能否及时发现，对监控系统提出更高的要求。
2.存在问题
水口发电集团有限公司集控中心负责对下辖各电站实行远程集中控制和操作，具备数据采集、监视和控制、自动发电控制和经济调度、自动电压控制、水库调度、防洪调度、事故处理、设备检修管理等功能。
目前，监控系统为NARI NC-2000计算机监控系统软件V3.0，该系统能实时、准确、有效地完成对水电厂被控对象的安全监控，但仅对机组状态量越限、设备故障进行报警，不能及时反映机组运行过程中的变化，远不能满足对机组全面状态监控的需求。
3.状态监控现状分析
3.1 某机组推力油位曲线
3.1.1事件经过
11月23日11：20接运行人员通知，某机组推力油位异常升高，发电机班立即安排人员到现场检查，发现推力油位已达+80mm，在推力取油样处排油发现有水排出，立即上报分公司与生技部，经生技部协调，在不停机情况下对推力油槽先排油到正常油位。
11月24日上午该机组停机，排光推力油槽内润滑油，吊起推力油槽盖，充水检查发现+x，-x方向的推力冷却器各有一个漏点。将漏水的铜管进行封堵，经充水耐压已无渗漏；推力油槽更换新油，油位充至+5mm。
11月24日23时机组开机运行。
3.1.2分析
由该机组推力油位曲线可知，从11月12日起推力油位总体呈现上升趋势；11月20日8：48起显著升高，运行人员直到11月23日9：31的日常巡检才发现异常，通知检修处理。
3.1.3 结论
水口发电集团有限公司设备点多、面广，单纯的依靠运行人员每日的巡检，观察到的数据只是单值，且很难对所有数据进行分析、整理，无法反映一段时间推力油位的变化。如果引入变化率，能够更早的发现设备存在的隐患。
3.2 某机组上导瓦温曲线
3.2.1 事件经过
1月29日02：10监控系统报某机组上导11号瓦温报警，上位机查该机组2、11、12号瓦温55.5度、55.6度、55.6度报警，其他瓦温在52-54度之间，上导油温1，油温2温度48.9度、48.8度越限报警。现场查上导水压0.29MPa，查上导供水阀4245全开，全开备用供水阀4245-1，查排水阀4248、4249全开，触摸感觉排水阀较热，立即开启备用排水阀4250。经过15分钟，上导排水管水温未明显下降，申请将该机组有功负荷降至空载，通知检修进厂处理。
02：30 发电机班人员接运行通知，到现场检查确认上导油冷却器堵塞引起上导瓦温油温升高，向运行值班人员要求停机对上导油冷却器进行反冲水处理。
03：50 该机组停机，发电机班人员对上导油冷却器进行反冲水处理，04：30反冲水工作结束，机组可以投入运行。
05：00机组开机，上导瓦温油温均恢复正常。
3.2.2分析
該机组1月18日至1月28日期间检修，因此上导瓦温维持在环境温度范围。由瓦温曲线可以看出，温度上升分为两段，第一段上升过程是由于手动开机引起，机组恢复运行，各部分发热，温度升高，属于正常范围；第二段上升过程是由于上导油冷却器堵塞，冷却效果受影响，引起上导瓦温升高，用消防水对上导冷却器进行反向冲洗疏通后，温度下降至正常范围。
3.2.3 结论
第一段上升过程斜率明显上升，是因为机组由检修恢复运行过程的温度正常上升，在设计曲线变化率告警时应予以排除；第二段上升过程温度值超过了正常的范围，因此可考虑通过超出某个值（低于上导瓦温告警值，否则无意义）+上升变化率来实现告警功能。
3.3 极值变化
3.3.1 极值的概念
设函数y=f（x）在点 的某邻域内有定义，如果对于该邻域内的任意点x（x≠ ）都有f（x）
3.3.2 分析
对比图3与图4：图3中，极值稳定在一定范围，设备正常；图4中，后期极值变小，设备可能出现异常。
3.3.3 结论
根据运行实际，在给定的时期内，收集观测到的最高值或最低值，进行比较分析。若极值稳定在一定范围，则设备正常；若极值不断变大（或变小），判断设备可能存在异常，应给予报警。
3.4区间变化
3.4.1 分析
对比图5与图6：图5中，曲线稳定在一定区间，设备正常；图6中，中间曲线变化区间下降，设备可能出现异常。
3.4.2 结论
同样，根据机组运行实际，定出正常运行情况下的区间，其变动范围的上限为区间上边界，变动范围的下限为区间下边界。采取连续多点取平均值的方法，若该平均值落在区间内，判断设备正常；若该平均值落在区间外，判断设备在该时期内可能存在异常，应给予告警。
4.总结
结合上述分析，拟对水口发电集团有限公司集控中心监控系统进行改造升级，增加对机组状态量变化曲线的监控，包括曲线斜率、极值、变化区间等，并自动结合机组的实时工况，实现分析、预测、告警等功能，力争及时、准确地反映机组运行状况。
参考文献：
[1]《NC-2000水电厂自动化监控系统》，南瑞自动控制有限公司，2005；
[2]《高等数学》，中国电力出版社，2013。