5电厂自动化系统发电厂变电站解决方案.docx

1、5电厂自动化系统发电厂变电站解决方案电厂自动化系统-发电厂变电站解决方案1.方案背景PRS-7000发电厂电力网络监控解决方案（NCS系统）是由长园深瑞继保自动化有限公司为适应发电厂电力网络自动化技术的发展要求而推出的、集监视控制与防误闭锁、智能设备信息集成、远动通信、保护信息管理、当地监控等功能于一体的综合自动化系统。PRS-7000型发电厂NCS系统可接入PRS-700、PRS-7000等系列成套高压、超高压微机保护，也可接入ISA-300G系列微机保护与测控装置。系统基于先进的网络化通信技术设计，具有开放、分层分布式结构，能无缝接入不同厂家的保护测控装置和其他站用智能设备，方便地监视和控

2、制各种设备的运行，为发电厂的安全经济运行提供更可靠的保证。2.应用场景本解决方案可广泛适用于火电厂、光伏电厂、风电厂等发电厂，其站控层设备包括SCADA服务器、操作员工作站、保护信息子站、维护工程师工作站、防误系统、PRS-791D系列通信接口设备（远动工作站、前置机、保护管理机、协议转换器等）、GPS对时设备、打印机、音响报警装置、网络设备、直流逆变器（或UPS）及通信电缆等。1)站控层配置服务器（兼操作员站，主从配置）、工程师站、五防工作站、WEB服务器（可选）、远动通讯机、保信子站系统等；2)所有支持以太网通讯的间隔层设备，均可通过以太网口接入间隔层工业以太网交换机，间隔层交换机和站层监

3、控网经光端机和光纤通道连接，采用DL/T860(IEC61850)或DL/T667（IEC-60870-5-103）协议通讯；3)第三方保护装置等若仅支持串行通信口，则加配保护管理机，经过协议转换后接入站控层系统；4)站内直流屏、电度表、VQC、AVC、AGC装置等，可通过串行通信口或以太网口接入协议转换器，协议转换器再经以太网接入站控层；5)微机五防等智能设备系统，既可通过串口方式与监控系统直接通讯，也可通过以太网方式接入站控层交换机。监控系统亦支持一体化五防模式；6)站层打印机可按要求配置为网络打印服务器或本地打印机；7)远动工作站主备冗余配置，通过MODEM或路由器接入各级调度及DCS系

4、统；如需配置路由，则需以硬件防火墙进行隔离，确保安全；8)远动工作站和站层后台服务器相互独立工作，任何一方故障，均不影响对方的正常监视和控制操作。SCADA服务器、远动工作站采用双重化配置，双机并列运行，互为热备用。当一台服务器或工作站故障时，另一台服务器或工作站能执行全部功能，实现无扰动切换。3.方案实现3.1.概述该方案的软件系统包括系统软件、支持软件、应用软件和通讯接口软件。1.系统软件1)系统软件具有成熟的实时多任务操作系统和完整的自诊断程序，为目前国际流行的UNIX操作系统；2)操作系统具有开放性，采用高级编程语言；3)查找故障的系统自诊断功能可诊断至模件级故障。2.支撑软件支撑软件

5、包括数据库管理系统、中文处理系统和网络软件系统。数据库要满足如下功能：1)数据库的结构为分散分布控制方式；2)允许不同应用程序对数据库内的同一数据集进行并发访问，并保证在并发方式下数据库的完整性和一致性；3)具有良好的可扩性和适应性，满足数据规模的不断扩充及应用程序的修改；4)支持用户在线生成、修改和维护，对任一数据库中的数据进行修改时，数据库管理系统可自动对所有工作站上的相关数据同时进行修改，保证数据的一致性；5)计算机系统故障消失后，数据库能恢复到故障前的状态；6)实时数据库和历史数据库相互独立，数据库的可维护性和可恢复性好。实时数据库的查询效率高，历史数据库的存储性能好。3.应用软件应用

