抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1、蒲石河抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)姜海軍,靳祥林,汪軍,何云,王惠民(國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院/南瑞集團(tuán)公司【摘 要】文中介紹蒲石河抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置和功能,并簡(jiǎn)要分析該系統(tǒng)的特點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】蒲石河抽水蓄能電站 監(jiān)控系統(tǒng) 國(guó)產(chǎn) 設(shè)計(jì)1 概述抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)著“削峰填谷”作用,隨著我國(guó)大型火電廠,特別是核電站在電網(wǎng)中所占的比重越來(lái)越大,興建大規(guī)模抽水蓄能電站是現(xiàn)代電網(wǎng)的必然產(chǎn)物1。我國(guó)最近幾十年興建了一批大型抽水蓄能電站,但是,這些電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是從國(guó)外進(jìn)口。為了打破國(guó)外的技術(shù)壁壘,降低抽水蓄能電站的建設(shè)投資,提高抽水蓄能

2、電站運(yùn)行維護(hù)和服務(wù)水平,充分發(fā)揮抽水蓄能電站對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的全面作用,使我國(guó)的抽水蓄能事業(yè)健康發(fā)展,必須實(shí)現(xiàn)大型抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化2、3。2006年華北電網(wǎng)公司、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院(南瑞集團(tuán)和北京十三陵蓄能電廠共同完成了國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目“大型抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化研究”,首次將采用南瑞集團(tuán)MB80系列智能PLC構(gòu)成的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型抽水蓄能電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)成功投入北京十三陵蓄能電廠,該系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái),運(yùn)行穩(wěn)定可靠,圓滿完成了各種運(yùn)行工況下的任務(wù)要求,能適應(yīng)大型抽水蓄能電站啟停機(jī)頻繁、工況復(fù)雜的特點(diǎn)4、5,開創(chuàng)了大型抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自主創(chuàng)新

3、的新局面,標(biāo)志著南瑞集團(tuán)具備了大型抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)能力。2008年2月,南瑞集團(tuán)再接再厲,與國(guó)外著名公司一起參與遼寧蒲石河抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的國(guó)際招標(biāo),并中標(biāo),承接了蒲石河抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研制工作。蒲石河抽水蓄能電站總裝機(jī)容量1200MW,為日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站,建成后并入東北電網(wǎng),擔(dān)任調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用任務(wù)。電站工程由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房及地面開關(guān)站等組成,安裝4臺(tái)300MW 可逆式水泵水輪機(jī)發(fā)電電動(dòng)機(jī)組。年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)1550h,年抽水利用小時(shí)數(shù)2008h。電站主接線采用發(fā)變組單元接線,在發(fā)電電動(dòng)機(jī)和主變壓器之間接有換

4、相開關(guān)和發(fā)電機(jī)斷路器。發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)工況轉(zhuǎn)換時(shí)的換相和機(jī)組并入系統(tǒng)的同期均在主變18kV側(cè)進(jìn)行。每?jī)山M發(fā)變組單元在主變500kV側(cè)聯(lián)合,500kV側(cè)采用二進(jìn)一出三角形接線,以一回出線接至500kV 五龍背變電所。2 機(jī)組運(yùn)行方式蒲石河抽水蓄能電站運(yùn)行方式較復(fù)雜,機(jī)組日平均起停10次(開、停一循環(huán)為1次,運(yùn)行工況為:發(fā)電、發(fā)電調(diào)相、抽水、抽水調(diào)相、旋轉(zhuǎn)備用、靜止6種基本運(yùn)行工況,同時(shí)具備黑起動(dòng)帶線路零起升壓的能力。機(jī)組運(yùn)行的工況轉(zhuǎn)換主要有:靜止發(fā)電空載;發(fā)電空載靜止;靜止抽水;抽水靜止;靜止旋轉(zhuǎn)備用;旋轉(zhuǎn)備用靜止;靜止發(fā)電調(diào)相;發(fā)電調(diào)相靜止;靜止抽水調(diào)相;抽水調(diào)相靜止;發(fā)電調(diào)相發(fā)電空載;發(fā)電空載

