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FCPower在電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
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)控和綜合自動化產品多年發(fā)展的技術精華,,采用分層分布式架構,,在先進的計算機技術和網絡通信技術平臺上,實現發(fā)電機組,、廠用電和網絡控制部分的監(jiān)測,、控制、調節(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,,可根據控制方式靈活配置,。
系統(tǒng)設計
采用分層分布式架構,實現發(fā)電機組,、廠用電和網絡控制部分的監(jiān)測,、控制、調節(jié),、保護和遠動功能,。
系統(tǒng)架構

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構,,采用分層分布式架構,在先進的計算機技術和網絡通信技術平臺上,,實現發(fā)電機組,、廠用電和網絡控制部分的監(jiān)測、控制,、調節(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,、自動準同期裝置、自動調節(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網通信的核心單元,它負責把保護測控裝置的實時數據信息上送給服務器和DCS-DPU, 同時負責接收DCS 和ECS 的命令,,將這些命令轉發(fā)給保護測控裝置,,實現遙控和遙調等功能。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,當數據通信網絡中出現某種故障時,,系統(tǒng)能自動切換至冗余裝置,。
3. 監(jiān)控后臺管理層
設備主要由兩臺服務器(主從互備)、多臺操作員站,、工程師站,、GPS 系統(tǒng)等組成。服務器是基于Microsoft 的Windows 2000 Server 操作系統(tǒng)平臺的綜合自動化,、集成化,、開放式應用平臺。運用可靠,、穩(wěn)定的控制模型實現了主備服務器的自動切換,。
力控電力電氣監(jiān)控組態(tài)軟件采用先進的網絡通信技術,實現了多種冗余方式,,包括:單網雙機冗余系統(tǒng),、雙網雙機冗余系統(tǒng)、客戶端冗余,、控制設備冗余等等,。實現雙網冗余運行模式下,從故障網快速,、可靠,、自動地切換到備用網。實時處理通信管理機上傳的數據,,轉發(fā)操作員站的控制命令,,分發(fā)告警事件信息,,生成報表數據,保存歷史數據和事件記錄,。采用先進的數據庫同步技術,,保證主備服務器數據庫的一致性。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,構成更大規(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,主要有單網雙機冗余系統(tǒng),、雙網雙機冗余系統(tǒng),、客戶端冗余、控制設備冗余等等,。 1,、單網雙機冗余系統(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絡適配器,,主/從機之間只有一個網絡。這種系統(tǒng)的網絡結構簡單,,缺點是單一網絡出現故障時,,會同時出現兩個活動站,并導致I/O設備采集沖突等問題,。
2,、雙網雙機冗余系統(tǒng),在此系統(tǒng)中,,主機和從機都使用兩個網絡適配器,,并分配在兩個不同的網段,主/從機之間存在兩個網絡連接,。兩個網絡互為備用,可保證主/從機之間的可靠網絡通信,。
3,、客戶端冗余,冗余客戶端既可以是人機界面運行系統(tǒng),,也可以是實時數據庫系統(tǒng),,冗余客戶端將雙機冗余系統(tǒng)的主機或從機作為數據源。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備冗余方式,,冗余的控制設備一般為主、從控制器,,控制器上的主從CPU同時連接設備總線,,主從設備之間通過網絡進行數據同步來防止控制出錯,同步包括時間同步,、IO狀態(tài)同步等,,主設備損壞時,從設備自動接管控制權,,比如西門子公司的S7400H系列PLC等,,對于有些數據采集系統(tǒng),有時也會用兩個完全一樣的設備同時采集數據,,上位機監(jiān)控軟件和此類系統(tǒng)通訊時,,要考慮到主從設備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據獲取IO設備的數據,,力控在單機,、網絡下都支持控制設備冗余。
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)電壓調節(jié),、發(fā)變組同期,、電氣設備保護、6kV 廠用電快切功能由獨立的裝置實現,,DCS 控制自動裝置的啟停和方式選擇,,并進行狀態(tài)監(jiān)視,。根據實際運行水平和設備可靠性,機組程控并網可設置人工間斷點,,分布進行,。

 

3、 數據顯示記錄功能

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)下的各種數據和狀態(tài),,自動生產數據報表、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,并提供操作指導和應急處理措施,。

 

4、 爐,、機,、電實現全CRT 監(jiān)控

監(jiān)控軟件具有數據處理和統(tǒng)計、事故報警和記錄,、畫面顯示和重構,、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備的檢修/試驗操作,。當某一設備處于檢修時,,在相應的電氣系統(tǒng)畫面上設有相應的檢修/試驗狀態(tài)顯示(掛牌),此時與該設備相關的閉鎖或聯鎖條件均失效,。為防止誤操作,,設有單獨的檢修試驗畫面,操作時需經運行人員進一步確認后方可投人或退出檢修/試驗,。對特別重要的設備設有必須的保護措施,。

 

6、 安全聯鎖功能

在ECS 中,,有些設備之間是相互聯鎖的,,這些設備的聯鎖無需通過“聯鎖按鈕”選擇,根據邏輯組態(tài)自動實現,。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,除具有必要的聯鎖功能外,,還有必要的閉鎖措施,,由預合、預分,、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 授權后在ECS 操作員工作站進行,。

 

應用總結

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)電廠在當前電力市場經濟運行的優(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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