6、软件要满足系统功能要求，具有良好的实时响应速度和可扩充性，并面向用户，便于操作使用。4.通信接口软件NCS监控系统配置足够数量的通信接口驱动软件，主要包含如下：1)与各级调度中心的通信接口驱动软件；2)与电力通信数据网系统的通信接口驱动软件；3)与数字式继电保护装置的通信接口驱动软件；4)与故障录波系统的通信接口驱动软件；5)与安全自动装置的通信接口驱动软件；6)与电能计量系统的通信接口驱动软件；7)与厂级实时监控系统的通信接口驱动软件；8)与机组DCS系统的通信接口驱动软件；9)与网控直流系统的通信接口驱动软件；10)与网控UPS系统的通信接口驱动软件；11)与其他智能装置（如火灾报警及消防

7、系统等）的通信接口驱动软件。3.2.设计原则PRS-7000发电厂NCS系统遵循如下原则设计：1)有利于全系统的安全、稳定运行和故障处理，提高运行的可靠性、经济性，进一步保证发电的质量。2)简化发电厂NCS系统的自动化设备及有关二次设备的硬件配置，避免重复，实现资源共享。3)减少发电厂NCS系统的二次设备间互连线，节约控制电缆和减轻电流互感器、电压互感器的负载。PRS-7000发电厂NCS系统在设计中参考了如下一些技术标准和重要规范：1)GB/T17626-1998电磁兼容试验和测量技术2)GB2887-89计算机场地技术条件3)GB/T13850-1998交流电量转换为模拟量或数字信号的电测

8、量变送器4)GB/T15153-94远动设备及系统工作条件环境条件和电源5)GB/T16435.1-1996远动设备及系统接口（电气特性）6)GB/T17626.2静电放电抗扰度试验7)GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验8)GB/T17626.4电快速瞬变脉冲群抗扰度试验9)GB/T17626.5浪涌（冲击）抗扰度试验10)GB/T17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度11)GB/T17626.8工频磁场的抗扰度试验12)GB50217-94电力工程电缆设计规范13)DL/T621-1997交流电气装置的接地14)DL/T630-1997交流采样远动终端技术条件15)DL/T63

9、4.5101-2002远动设备及系统第5部分传输规约101篇基本远动任务配套标准16)DL/T667-1999远动设备及系统第5部分传输规约103篇继电保护设备信息接口配套标准17)DL/T634.5104-2002远动设备及系统第5部分传输规约104篇采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问18)DL/T719-2000远动设备及系统第5部分传输规约102篇电力系统电能累计量传输配套标准19)DL5002-91地区电网调度自动化设计技术规程20)DL5003-91电力系统调度自动化设计技术规程21)DL/T5137-2001电测量及电能计量装置设计技术规定22)DL/T51

10、36-2001火力发电厂、变电站二次线设计技术规定23)DL/T5103-199935-110kV无人值班变电站设计规程24)DL451-91循环式远动规约25)DL/T5149-2001220-500kV变电站自动化系统设计技术规定26)SDJ2-88220-500kV变电站设计技术规程27)DLT672-1999变电站电压无功调节控制装置定货技术条件28)电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定（国家经贸委第30号令）29)防止电气误操作装置管理规定（国家电网公司）3.3.装置列表该解决方案的站控层设备包括SCADA服务器、工程师站、操作员站、五防工作站、远动装置以及测控装置等，

11、简要配置如表1。表1发电厂变电站解决方案装置列表序号装置型号装置名称1微型计算机或服务器SCADA服务器（主、备）2微型计算机或服务器运行工作站/操作员工作站3微型计算机或服务器五防工作站4微型计算机或服务器保护工程师站5PRS-791D远动工作站6PRS-791DP保信子站7PRS-741单元测控装置8PRS-742公共测控装置9智能设备智能设备3.4.功能列表表2发电厂变电站解决方案功能列表序号功能名称功能定义1核心软件SCADA服务器、HMI客户端，包含大部分核心功能。2支撑平台软件系统配置、图形组态，通信组态、报表管理、数据库维护等。3高级功能软件后台VQC、一体化五防主机、事故追忆、

12、小电流接地选线、程序化操作、CVT功能远程浏览、告警直传、交换机状态检测等。4可选扩展软件WEB发布、扩展系统接入。5保信系统保护工程师站核心功能、故障信息上送、保护动作行为分析、故障录波管理等核心功能包、及设备信息台帐、图纸资料管理等可选扩展包。4.技术特点和优势1)监控后台系统基于64位UNIX系统编程，多进程、多线程方式，合理利用64位系统资源和调度模式，保证监控系统的可靠性和实时性。2)系统采样跨平台设计，可支持UnixLinuxWindows等操作系统平台。人机界面操作方便，贴近用户习惯。3)可实现数据库的信号点表及图形画面的在线更改，维护方便。4)后台软件通信报文解析和实时监控模块