5、發(fā)電調(diào)相;抽水調(diào)相抽水;抽水抽水調(diào)相;旋轉(zhuǎn)備用發(fā)電空載;發(fā)電空載旋轉(zhuǎn)備用;抽水發(fā)電(緊急轉(zhuǎn)換;發(fā)電空載發(fā)電;發(fā)電發(fā)電空載。機(jī)組運(yùn)行工況及工況轉(zhuǎn)換方式如圖1所示。 圖1 機(jī)組運(yùn)行工況及工況轉(zhuǎn)換方式3 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象蒲石河抽水蓄能電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象包括安裝在地下廠房、地面500kV開關(guān)站、上水庫(kù)、下水庫(kù)、施工變電所、下庫(kù)壩和洞口中控樓等區(qū)域的所有設(shè)備,主要設(shè)備如下: 4臺(tái)水泵水輪機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)及輔助設(shè)備; 4臺(tái)500kV主變壓器及其附屬和輔助設(shè)備; 1套靜止式變頻起動(dòng)裝置(SFC; 4套進(jìn)水閥設(shè)備及其附屬設(shè)備; 4套尾水事故閘門及液壓?jiǎn)㈤]機(jī)設(shè)備; 500kV電壓設(shè)備; 18kV電壓

6、設(shè)備; 廠用電18kV、10kV、0.4kV配電系統(tǒng)以及站內(nèi)緊急自備電源配電系統(tǒng); 66kV施工變電所電壓設(shè)備; 柴油發(fā)電機(jī)緊急自備電源等機(jī)電設(shè)備; 下庫(kù)壩啟閉機(jī)、變電所等設(shè)備; 公用設(shè)備:上、下水庫(kù)進(jìn)水口攔污柵、閘門等設(shè)備;上、下水庫(kù)水位和水溫測(cè)量系統(tǒng);下調(diào)壓井水位測(cè)量系統(tǒng);火災(zāi)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng);主變冷卻供水系統(tǒng);高、低壓壓縮空氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng);通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng);直流電源系統(tǒng);廠內(nèi)水力測(cè)量系統(tǒng)等。4 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則蒲石河抽水蓄能電站的主要作用是為東北電網(wǎng)承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用任務(wù),所以其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先應(yīng)圍繞這一主題進(jìn)行,其次應(yīng)考慮系統(tǒng)的性能價(jià)格比,亦即既要追求技術(shù)

7、先進(jìn),又要遵循簡(jiǎn)單實(shí)用的原則。根據(jù)電站的運(yùn)行特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,監(jiān)控系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮以下原則3、6、7 :(1在滿足可靠性和實(shí)用性的前提下,盡量按國(guó)際先進(jìn)水平進(jìn)行設(shè)計(jì),采用“無(wú)人值班”(少人值守的運(yùn)行值班方式,監(jiān)控系統(tǒng)采用全計(jì)算機(jī)監(jiān)控的模式,設(shè)置統(tǒng)一的全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),不再設(shè)置獨(dú)立的常規(guī)集中監(jiān)控設(shè)備。但出于電站安全可靠性考慮,另外設(shè)置簡(jiǎn)單的緊急停機(jī)、安全閉鎖和事故動(dòng)作的硬布線回路,滿足對(duì)電站重要設(shè)備進(jìn)行緊急處理的可靠性要求。(2計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放性的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),當(dāng)系統(tǒng)中任何一部分設(shè)備發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)整體以及系統(tǒng)內(nèi)的其他部分仍能繼續(xù)正常工作且功能不會(huì)減少,且各

