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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(jìn)發(fā)電廠廠用電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而研制的新型綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)繼承了微機(jī)保護(hù)、監(jiān)控和綜合自動(dòng)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(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組、廠用電和網(wǎng)絡(luò)控制部分的監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)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(jì)
采用分層分布式架構(gòu),實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組、廠用電和網(wǎng)絡(luò)控制部分的監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)功能。
系統(tǒng)架構(gòu)

FCPower—ECS電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)包括保護(hù)測(cè)控裝置層、通信管理層和監(jiān)控后臺(tái)管理層三層結(jié)構(gòu),采用分層分布式架構(gòu),在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組、廠用電和網(wǎng)絡(luò)控制部分的監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)功能。

1. 保護(hù)測(cè)控裝置層
由保護(hù)測(cè)控裝置和和其它智能電子裝置組成,實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、保護(hù)、信號(hào)、通信、人機(jī)界面等基本功能。主要包括發(fā)變組保護(hù)裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置、自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置、廠用電綜合保護(hù)測(cè)控裝置(含電動(dòng)機(jī)、變壓器、饋線(xiàn)等)、廠用電快速切除裝置、備用電源自投裝置、廠用分支保護(hù)裝置、直流系統(tǒng)等。
2. 通信管理層
由pFieldComm通信管理機(jī)組成,是分布式微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置聯(lián)網(wǎng)通信的核心單元,它負(fù)責(zé)把保護(hù)測(cè)控裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息上送給服務(wù)器和DCS-DPU, 同時(shí)負(fù)責(zé)接收DCS 和ECS 的命令,將這些命令轉(zhuǎn)發(fā)給保護(hù)測(cè)控裝置,實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)等功能。通信管理層是測(cè)控保護(hù)層和監(jiān)控后臺(tái)管理層層之間的橋梁,為了提高系統(tǒng)可靠性,采用雙機(jī)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(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)切換至冗余裝置。
3. 監(jiān)控后臺(tái)管理層
設(shè)備主要由兩臺(tái)服務(wù)器(主從互備)、多臺(tái)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(tái)的綜合自動(dòng)化、集成化、開(kāi)放式應(yīng)用平臺(tái)。運(yùn)用可靠、穩(wěn)定的控制模型實(shí)現(xiàn)了主備服務(wù)器的自動(dòng)切換。
力控電力電氣監(jiān)控組態(tài)軟件采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)了多種冗余方式,包括:?jiǎn)尉W(wǎng)雙機(jī)冗余系統(tǒng)、雙網(wǎng)雙機(jī)冗余系統(tǒng)、客戶(hù)端冗余、控制設(shè)備冗余等等。實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)冗余運(yùn)行模式下,從故障網(wǎng)快速、可靠、自動(dòng)地切換到備用網(wǎng)。實(shí)時(shí)處理通信管理機(jī)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(bào)表數(shù)據(jù),保存歷史數(shù)據(jù)和事件記錄。采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)同步技術(shù),保證主備服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)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(yùn)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(jī)冗余系統(tǒng)、雙網(wǎng)雙機(jī)冗余系統(tǒng)、客戶(hù)端冗余、控制設(shè)備冗余等等。 1、單網(wǎng)雙機(jī)冗余系統(tǒng),在電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中,主機(jī)和從機(jī)僅使用了單一網(wǎng)絡(luò)適配器,主/從機(jī)之間只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是單一網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí),會(huì)同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)活動(dòng)站,并導(dǎo)致I/O設(shè)備采集沖突等問(wèn)題。
2、雙網(wǎng)雙機(jī)冗余系統(tǒng),在此系統(tǒng)中,主機(jī)和從機(jī)都使用兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器,并分配在兩個(gè)不同的網(wǎng)段,主/從機(jī)之間存在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互為備用,可保證主/從機(jī)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。
3、客戶(hù)端冗余,冗余客戶(hù)端既可以是人機(jī)界面運(yùn)行系統(tǒng),也可以是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),冗余客戶(hù)端將雙機(jī)冗余系統(tǒng)的主機(jī)或從機(jī)作為數(shù)據(jù)源。冗余客戶(hù)端能夠自動(dòng)判斷出是主機(jī)還是從機(jī)處于活動(dòng)狀態(tài),并保持與該活動(dòng)站的通信。當(dāng)發(fā)生狀態(tài)切換后,客戶(hù)端節(jié)點(diǎn)能自動(dòng)找到新的活動(dòng)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(jìn)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(shí)連接設(shè)備總線(xiàn),主從設(shè)備之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步來(lái)防止控制出錯(cuò),同步包括時(shí)間同步、IO狀態(tài)同步等,主設(shè)備損壞時(shí),從設(shè)備自動(dòng)接管控制權(quán),比如西門(mén)子公司的S7400H系列PLC等,對(duì)于有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),有時(shí)也會(huì)用兩個(gè)完全一樣的設(shè)備同時(shí)采集數(shù)據(jù),上位機(jī)監(jiān)控軟件和此類(lèi)系統(tǒng)通訊時(shí),要考慮到主從設(shè)備CPU的切換時(shí),上位機(jī)監(jiān)控軟件要同步切換來(lái)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(jī)、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(dòng)/停止階段和正常運(yùn)行階段的要求實(shí)行程序控制或軟手操控制,實(shí)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(jī)組的安全運(yùn)行和正常起機(jī)/停機(jī)。

