PS6100电厂监控技术说明zhoumei.docx

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PS6100电厂监控技术说明zhoumei

Q/GDNZ.J.12.10-2000

PS6100电厂监控系统

技术说明书

版本1.0

国电南京自动化股份有限公司

二零零四年三月

目次

一．总体概述2

二．系统特点3

三.系统结构5

3．1网络构成5

3．2系统配置5

四．系统功能6

4.1数据采集与处理6

4.2监视7

4.3报警7

4.4控制和操作8

4.5统计计算8

4.6制表打印8

4.7人机接口8

4.8五防操作票功能9

4．8．1生成操作票9

4．8．2模拟执行操作票9

4．8．3执行操作票9

4．8．4管理及打印操作票10

4.9保护设备管理模块10

4．9．1保护设备库管理10

4．9．2保护定值召唤及设置10

4．9．3保护信息的处理10

4．10顺序控制10

五．系统技术指标10

一．总体概述

PS6100电厂监控系统是面向发电厂监控与自动化应用而研制开发的全新的分布开放计算机控制系统，它结合了当代国内外最新计算机硬件产品、软件产品、网络技术、实时工业控制产品与未来发展趋势，集中体现了国电南京自动化股份有限公司在电力自动化领域数十年的研制开发经验，系统具有良好的可靠性、可变性、可扩充性和可移植性。

PS6100电厂监控系统系统具有监控和数据采集（SCADA）功能，可实现电厂所有电气设备的监测、控制、保护及信息管理：

具有保护设备管理，电厂AVC、小电流接地选线、五防操作票、顺序控制、PLC通信、微机保护设备的监视信息采集及分析等功能；与DCS系统接口完善，可实现无缝连接。

系统采用开放、分层分布式网络结构，系统组态灵活，系统基于Microsoft的WindowsNT及Window2000操作系统，系统的整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突破了以往同类系统的局限，在易操作、易维护及人机界面友好上也充分发挥了现代计算机技术带来的方便，其设计视野宽广，可满足发电厂电气系统自动化的功能要求。

PS6100系统的主要技术特点如下：

（1）PS6100系统是一个高度集成的应用平台，在平台上综合了SCADA、保护设备管理、信息管理、操作票管理、顺序控制等功能，并向远程网络系统开放。

（2）PS6100系统的体系结构采用网络分布式，数据及进程可动态迁移，极大地发挥硬件资源的潜力，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。

（3）PS6100系统的软件支撑系统采用了微软（Microsoft）的WindowsNT（Window2000）操作系统，能更好的与世界先进的系统接轨，保证本系统的连续发展及可维护性。

（4）PS6100系统数据库采用了透明数据管理方式，数据库的描述采用面向对象利用人机交互图形描述，使繁杂的工作更简单更方便，也提高了系统的可维护性。

（5）PS6100系统的设计目标是不依赖于硬件系统独立于硬件平台，可在多种硬件平台上运行（包括各种体系的工作站、微机及小型机）。

（6）PS6100系统软件利用建立在ActiveX基础上的32位的MSVisualC++、MSVisualBasic及其它软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新系统组态，保证了系统的可扩展性及可维护性

（7）PS6100系统基于全图形的人机界面，各功能节点机具有统一风格的操作方式，易学易用。

其人机界面机具有多种图形画面功能，同时支持多媒体功能。

（8）PS6100系统以全双工方式同各种类型电厂智能设备（如PLC）通信，并实现多种方式的透明、半透明、不透明规约转换及转发。

二．系统特点

“PS6100”一方面采用了微内核的设计思想，系统核心部分提供了最基本的实时监控软件的功能；另一方面采用了开放的设计思想，实现了功能有效增加及裁剪，“PS6100”提供了大量的功能模块，并允许用户自主开发功能模块。

正是因为采用以上两项技术，才使用户可根据具体需要设计、拼装符合要求的电厂自动化系统。

“PS6100”采用了微内核的调度机制、开放分布式的系统结构、层次化的功能实现方式、面向目标的设计方法；系统实时数据库是层次半关系型结构；人机界面采用智能图形化交互方式。