8、現(xiàn)地控制單元(LCU能脫離主控級(jí)獨(dú)立運(yùn)行。(3系統(tǒng)高度可靠、冗余,上位機(jī)應(yīng)采用雙機(jī)冗余熱備結(jié)構(gòu),監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用雙光纖冗余環(huán)網(wǎng)配置,LCU采用雙網(wǎng)雙CPU熱備冗余配置,其系統(tǒng)本身的局部故障不影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行,系統(tǒng)的MTBF、MTTR及各項(xiàng)可用性指標(biāo)均滿足部頒水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件及水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定的要求。(4實(shí)現(xiàn)電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與省調(diào)和網(wǎng)調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、電站MIS系統(tǒng)(信息管理系統(tǒng)、電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)、全廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、全廠通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)電能計(jì)量系統(tǒng)等的通信。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信滿足國(guó)家經(jīng)貿(mào)委最新頒布的電網(wǎng)和電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安

9、全防護(hù)規(guī)定、國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)頒布的電力系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定及電力系統(tǒng)有關(guān)“發(fā)電廠二次系統(tǒng)安全防護(hù)指南”和“電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案”的最新文件和規(guī)定的要求進(jìn)行軟、硬件隔離。(5系統(tǒng)采用成熟的、可靠的、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),且有長(zhǎng)期的備品和技術(shù)服務(wù)支持。(6軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),保證系統(tǒng)的可擴(kuò)性,滿足功能增加及規(guī)模擴(kuò)充的需要。(7系統(tǒng)高度可靠,實(shí)時(shí)性好,抗干擾能力強(qiáng),適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。選用開放式、全分布的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)配置和設(shè)備選型適應(yīng)計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn),具有先進(jìn)性和向后兼容性,能充分保護(hù)用戶的投資。(8人機(jī)接口功能強(qiáng)大,界面友好,人機(jī)聯(lián)系操作方法簡(jiǎn)便、靈活、可靠,適應(yīng)電站運(yùn)行操作

10、習(xí)慣。5 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)該電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式分層分布系統(tǒng),全分布數(shù)據(jù)庫(kù)。全廠數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)分布在各計(jì)算機(jī)中,各單元數(shù)據(jù)庫(kù)分布在各個(gè)LCU中,系統(tǒng)各功能分布在系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上,每個(gè)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格執(zhí)行指定的任務(wù)和通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由丹東集控中心、電站主控級(jí)和現(xiàn)地控制單元三部分組成。丹東集控中心與電站主控級(jí)之間采用1000M以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。主控級(jí)與現(xiàn)地控制單元之間采用100Mb/s 交換式冗余以太環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通訊,通訊協(xié)議為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?，F(xiàn)地控制單元之間通過(guò)冗余以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息自動(dòng)交換,這樣既能通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)互換信息實(shí)現(xiàn)機(jī)組抽水起動(dòng),在主控級(jí)退出運(yùn)行后仍能

11、實(shí)現(xiàn)機(jī)組抽水起動(dòng)?，F(xiàn)地控制單元與其它計(jì)算機(jī)控制子系統(tǒng)之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行信息交換,對(duì)于無(wú)法采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信的設(shè)備采用硬布線I/O進(jìn)行連接,另外,對(duì)于重要的安全運(yùn)行信息、控制命令和事故信號(hào)除采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信外,還通過(guò)I/O點(diǎn)直接連接,以實(shí)現(xiàn)雙路通道通信,確保通信安全。6 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備配置蒲石河抽水蓄能電站是一個(gè)具有重要地位的大型抽水蓄能電站,對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性和實(shí)時(shí)性要求很高,因此需選擇性能高、運(yùn)行速度快、安全可靠性高的計(jì)算機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)備。數(shù)據(jù)服務(wù)器、操作員工作站、工程師/培訓(xùn)工作站、通訊服務(wù)器等采用高性能、多任務(wù)型的計(jì)算機(jī)。可編程控制器(PLC需選擇高性能可編程控

