web組態(tài)軟件在電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用——力控科技

       電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（Electric Control System），是將原DCS系統(tǒng)中的電氣部分獨立出來進(jìn)行專業(yè)管理，實現(xiàn)廠用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護(hù)、測量、控制、分析等綜合功能。協(xié)調(diào)發(fā)電廠熱控與電氣自動化同步發(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(yùn)行的安全性和可靠性，增強(qiáng)發(fā)電廠在當(dāng)前電力市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)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。ECS是應(yīng)電力系統(tǒng)自動化水平的進(jìn)一步提高而提出的。

1.系統(tǒng)特點

　　力控電力監(jiān)控組態(tài)軟件FCPower 為推進(jìn)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(jī)保護(hù)、監(jiān)控、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(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)平臺上，實現(xiàn)發(fā)電機(jī)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(hù)和遠(yuǎn)動功能。FCPower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。

　　主要實現(xiàn)的功能具體在以下幾個方面： 

　　★廠用電系統(tǒng)

能按啟動/停止階段和正常運(yùn)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(jī)組的安全運(yùn)行和正常起機(jī)/停機(jī)。

　　★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(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)自動停機(jī)。發(fā)電機(jī)勵磁系統(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立的裝置實現(xiàn)，DCS 控制自動裝置的啟停和方式選擇，并進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視。根據(jù)實際運(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，分布進(jìn)行?！　?/p>

　　★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(jī)、變壓器（或發(fā)變組）系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、網(wǎng)控系統(tǒng)和電氣專用自動裝置在正常運(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)，自動生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表、操作記錄報表,通過對故障進(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。

　　★爐、機(jī)、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)、報表生成和打印等后臺功能。對于繼電保護(hù)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?！　?/p>

　　★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(yùn)行人員進(jìn)一步確認(rèn)后方可投入或退出檢修/試驗。對特別重要的設(shè)備設(shè)有必要的保護(hù)措施。

　　★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)。如存在雙路電源間的切換問題，為防止母線故障時多次跳閘，應(yīng)考慮只能切換一次，可以通過DCS 畫面進(jìn)行操作。

　　★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。

　　★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。

　  ★系統(tǒng)的冗余處理

　　為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，力控電力監(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)、客戶端冗余、控制設(shè)備冗余等。

　?、賳尉W(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)僅使用單一網(wǎng)絡(luò)適配器，主/從機(jī)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(jī)冗余系統(tǒng)：在此系統(tǒng)中，主機(jī)和從機(jī)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(jī)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(jī)之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。

　?、劭蛻舳巳哂啵喝哂嗫蛻舳思瓤梢允侨藱C(jī)界面運(yùn)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(jī)冗余系統(tǒng)的主機(jī)或從機(jī)作為數(shù)據(jù)源。冗余客戶端能夠自動判斷出是主機(jī)還是從機(jī)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。

　?、芸刂圃O(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同時連接設(shè)備總線，主從設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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)，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(jī)監(jiān)控軟件和此類系統(tǒng)通訊時，要考慮到主從設(shè)備CPU在切換時，上位機(jī)監(jiān)控軟件要同步切換來保證獲取正確的IO設(shè)備數(shù)據(jù)，力控在單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)下都支持控制設(shè)備冗余。

2.典型配置

　　力控電力監(jiān)控組態(tài)軟件FCPower在電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)包括保護(hù)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)構(gòu)成，具體介紹如下：

　　保護(hù)測控裝置層由保護(hù)測控裝置和其它智能電子裝置組成，實現(xiàn)測量、控制、保護(hù)、信號、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、自動準(zhǔn)同期裝置、自動調(diào)節(jié)勵磁裝置、廠用電綜合保護(hù)測控裝置（含電動機(jī)、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(hù)裝置、直流系統(tǒng)等。

　　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)測控裝置聯(lián)網(wǎng)通信的核心單元，它負(fù)責(zé)把保護(hù)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(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(hù)層和監(jiān)控后臺管理層之間的橋梁，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，系統(tǒng)能自動切換至冗余裝置?！?/p>

　　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Windows 2000 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(yùn)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。力控電力監(jiān)控組態(tài)軟件采用先進(jìn)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(jī)冗余系統(tǒng)、雙網(wǎng)雙機(jī)冗余系統(tǒng)、客戶端冗余、控制設(shè)備冗余等。實現(xiàn)雙網(wǎng)冗余運(yùn)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(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。

3.主要技術(shù)指標(biāo)

（1）數(shù)據(jù)更新（RTU傳送速率600波特）

         重要遙測更新周期＜2S、一般遙測更新周起＜3S、次要遙測更新周期＜4S、全系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)掃描周期＜3S。

（2） 事故時遙信變位傳送周期（1：64）＜3S。

（3） 事故推出畫面時間＜3S。

（4） 事故順序記錄（SOE）站間分辨率＜20ms。

（5） 遙控遙調(diào)命令傳送時間＜1S。

（6） 電能量廣播凍結(jié)和讀出量值周期＜1min。

（7） 畫面調(diào)用實時響應(yīng)時間＜1S。

（8） 畫面實時數(shù)據(jù)刷新周期＜2S。

（9） 模擬屏數(shù)據(jù)刷新周期

　　   遙信變位＜1S、重要遙測＜3S、次要遙測＜5S。

（10） 遙信處理正確率：99.9%。

（11） 遙控（調(diào)）正確率：100%。

4.典型案例

　　黑龍江林源熱電廠ECS系統(tǒng)

　　黑龍江齊齊哈爾電廠ECS系統(tǒng)

　　北京市熱電公司ECS系統(tǒng)

　　廣東茂名石化熱電廠聯(lián)合發(fā)電ECS系統(tǒng)

　　江蘇淮陰電廠ECS系統(tǒng)

　　陜西渭河發(fā)電廠鍋爐、汽輪機(jī)ECS系統(tǒng)

　　湖北襄樊熱電廠二號鍋爐ECS系統(tǒng)

　　貴州黔北電廠ECS系統(tǒng)

　　上海崇明電廠ECS系統(tǒng)

　　天津泰達(dá)熱電公司ECS系統(tǒng)

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