“PS6100”层次结构图如下：

PS6100”的网络基础由TCP/IP、SOFTBUS、NSM三部分组成。

（1）TCP/IP是“PS6100”的网络传输、会话层，它与具体的操作系统、网络类型无关，可实现网络异构互连。

（2）SOFTBUS负责“PS6100”网络消息驱动、可以挂接任意功能模块。

各摸块可以进行数据交互、消息传递，同时也可截获SOFTBUS消息进行处理。

SOFTBUS采用的是安全广播和组通讯机制。

（3）NSM用于存放“PS6100”各种数据，它采用强一致的方法实现网络数据共享。

微内核是“PS6100”的最基本核心，负责系统的总体运行。

由任务调度、消息管理、系统时钟组成。

“PS6100”是一个开放的系统，体现在：

（1）数据通讯标准开放：

“PS6100”网络传输、软总线SOFTBUS、网络共享内存等机制的调用接口均以库函数的形式提供，开发者可以截获和发送各种数据。

（2）模块调用方法开放：

“PS6100”基本模块的调用接口以库函数的形式存在，模块可嵌入。

（3）数据格式开放：

“PS6100”无论网络数据、消息格式还是数据文件格式均公布其标准，同时提供读写调用库函数。

为了方便与其它系统的配合，“PS6100”还支持ODBC，可以将数据转换成多种格式，如SQLSERVER、ACCESS、SYBASE、ORCAL、EXCEL等。

此外“PS6100”含有丰富的功能模块，用户在进行系统组态时可以根据需要自由选择或利用“PS6100”函数库自行开发。

“PS6100”功能模块分为基本模块、选择模块。

基本模块完成SCADA系统常备的功能，由数据处理、事件记录，历史记录、打印管理、监控界面等组成。

选择模块含有“PS6100”的高级功能，由数据统计、数据计算、事故追忆、保护设备管理、外围组件管理、操作票管理、数据转换等组成。

三.系统结构

3．1网络构成

PS6100系统为保证系统数据通讯的高可靠性，可采用双重网络结构。

在运行过程中某一网络节点出现故障时，不会影响整个系统的正常工作。

3．2系统配置

PS6100系统的典型配置包括：

两台数据库服务器，完成系统的应用计算与历史数据库管理工作。

二台人机联系工作站，实现生产过程的监视与控制，实现对电站的自动管理，一台工程师站，负责电气保护设备的管理，一台五防操作票工作站。

系统结构示意图如下：

四．系统功能

4.1数据采集与处理

1）模拟量采集包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量和温度等非电量，并能实现如下功能∶

·定时采集：

按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度校验及数据库更新等。

·越限报警：

按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警，其报警信息应包括报警条文、参数值及报警时间等内容。

2）数字量采集包括断路器，隔离开关以及接地刀闸的位置信号，保护动作信号、运行监视信号及有载调压变压器分接头位置信号等，并实现如下功能：

·定时采集：

按扫描周期定时采集输入量并进行光电隔离，状态检查及数据库更新等。

·设备异常报警：

当状态发生变化时，应进行设备异常报警，其报警信息应包括报警条文、事件性质及报警时间。

·事件顺序记录（SOE）和操作记录：

对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要快速反应的开关量应采用中断方式，并按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序记录。

3）脉冲量的采集包括有功电度和无功电度等，并实现如下功能：

应能连续采集电度脉冲量，并能根据各回路PT、CT二次变比及脉冲电度表参数计算并转换为实际电度量进行累加，应能对采集的电度量进行分时段和方向进行统计。

4.2监视

能通过CRT对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面调用采用键盘、鼠标或跟踪球。

显示的主要画面有：

·电气主接线图，包括显示设备运行状态、潮流方向、各主要电气量（电流、电压、频率、有功、无功）等的实时值

·直流系统图

·交流不停电电源（UPS）系统图

·趋势曲线图，包括历史数据和实时数据

·棒状图

·计算机监控系统运行工况图

·各机组及全厂发电容量曲线

·各种保护信息及报表

·控制操作过程记录及报表

·事故追忆记录报告或曲线

·事故顺序记录报表

·操作指导及操作票

·各种统计报表

4.3报警

当所采集的模拟量发生越限，数字量变位及计算机系统自诊断故障时应进行报警处理。

报警方式分为两种:

一种为事故报警，一种为预告报警,前者为非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号，后者为一般性设备变位，状态异常信号，模拟量越限，计算机监控系统的事件异常等。

事故报警和预告报警应采用不同颜色，不同音响给以区别，并具有人工确认、自动或手动复归等功能。

对重要模拟量越限或发生断路器跳闸等事故时，应自动推出相关事故报警图面和提示信息，并自动启动事件记录打印机。

4.4控制和操作

PS6100电厂监控系统应能根据操作员输入的命令实现断路器、隔离开关及接地刀闸等的正常操作，倒闸操作和其它必要的操作，对需要同步的电厂设备能进行同步检定，实现“捕捉”同步合闸。