12、制器,采用雙CPU 冗余配置。6.1 丹東集控中心設(shè)備配置2套數(shù)據(jù)服務(wù)器采用SUN公司Sun Fire V445服務(wù)器;2套操作員工作站和1套工程師/培訓(xùn)工作站采用SUN公司Sun Ultra45 Workatation工作站;2套調(diào)度通信工作站、1套WEB 服務(wù)器、1套總工工作站、1套廠長(zhǎng)工作站、1套打印服務(wù)器和1套大屏幕驅(qū)動(dòng)工作站采用美國(guó)HP公司的XW4600 Workstation工作站;2套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用德國(guó)HIRSCHMANN公司生產(chǎn)的MACH4002系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī);2套路由器采用美國(guó)CISCO公司生產(chǎn)的CISCO2811路由器;3套打印機(jī)采用1套美國(guó)HP LJ9050N黑白激光

13、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī),1套美國(guó)HP LJ5550彩色激光打印機(jī)和1套美國(guó)HP LJ4700N彩色激光打印機(jī);1套單向安全隔離裝置采用南瑞公司Syskeeper2000正向安全隔離裝置;1套縱向認(rèn)證加密裝置采用南瑞公司Netkeeper2000縱向認(rèn)證加密裝置;1套GPS時(shí)鐘同步裝置采用SZ-2時(shí)鐘同步裝置。6.2 電站主控級(jí)設(shè)備配置2套數(shù)據(jù)服務(wù)器采用SUN公司Sun Fire V445服務(wù)器;2套操作員工作站和1套工程師/培訓(xùn)工作站采用SUN公司Sun Ultra45 Workatation工作站;2套調(diào)度通信工作站、1套打印服務(wù)器和1套綜合管理工作站采用美國(guó)HP公司的XW4600 Workstatio

14、n工作站;2套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用德國(guó)HIRSCHMANN公司生產(chǎn)的MACH4002系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī);28套環(huán)網(wǎng)交換機(jī)采用德國(guó)HIRSCHMANN公司生產(chǎn)的MS20系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī);3套打印機(jī)采用1套美國(guó)HP LJ9050N黑白激光網(wǎng)絡(luò)打印機(jī),1套美國(guó)HP LJ5550彩色激光打印機(jī)和1套美國(guó)HP LJ4700N 彩色激光打印機(jī);1套縱向認(rèn)證加密裝置采用南瑞公司Netkeeper2000縱向認(rèn)證加密裝置; 1套GPS時(shí)鐘同步裝置采用SZ-2時(shí)鐘同步裝置。6.3 現(xiàn)地控制單元設(shè)備配置現(xiàn)地控制單元(LCU采用南瑞公司SJ-500系列單元監(jiān)控裝置,共11套,包括4套機(jī)組LCU、1套機(jī)組公用LCU、1

15、套全廠公用LCU、1套500kV開關(guān)站LCU、1套下水庫(kù)進(jìn)出水口LCU、1套66KV變電所LCU、1套上水庫(kù)進(jìn)出水口LCU、1套上水庫(kù)進(jìn)出水口LCU和1套下庫(kù)壩LCU?？删幊炭刂破?PLC采用法國(guó)Schneider公司高性能的Quantumn系列可編程控制器,彩色液晶觸摸顯示屏采用法國(guó)Schneider公司15”TFT彩色液晶觸摸屏,同期裝置采用南瑞公司SJ-12C雙微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置,交流量采集裝置采用美國(guó)PAAC公司ACUVIM(0.2級(jí)交流量采集裝置,變送器采用蘇州手普生產(chǎn)的變送器。為防止開出模件或繼電器誤輸出,特別增加采用南瑞公司生產(chǎn)的DOP-1型輸出保護(hù)裝置。7 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功

