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FCPower在電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
系統(tǒng)概述
FCPower—ECS電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)是為推進發(fā)電廠廠用電氣自動化技術(shù)的發(fā)展而研制的新型綜合自動化系統(tǒng),。該系統(tǒng)繼承了微機保護,、監(jiān)控和綜合自動化產(chǎn)品多年發(fā)展的技術(shù)精華,采用分層分布式架構(gòu),,在先進的計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)平臺上,,實現(xiàn)發(fā)電機組、廠用電和網(wǎng)絡(luò)控制部分的監(jiān)測,、控制,、調(diào)節(jié)、保護和遠動功能,。FCPower—ECS電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)既適用于主控室形式的中小型火力發(fā)電廠,,也適用于單元集中控制方式的大中型火力發(fā)電廠,可根據(jù)控制方式靈活配置,。
系統(tǒng)設(shè)計
采用分層分布式架構(gòu),,實現(xiàn)發(fā)電機組、廠用電和網(wǎng)絡(luò)控制部分的監(jiān)測,、控制,、調(diào)節(jié)、保護和遠動功能,。
系統(tǒng)架構(gòu)

FCPower—ECS電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)包括保護測控裝置層,、通信管理層和監(jiān)控后臺管理層三層結(jié)構(gòu),采用分層分布式架構(gòu),,在先進的計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)平臺上,,實現(xiàn)發(fā)電機組、廠用電和網(wǎng)絡(luò)控制部分的監(jiān)測,、控制,、調(diào)節(jié)、保護和遠動功能,。

1. 保護測控裝置層
由保護測控裝置和和其它智能電子裝置組成,,實現(xiàn)測量、控制,、保護,、信號、通信,、人機界面等基本功能,。主要包括發(fā)變組保護裝置、自動準(zhǔn)同期裝置,、自動調(diào)節(jié)勵磁裝置,、廠用電綜合保護測控裝置(含電動機、變壓器,、饋線等),、廠用電快速切除裝置、備用電源自投裝置、廠用分支保護裝置,、直流系統(tǒng)等,。
2. 通信管理層
由pFieldComm通信管理機組成,是分布式微機綜合保護測控裝置聯(lián)網(wǎng)通信的核心單元,,它負責(zé)把保護測控裝置的實時數(shù)據(jù)信息上送給服務(wù)器和DCS-DPU, 同時負責(zé)接收DCS 和ECS 的命令,,將這些命令轉(zhuǎn)發(fā)給保護測控裝置,實現(xiàn)遙控和遙調(diào)等功能,。通信管理層是測控保護層和監(jiān)控后臺管理層層之間的橋梁,,為了提高系統(tǒng)可靠性,采用雙機熱備用原則配置,,當(dāng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)某種故障時,,系統(tǒng)能自動切換至冗余裝置。
3. 監(jiān)控后臺管理層
設(shè)備主要由兩臺服務(wù)器(主從互備),、多臺操作員站,、工程師站、GPS 系統(tǒng)等組成,。服務(wù)器是基于Microsoft 的Windows 2000 Server 操作系統(tǒng)平臺的綜合自動化,、集成化、開放式應(yīng)用平臺,。運用可靠,、穩(wěn)定的控制模型實現(xiàn)了主備服務(wù)器的自動切換。
力控電力電氣監(jiān)控組態(tài)軟件采用先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),,實現(xiàn)了多種冗余方式,,包括:單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)、雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng),、客戶端冗余,、控制設(shè)備冗余等等。實現(xiàn)雙網(wǎng)冗余運行模式下,,從故障網(wǎng)快速,、可靠、自動地切換到備用網(wǎng),。實時處理通信管理機上傳的數(shù)據(jù),,轉(zhuǎn)發(fā)操作員站的控制命令,分發(fā)告警事件信息,,生成報表數(shù)據(jù),,保存歷史數(shù)據(jù)和事件記錄。采用先進的數(shù)據(jù)庫同步技術(shù),,保證主備服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的一致性,。該系統(tǒng)不僅具備基本的SCADA功能,還具備了與DCS、管理信息系統(tǒng)MIS互聯(lián),,構(gòu)成更大規(guī)模信息系統(tǒng)的功能,。
4. 系統(tǒng)冗余處理
為了提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性,力控電力電氣監(jiān)控組態(tài)軟件提供多種冗余方式,,主要有單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng),、雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)、客戶端冗余,、控制設(shè)備冗余等等。 1,、單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng),,在電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中,主機和從機僅使用了單一網(wǎng)絡(luò)適配器,,主/從機之間只有一個網(wǎng)絡(luò),。這種系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,缺點是單一網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,,會同時出現(xiàn)兩個活動站,,并導(dǎo)致I/O設(shè)備采集沖突等問題。
2,、雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng),,在此系統(tǒng)中,主機和從機都使用兩個網(wǎng)絡(luò)適配器,,并分配在兩個不同的網(wǎng)段,,主/從機之間存在兩個網(wǎng)絡(luò)連接。兩個網(wǎng)絡(luò)互為備用,,可保證主/從機之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信,。
3、客戶端冗余,,冗余客戶端既可以是人機界面運行系統(tǒng),,也可以是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),冗余客戶端將雙機冗余系統(tǒng)的主機或從機作為數(shù)據(jù)源,。冗余客戶端能夠自動判斷出是主機還是從機處于活動狀態(tài),,并保持與該活動站的通信。當(dāng)發(fā)生狀態(tài)切換后,,客戶端節(jié)點能自動找到新的活動站,,并保持通信。
4,、控制設(shè)備冗余,,在低壓配電系統(tǒng)中,為了提高控制系統(tǒng)的可靠性,控制站的電源,、CPU,、通訊模塊需要進行冗余配置即設(shè)備冗余方式,冗余的控制設(shè)備一般為主,、從控制器,,控制器上的主從CPU同時連接設(shè)備總線,主從設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)同步來防止控制出錯,,同步包括時間同步,、IO狀態(tài)同步等,主設(shè)備損壞時,,從設(shè)備自動接管控制權(quán),,比如西門子公司的S7400H系列PLC等,對于有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),,有時也會用兩個完全一樣的設(shè)備同時采集數(shù)據(jù),,上位機監(jiān)控軟件和此類系統(tǒng)通訊時,要考慮到主從設(shè)備CPU的切換時,,上位機監(jiān)控軟件要同步切換來保證正確的數(shù)據(jù)獲取IO設(shè)備的數(shù)據(jù),,力控在單機、網(wǎng)絡(luò)下都支持控制設(shè)備冗余,。
1,、 廠用電系統(tǒng)