能实现断路器、隔离开关及接地刀闸的正常操作和间隔层现场操作的“五防”闭锁功能。

4.5统计计算

可按运行要求，对电流、电压、频率、功率和电能量进行统计分析此：

·有功、无功，功率因数计算

·电能量的分时段、分方向累计及电能量平衡统计

·开关投/退及保护动作次数的统计

·监控设备、无功装置投退率计算

·全厂发电总有功功率、厂用电总有功功率和全厂厂用电率

·线损管理计算

·变压器负荷率计算

·主要设备运行小时数统计

4.6制表打印

报表分成正常打印和异常打印，启动方式分为定时启动，人工召唤和事件驱动。

·定时启动:

定时打印运行人员所需的各种报表，如按时、值、日、月报表打印等。

打印时间应可设定。

·事件驱动：

自动随事件处理结果输出，包括：

系统设备运行状态变位；测量值越限；遥控操作记录；系统操作记录；遥信记录；事件顺序记录，事件追忆记录。

·人工召唤：

由运行人员通过人机界面召唤启动打印所需的报表。

4.7人机接口

PS6100电厂监控系统具有友好的人机联系手段，使运行人员可以清晰方便地了解运行情况，并提供输入手段，实现对变电站生产设备的控制，参数修改等项工作。

人机接口设备包括彩色屏幕显示器，功能键盘、汉字打印机。

它不但为运行人员提供对变电站实时监控的各种手段，而且具有对监控系统在线自诊断，投、退设备的功能，其实现的功能主要有：

·调画面、一览表、测点索引

·模拟量限值的修改

·对变电站可控设备发出控制操作命令

·日期和时钟的设置

·测点的投退

·智能I/O模件、打印机等监控设备的投退

·各种参数的设置

·操作票的显示，在线编辑和打印

·报警确认和画面清闪

4.8五防操作票功能

4．8．1生成操作票

PS6100系统为用户提供了交互方式生成操作票或通过输入文本文件直接转换生成操作票两种方式。

PS6100系统可对生成的操作票进行逻辑及误防检查，并给出警告，指出操作票的错误。

另外，提供了模板方式，使步骤基本相同但操作对象不同的操作票可以通过模板快速生成。

所有生成的操作票都利用数据库管理，可对其进行打印、修改、记录、添加、查询等工作。

4．8．2模拟执行操作票

PS6100系统可在线状态下不同的运行方式中对操作票进行模拟执行，一则可以通过模拟执行检查操作票在当前运行方式下的正确与否，二则可以使操作人员熟悉操作票的整个执行过程。

4．8．3执行操作票

PS6100系统在执行操作票时在操作票执行控制器控制下，操作票中每一步在自动或与人交互方式下进行，这时操作票中的每一步都将经过误防及逻辑检查，并提供出相关的执行状态。

4．8．4管理及打印操作票

PS6100系统可自动记录每次使用操作票的时间、人员及结果。

同时执行每一步骤的绝对时间都将记录，并可以召唤打印。

每一张操作票都利用密码保护，非授权使用是无法看到操作票内容的。

4.9保护设备管理模块

4．9．1保护设备库管理

PS6100系统可对所有的保护设备建立库，可记录该保护设备的类型、通讯方式、通讯规约方式、保护设备的各定值。

利用该库，PS6100系统完成与保护设备报文通讯，查询各保护设备的运行状态。

可对该库进行查询、打印报表等工作，并可将该库转换为其它格式。

4．9．2保护定值召唤及设置

利用与保护设备的通讯，可将有关该设备的定值进行上行召唤与下行设置处理。

4．9．3保护信息的处理

PS6100系统可对各保护设备提供的保护事件信息及保护故障信息一一记录、存档，同时利用多媒体设备进行报警处理并可在打印机上输出。

4．10顺序控制

可根据预先定义的逻辑关系实现发电厂开关、刀闸的顺序控制。

五．系统技术指标

.数据处理速度

从数据采集到主站显示≤3秒

RTU全部扫描一次≤6秒

遥调下发≤4秒

遥控下发≤3秒

.画面显示速度

画面调入≤3秒

数据刷新≤3秒

.进程切换或恢复

进程切换≤20秒

进程恢复≤30秒

.系统可用率99.8%

.平均无故障运行

无故障运行时间≥10000小时

.遥调、遥控超时

超时后取消该动作，时间为2秒