16、能7.1 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行控制方式蒲石河抽水蓄能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)4種控制方式,以滿足電站的運(yùn)行需要,即:網(wǎng)調(diào)遠(yuǎn)方控制、丹東集控中心遠(yuǎn)方控制、電站控制室控制和電站現(xiàn)地控制,其中電站現(xiàn)地控制權(quán)限最高,電站控制室控制權(quán)其次,接著為丹東集控中心遠(yuǎn)方控制,網(wǎng)調(diào)遠(yuǎn)方控制權(quán)限最低。網(wǎng)調(diào)/集控中心控制權(quán)在集控中心操作員工作站選擇;網(wǎng)調(diào)/電站控制室或集控中心/電站控制室的控制權(quán)在電站控制室操作員工作站選擇;遠(yuǎn)方/現(xiàn)地控制權(quán)在LCU現(xiàn)地選擇。并且為了保證控制和調(diào)節(jié)的正確、可靠,所有操作均按“選擇-確認(rèn)-執(zhí)行”方式進(jìn)行,并且每一步驟都有嚴(yán)格的軟件校核、檢錯(cuò)和安全閉鎖,同時(shí)硬件方面也有防誤閉鎖措施。7.1.1 網(wǎng)調(diào)遠(yuǎn)

17、方控制方式沈陽(yáng)電網(wǎng)調(diào)度中心通過(guò)能量管理系統(tǒng)(EMS既可以控制單臺(tái)機(jī)組,也可以向丹東集控中心主控級(jí)計(jì)算機(jī)(或電站主控級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)定全廠有功功率和無(wú)功功率或電壓給定值,由集控中心主控級(jí)計(jì)算機(jī)(或電站主控級(jí)計(jì)算機(jī)完成最優(yōu)發(fā)電/抽水計(jì)算,根據(jù)機(jī)組狀態(tài)和優(yōu)先權(quán),確定電站發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)、機(jī)組組合及機(jī)組間的負(fù)荷分配,或確定抽水機(jī)組臺(tái)數(shù)及機(jī)組的組合。同時(shí),集控中心主控級(jí)計(jì)算機(jī)(或電站主控級(jí)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信通道將電站運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)上送網(wǎng)調(diào)、遼寧省調(diào)。從而實(shí)現(xiàn)與調(diào)度的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)“四遙”功能。7.1.2 集控中心遠(yuǎn)方控制方式丹東集控中心通過(guò)1000M以太網(wǎng)與電站主控級(jí)進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)對(duì)電站設(shè)備監(jiān)視控制,其控

18、制方式可分為:(1自動(dòng)控制:集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接收并轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)調(diào)的調(diào)度指令,接收電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行信息,監(jiān)視電站設(shè)備運(yùn)行。(2操作員工作站控制:集控中心操作員根據(jù)網(wǎng)調(diào)的調(diào)度指令,參照計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的“運(yùn)行指導(dǎo)”,通過(guò)控制室的操作員工作站鍵盤和鼠標(biāo)對(duì)電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制。7.1.3 電站控制室控制方式電站控制中心通過(guò)操作員工作站采用人機(jī)對(duì)話形式對(duì)電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制,其控制方式可分為:(1電站自動(dòng)控制:主控級(jí)計(jì)算機(jī)按預(yù)先給定的負(fù)荷曲線或系統(tǒng)實(shí)時(shí)給定的負(fù)荷或預(yù)先給定頻率(高、低頻限制條件或其他準(zhǔn)則,完成對(duì)全廠各機(jī)組的控制和最優(yōu)負(fù)荷分配;運(yùn)行人員可以選擇開環(huán)或閉環(huán)控制方式,開環(huán)方式時(shí),參數(shù)