能按啟動/停止階段和正常運行階段的要求實行程序控制或軟手操控制,實現(xiàn)由工作到備用或由備用到工作電源的程序切換或軟手操切換,,保證機組的安全運行和正常起機/停機。

 

2,、 發(fā)變組系統(tǒng)

實現(xiàn)發(fā)變組系統(tǒng)自動程序控制或軟手操控制,可使發(fā)電機由零起升速,、升壓直至同期并網(wǎng)帶初始負荷的程序控制和軟手操控制,或使發(fā)電機自動停機,。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié),、發(fā)變組同期、電氣設(shè)備保護,、6kV 廠用電快切功能由獨立的裝置實現(xiàn),,DCS 控制自動裝置的啟停和方式選擇,并進行狀態(tài)監(jiān)視,。根據(jù)實際運行水平和設(shè)備可靠性,,機組程控并網(wǎng)可設(shè)置人工間斷點,分布進行,。

 

3,、 數(shù)據(jù)顯示記錄功能

可實時顯示并記錄(其中包括事故順序記錄SOE)發(fā)電機,、變壓器(或發(fā)變組)系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng),、網(wǎng)控系統(tǒng)和電氣專用自動裝置的正常運行,、異常運行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài),自動生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表,、操作記錄報表,通過對故障進行詳盡的分析,,迅速得出事故原因,并提供操作指導(dǎo)和應(yīng)急處理措施。

 

4,、 爐,、機、電實現(xiàn)全CRT 監(jiān)控

監(jiān)控軟件具有數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計,、事故報警和記錄,、畫面顯示和重構(gòu)、報表生成和打印等諸多后臺功能,。對于繼電保護和其他電氣自動裝置以及電氣程序控制,監(jiān)控后臺提供專用操作窗口,。

 

5,、 操作員站功能

在操作員站可進行電氣設(shè)備的檢修/試驗操作。當(dāng)某一設(shè)備處于檢修時,,在相應(yīng)的電氣系統(tǒng)畫面上設(shè)有相應(yīng)的檢修/試驗狀態(tài)顯示(掛牌),,此時與該設(shè)備相關(guān)的閉鎖或聯(lián)鎖條件均失效。為防止誤操作,,設(shè)有單獨的檢修試驗畫面,,操作時需經(jīng)運行人員進一步確認(rèn)后方可投人或退出檢修/試驗。對特別重要的設(shè)備設(shè)有必須的保護措施,。

 

6,、 安全聯(lián)鎖功能

在ECS 中,有些設(shè)備之間是相互聯(lián)鎖的,,這些設(shè)備的聯(lián)鎖無需通過“聯(lián)鎖按鈕”選擇,,根據(jù)邏輯組態(tài)自動實現(xiàn)。如存在雙路電源之間切換問題,,為防止母線故障時多次跳閘,,應(yīng)考慮只能切換一次??梢酝ㄟ^DCS 畫面進行操作,。

 

7、 防止誤操作

實現(xiàn)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)防誤操作,。所有由DCS操作的單個斷路器,,除具有必要的聯(lián)鎖功能外,,還有必要的閉鎖措施,由預(yù)合,、預(yù)分,、防止誤操作組成。

 

8,、 接口功能

DCS 和ECS 的控制水平相一致,,接口完善,控制操作可以在DCS 操作員工作站進行,,也可以取得DCS 授權(quán)后在ECS 操作員工作站進行,。

 

應(yīng)用總結(jié)

電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)是針對原來DCS系統(tǒng)中的電氣部分進行專業(yè)管理,實現(xiàn)廠用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護,、測量,、控制、分析等綜合功能,??傮w協(xié)調(diào)發(fā)電廠熱控與電氣自動化的同步發(fā)展,全面提高發(fā)電廠的自動化水平和廠用控制管理水平,,保證發(fā)電廠運行的安全性和可靠性,,增強發(fā)電廠在當(dāng)前電力市場經(jīng)濟運行的優(yōu)勢和競爭能力。作為DCS的一個子集,,為SIS (廠級監(jiān)控系統(tǒng) ) 和MIS(電廠管理信息系統(tǒng))提供更為豐富的信息,。

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