13、分开，便于不同的通讯方式接入，并精心设计系统交互报文，过滤任何不安全信息对系统的侵犯。5)系统后台构建组网方式灵活，可按需选择主备服务器模式、单双网模式，网络节点的数目可按需灵活增删；专门的局网LAN管理模块和广域网WEB接口管理模块，丰富了系统网络功能。6)系统后台采用软总线技术SoftBus设计，确保了各功能模块的平稳接入。7)系统采用工业级数据库管理系统（DBMS），确保数据高效安全存储和检索的网络分布化实现，精心设计的实时库同步和处理策略确保了分布式系统的数据一致性。8)系统数据库配置维护工具画面精美、界面流行，操作方便，支持多种编辑功能，支持配置信息分类打印，提供现场二次装置设备模板

14、库，大量减少系统库配置维护时间，并具有多重正确性检查机制，保证工程参数正确和完整。9)完善安全的用户配置策略，用户只能在成功登陆后才能修改本用户自身密码；用户权限按组分级且可具体设置，配置灵活、方便，满足现场实际要求。10)具有强大功能的内嵌脚本引擎和运行机，使用简便，可实现各类计算信号表达式和复杂操作控制规则逻辑配置。11)历史报表界面流行通用，表头制作灵活、表尾内容丰富，对于数据的定时记录和统计限制少，可制作出式样丰富、信息元素灵活的报表；支持数据复杂统计处理和复杂组合查询。12)强大的告警功能子系统，包括清晰准确的信息分级、方便灵活的音响/语音分类告警，专业化的光字告警等，更好地帮助运行

15、值班人员维护系统的安全稳定运行。13)系统基于脚本引擎的系统控制规则设置、灵活专业的间隔五防配置和自带的操作票管理模块，可实现一体化的防误操作闭锁功能；也可方便的接入独立的五防闭锁系统，闭锁机制完备，可靠性高。14)监控系统支持双机冗余配置，充分保证了系统数据库的安全性。当主机故障时，系统自动进行切换，保证实时数据和应用功能的可靠性，电站运行的安全性。15)可选集成小电流接地选线功能，能够辅助用户查找接地故障。16)人性化的事故追忆功能模块，支持表格、画面等多种信息展示模式，可将事故发生时刻前后某时间段的监控信号值和设备状态手动逐点显示，将时间段内的事件信息从追忆起点按点累加列出，便于事故后的

16、辅助分析处理。17)故障录波模块功能强大，基于ComTrade文件格式，图形可任意缩放，可进行矢量图分析、谐波分析、曲线运算（包括正序分量、负序分量、零序分量、差动电流、制动电流、突变量等曲线）以及阻抗分析。18)系统提供专门的通信调试工具，模拟数据发生工具，并内建诊断维护模块，确保监控系统的可靠运行，且支持系统远程维护和软件升级。19)支持程序化控制，以达到“一键操作”的目的，高度实现自动化。20)支持接收调度中心下发的AVC控制命令，并将其传送给电厂AVC控制装置，调节发电机励磁系统，改变发电机出口电压；按AVC控制的需要，将采集的实时数据按照规定的周期和传输协议传送给AVC装置。21)支

17、持接收调度下达的单机出力定值，通过远动装置直接传输至机组DCS系统；支持接收据调度下达的电厂发电计划曲线（自动或人工输入），并根据各个机组的实际运行工况进行处理转换为各发电机组出力设定值后送给各个机组DCS系统，对各个机组出力进行自动控制，使机组出力之和与调度下达的计划曲线相吻合。5.工程应用本解决方案已成功应用在在国内外多个火电厂、光伏电厂、风电厂中，系统运行情况良好，典型工程如：1.辽宁华能营口热电厂2330MW机组；2.辽宁辽阳沈煤集团红阳能源煤矸石热电厂2330MW机组；3.塔吉克斯坦杜尚别250MW热电联产项目；4.新疆华能塔什店火电厂四期(2125MW)；5.四川资中西南水泥有限公司余热发电；6.福建三明水泥工业有限公司6MW余热发电。