19、給定值和啟停操作僅作為運(yùn)行指導(dǎo),由運(yùn)行人員響應(yīng)后進(jìn)行下一步控制;閉環(huán)方式時(shí),則直接作用到現(xiàn)地控制單元,進(jìn)行調(diào)節(jié)和機(jī)組啟停控制。(2操作員工作站控制:操作員通過(guò)中控室的鍵盤和鼠標(biāo)對(duì)電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制。對(duì)于功率控制,分為單機(jī)控制和成組控制兩種,前者的控制命令直接作用到機(jī)組的現(xiàn)地控制單元,后者則由人工設(shè)定全廠的總有功功率或無(wú)功功率,通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成機(jī)組的最優(yōu)負(fù)荷分配,再作用到機(jī)組的現(xiàn)地控制單元。對(duì)于機(jī)組的工況轉(zhuǎn)換,既可以采用全自動(dòng)轉(zhuǎn)換方式,也可以采用分步自動(dòng)轉(zhuǎn)換方式。7.1.4 電站現(xiàn)地控制方式LCU的操作內(nèi)容和操作方式根據(jù)功能設(shè)計(jì)的要求而定。運(yùn)行人員可以通過(guò)現(xiàn)地控制單元命令或軟按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)電站主

20、設(shè)備的控制和調(diào)節(jié),它既可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組工況的全自動(dòng)轉(zhuǎn)換,也可以分步自動(dòng)轉(zhuǎn)換。7.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能該電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、有效地完成對(duì)電站被控對(duì)象的安全監(jiān)控,同時(shí)能夠通過(guò)通信通道與調(diào)度實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)“四遙”功能。其主要功能如下:(1 數(shù)據(jù)采集和處理(2 安全運(yùn)行監(jiān)視(3 事件順序記錄(4 事故、故障報(bào)警及記錄(5 事故追憶和相關(guān)量記錄(6 控制操作和負(fù)荷調(diào)節(jié)(7 操作指導(dǎo)(8 自動(dòng)發(fā)電控制(AGC(9 自動(dòng)電壓控制(AVC(10 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(EDC(11 統(tǒng)計(jì)記錄與生產(chǎn)管理(12 人機(jī)接口(13 ONCALL功能(14 數(shù)據(jù)通信(15 歷史數(shù)據(jù)庫(kù)(16 系統(tǒng)自診斷與冗余切換(17

21、 軟件開發(fā)與維護(hù)(18 操作培訓(xùn)7.2.1 集控中心功能丹東集控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)集控層功能除具有向下轉(zhuǎn)發(fā)電網(wǎng)調(diào)度命令、向上轉(zhuǎn)發(fā)電網(wǎng)調(diào)度所需信息外,與電站中控層功能基本相同,是電站中控層監(jiān)控硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的冗余。7.2.2 電站中控層功能監(jiān)控系統(tǒng)中控層完成對(duì)電站所有被控對(duì)象的安全監(jiān)控。電站中控層主要有數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)、參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視、記錄、報(bào)表、運(yùn)行參數(shù)計(jì)算、通信控制、系統(tǒng)診斷、軟件開發(fā)和畫面生成、系統(tǒng)擴(kuò)充(包括硬件、軟件、培訓(xùn)仿真、運(yùn)行管理和操作指導(dǎo)等功能。 數(shù)據(jù)采集與處理。實(shí)時(shí)采集來(lái)自LCU層的所有主要運(yùn)行設(shè)備的模擬量、開關(guān)量、脈沖量等信息和電站其它系統(tǒng)(如電站管理信息系

22、統(tǒng)、電站消防控制系統(tǒng)、電站通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)、電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)信息以及來(lái)自調(diào)度層的控制命令和交換數(shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理,用于歷史數(shù)據(jù)記錄、顯示畫面的更新、控制調(diào)節(jié)、操作指導(dǎo)、事故記錄及分析,并進(jìn)行越限報(bào)警、SOE量記錄和重要參數(shù)的運(yùn)行變化趨勢(shì)分析。 實(shí)時(shí)控制與調(diào)節(jié)?？赏瓿蓹C(jī)組的工況轉(zhuǎn)換、負(fù)荷調(diào)節(jié)、運(yùn)行控制方式選擇以及斷路器(包括換相開關(guān)、隔離開關(guān)等的投/退控制,并可完成AGC、AVC和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(EDC功能。 參數(shù)設(shè)定。根據(jù)電站運(yùn)行需要,運(yùn)行人員可通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式對(duì)AGC、AVC和EDC等參與調(diào)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。 監(jiān)視、記錄和報(bào)表。監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況和工況轉(zhuǎn)換過(guò)程,發(fā)生過(guò)程阻滯時(shí)能夠給