 

2、 發(fā)變組系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)發(fā)變組系統(tǒng)自動(dòng)程序控制或軟手操控制,可使發(fā)電機(jī)由零起升速、升壓直至同期并網(wǎng)帶初始負(fù)荷的程序控制和軟手操控制,或使發(fā)電機(jī)自動(dòng)停機(jī)。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)、發(fā)變組同期、電氣設(shè)備保護(hù)、6kV 廠用電快切功能由獨(dú)立的裝置實(shí)現(xiàn),DCS 控制自動(dòng)裝置的啟停和方式選擇,并進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行水平和設(shè)備可靠性,機(jī)組程控并網(wǎng)可設(shè)置人工間斷點(diǎn),分布進(jìn)行。

 

3、 數(shù)據(jù)顯示記錄功能

可實(shí)時(shí)顯示并記錄(其中包括事故順序記錄SOE)發(fā)電機(jī)、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(zhuān)用自動(dòng)裝置的正常運(yùn)行、異常運(yùn)行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài),自動(dòng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表、操作記錄報(bào)表,通過(guò)對(duì)故障進(jìn)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(jī)、電實(shí)現(xiàn)全CRT 監(jiān)控

監(jiān)控軟件具有數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)、事故報(bào)警和記錄、畫(huà)面顯示和重構(gòu)、報(bào)表生成和打印等諸多后臺(tái)功能。對(duì)于繼電保護(hù)和其他電氣自動(dòng)裝置以及電氣程序控制,監(jiān)控后臺(tái)提供專(zhuān)用操作窗口。

 

5、 操作員站功能

在操作員站可進(jìn)行電氣設(shè)備的檢修/試驗(yàn)操作。當(dāng)某一設(shè)備處于檢修時(shí),在相應(yīng)的電氣系統(tǒng)畫(huà)面上設(shè)有相應(yīng)的檢修/試驗(yàn)狀態(tài)顯示(掛牌),此時(shí)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(dú)的檢修試驗(yàn)畫(huà)面,操作時(shí)需經(jīng)運(yùn)行人員進(jìn)一步確認(rèn)后方可投人或退出檢修/試驗(yàn)。對(duì)特別重要的設(shè)備設(shè)有必須的保護(hù)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(wú)需通過(guò)“聯(lián)鎖按鈕”選擇,根據(jù)邏輯組態(tài)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。如存在雙路電源之間切換問(wèn)題,為防止母線(xiàn)故障時(shí)多次跳閘,應(yīng)考慮只能切換一次。可以通過(guò)DCS 畫(huà)面進(jìn)行操作。

 

7、 防止誤操作

實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)防誤操作。所有由DCS操作的單個(gè)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(jìn)行,也可以取得DCS 授權(quán)后在ECS 操作員工作站進(jìn)行。

 

應(yīng)用總結(jié)

電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)是針對(duì)原來(lái)DCS系統(tǒng)中的電氣部分進(jìn)行專(zhuān)業(yè)管理,實(shí)現(xiàn)廠用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)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(dòng)化的同步發(fā)展,全面提高發(fā)電廠的自動(dòng)化水平和廠用控制管理水平,保證發(fā)電廠運(yùn)行的安全性和可靠性,增強(qiáng)發(fā)電廠在當(dāng)前電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)能力。作為DCS的一個(gè)子集,為SIS (廠級(jí)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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