23、出原因,并可由操作員改變運(yùn)行工況,直至停機(jī);越復(fù)限、故障、事故的顯示,報(bào)警并自動(dòng)顯示有關(guān)參數(shù),同時(shí)推出相關(guān)畫面;監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件故障報(bào)警。記錄全廠監(jiān)控對(duì)象的操作事件、報(bào)警事件,各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表,重要監(jiān)視量的運(yùn)行變化趨勢(shì),SOE量,事故追憶和設(shè)備的運(yùn)行檔案等，并能以中文格式顯示并打印。打印方式分為定時(shí)打印、事故故障打印、操作打 印及召喚打印等。 運(yùn)行參數(shù)計(jì)算。包括運(yùn)行工況計(jì)算，AGC、AVC和EDC計(jì)算，機(jī)組效率計(jì)算等。 通信功能。通過(guò)雙以太環(huán)網(wǎng)與各LCU通信；通過(guò)1000M以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集控中心與電站中 控室通信； 通過(guò)專用的兩臺(tái)通信工作站實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)調(diào)的遠(yuǎn)程通信； 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式與電站其 它系統(tǒng)通信

24、； 通過(guò)ONCALL系統(tǒng)， 根據(jù)報(bào)警種類和等級(jí)來(lái)啟動(dòng)不同的電話或發(fā)至不同的尋呼機(jī)， 通知有關(guān)人員處理故障。 系統(tǒng)診斷。離線或在線進(jìn)行軟、硬件和通信故障診斷，在線診斷時(shí)不影響對(duì)電站的 監(jiān)控功能。 軟件開發(fā)和畫面生成。工程師可以方便地通過(guò)工程師工作站輸入密碼登陸系統(tǒng)，進(jìn) 行系統(tǒng)應(yīng)用軟件、畫面和報(bào)表的編輯、調(diào)試和修改等，且不影響主機(jī)系統(tǒng)的在線運(yùn)行。 系統(tǒng)擴(kuò)充。系統(tǒng)具有很強(qiáng)的開放功能，通過(guò)簡(jiǎn)單連接便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)充，且留有擴(kuò) 充現(xiàn)地控制裝置、外圍設(shè)備等的接口。 運(yùn)行管理及操作指導(dǎo)。正常操作時(shí)，提示操作順序，編輯、顯示、打印操作票，顯 示、打印運(yùn)行報(bào)表；出現(xiàn)故障征兆或發(fā)生事故時(shí)，提出事故處理和恢復(fù)運(yùn)行的指

25、導(dǎo)性意見(jiàn)。 培訓(xùn)仿真。在工程師培訓(xùn)工作站上可對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行操作、維護(hù)及事故處理等培 訓(xùn)，并不影響電站的監(jiān)控功能。 7.2.3 電站現(xiàn)地控制功能 數(shù)據(jù)采集和處理。采集機(jī)組、SFC、全廠公用的油氣水系統(tǒng)、廠用電、220 kV GIS 及出線、上下庫(kù)等的電量、非電量和繼電保護(hù)信息，作相應(yīng)處理存人數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)需要上 送電站控制中心。 安全運(yùn)行監(jiān)視。與電站控制中心、監(jiān)控對(duì)象的保護(hù)系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)裝置等相結(jié)合， 完成狀變監(jiān)視、越復(fù)限檢查、過(guò)程監(jiān)視和LCU異常監(jiān)視。 控制和調(diào)節(jié)。接受控制中心命令，在沒(méi)有控制中心命令或脫離控制中心的情況下， 獨(dú)立完成對(duì)所控設(shè)備的閉環(huán)控制，如開停機(jī)、工況轉(zhuǎn)換，保證機(jī)組安全運(yùn)行，

26、同時(shí)相互協(xié)調(diào) 工作， 實(shí)現(xiàn)機(jī)組水泵工況起動(dòng)。 在機(jī)組 LCU 柜內(nèi)另設(shè)一個(gè)小型 PLC 作為機(jī)組事故停機(jī)的后備 手段，該 PLC 的停機(jī)信號(hào)為獨(dú)立的機(jī)組過(guò)速、事故低油壓、軸瓦溫度過(guò)高和緊急停機(jī)按鈕等 信號(hào)， 小型 PLC 緊急停機(jī)的主要操作過(guò)程與 LCU 的操作過(guò)程相同， 由一個(gè)專用交直流復(fù)合電 源模塊供電。且小型 PLC 與雙套大型 PLC 均設(shè)有看門狗，互相監(jiān)視，當(dāng)小型 PLC 死機(jī)時(shí)，大 型 PLC 能夠報(bào)警，當(dāng)雙套大型 PLC 死機(jī)時(shí)，小型 PLC 能夠報(bào)警并緊急停機(jī)。 事件檢測(cè)和發(fā)送。自動(dòng)檢測(cè)本單元所屬的設(shè)備、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況， 發(fā)生事件時(shí)，依次檢測(cè)事件的性質(zhì)，并上送電站

27、控制中心。 數(shù)據(jù)通信。通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與控制中心及其他 LCU 之間通信。接收電站的同步時(shí)鐘 信息，以保持與電站中控層同步。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)與電廠其他相關(guān)設(shè)備通信，另外，對(duì)于 安全運(yùn)行的重要信息、 控制命令和事故信號(hào)除采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信外， 還通過(guò)硬布線 I/O 直接 接入 LCU，實(shí)現(xiàn)雙路通道通信，以保證安全。 自診斷功能。在線或離線自診斷硬件故障并定位到模塊；自動(dòng)給出軟件的故障性質(zhì) 及部位，并提供相應(yīng)的軟件診斷工具；在線診斷出故障，能自動(dòng)閉鎖控制出口或切換到備用 系統(tǒng)，并將故障信息送控制中心顯示、打印和報(bào)警。 輸出保護(hù)。通過(guò)特別采用南瑞公司生產(chǎn)的 DOP-1 型輸出保護(hù)裝置，配合 PLC 的控

28、制 程序，防止開出模件或繼電器誤輸出，以保證輸出的正確性。 8 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn) 3、7 采用全分布開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主機(jī)、操作員工作站、工程師培訓(xùn)工作站、各通信工作 站、綜合管理工作站、WEB 服務(wù)器、大屏幕驅(qū)動(dòng)工作站、廠長(zhǎng)總工工作站等使用符合 IEEE 和 ISO 開放系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 UNIX/Linux/Windows 操作系統(tǒng)。按照開放的接口、服務(wù)和支持 格式規(guī)范而實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，使應(yīng)用系統(tǒng)能以最少修改，實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)中的移植；能同本地的 或遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)互操作； 能以方便用戶遷移的方式實(shí)現(xiàn)用戶的交互。 開放系統(tǒng)的采 用將最大限度地保護(hù)用戶的投資。 系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu)。符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)以雙局域網(wǎng)為核心，實(shí)現(xiàn)各服 務(wù)器、工作站功能分擔(dān)，數(shù)據(jù)分散處理。處理速度快、工作效率高。 6 各工作站/服務(wù)器在系統(tǒng)中處于平等地位，系統(tǒng)以后擴(kuò)充時(shí)不引起原系統(tǒng)大的變化， 并為整個(gè)系統(tǒng)不斷完善創(chuàng)造條件。 網(wǎng)絡(luò)上接入的每一設(shè)備都具有自己特定的功能，實(shí)現(xiàn)功能的分布。保證了網(wǎng)絡(luò)上的