文档介绍：龙滩水电站计算机监控系统结构及特点
孔德宁1 段中平1 李镇江1 温柳2
(1:龙滩水力发电厂广西区天峨县547300 2:南京南瑞自控控制公司江苏省南京市 210003)
【摘要】本文详细阐述了龙滩水电站计算机监控系统的设计原则、结构、功能和软硬件特点。随着计算机技术和网络技术的快速的发展,面向水电厂自动化的计算机监控系统也在迅速的发展,考虑到龙滩水电站设备控制的复杂程度以及庞大的系统规模,从电站可靠运行出发,系统采用了先进的、可靠的、有成功经验的水电厂计算机监控系统,并根据龙滩水电站的要求和特点,采用了当前比较先进的设备和技术,使其成为既具有,又能充分满足电站各方面实用化要求的成熟可靠的监控系统。
【关健词】龙滩水电站监控系统系统结构系统特点
0 概述
龙滩水电站位于广西天峨县境内,是红水河上游大型骨干电厂。电站设计总装机容量6300MW,安装9台单机容量700MW的混流式水轮发电机组。由于单机容量大,运行方式复杂,对控制系统的可靠性、实时性要求很高,电站通过5回500千伏的电压等级线路接入电力系统,在南方电网中,主要承担着发电、调压、调峰、调频等任务。承担全厂9台机组、500kV开关站、公用系统等全厂设备实时监视和控制重任的计算机监控系统采用了与电站其他部分同步设计、同步投运的方式进行,保证了从电站首台机组发电起就将整个电站的实时运行纳入计算机监控系统的自动控制之中。
龙滩电站计算机监控系统2005年8月开始招标,2006年1月签订合同,2006年10月运抵龙滩现场进行安装调试,预定在2007年3月与第一台机同步投产。
设计原则
龙滩电站计算机监控系统选用南瑞公司提供的监控系统,按“无人值班(少人值守)”原则进行设计和配置,系统结构采用全开放、分布式模块化冗余结构,整个系统以“分层管理、集中控制”为原则组成主站级和现地控制单元级两部分,系统配置和设备选型符合计算机技术迅速发展的特点,充分利用计算机领域的先进技术。
监控系统的软硬件均采用模块化结构,使之有良好的扩充性,便于实现系统功能、软件及硬件设备的扩充,更好地完成运行管理智能化。同时系统还具有高度的安全性和可靠性、实时性和实用性,符合控制系统危险分担原则。
龙滩计算机监控系统技术性能达到。
系统结构
电站主站级和现地控制单元级通过100Mbp工业双光纤高速以太环网()相连,其良好的令牌协议(TOKEN BUS),使得各上位机系统与现地控制层PLC以对等的方式进行通讯。系统各部分均由二层通讯网络构成,层次清晰,运行稳定,易于扩充及维护,通过不同的软/硬件体系结构与功能结合,一起完成全厂众多复杂的实时监控功能。系统结构如图1。
图1 龙滩计算机监控系统结构图
现地控制单元级
现地控制单元主要完成对被监控设备的数据采集、顺序控制流程、逻辑控制流程以及与系统中其它装置的数据交换和状态采集。
由于龙滩水电站在电网中的重要性,所以该系统中的机组、开关站、厂用、公用设备等现地控制单元CPU采用法国S
chneider公司最高端Unity 67160 热备冗余CPU。
Unity67160与I/O模件之间采用典型的MODICON 内部OVER BUS总线方式连接;远程I/O采用RIO( bps)方式,使用RG-6U同轴电缆作为通讯介质。对机组进水口闸门的控制,由于远程I/O机柜距离较远,且考虑重要性、安全性,从而配置了光纤中继器(490NRD95400),通过光纤介质进行通讯;与触摸屏(施耐德XBTG6330)、交采装置(ALSTOM百超)之间采用MB+(MODBUS PLUS 1M bps)网络通讯;调速、励磁等系统通过MB(MODBUS 9600bps)网与之通讯。
主站级
电站主站级系统由四个主要部分组成。
从监控系统的安全性、可靠性出发,操作员工作站和历史、实时数据服务器均设计为双机冗余热备工作方式,任何一台计算机故障,不会影响系统的正常运行,在主用机发生故障时,备用机迅速接管其工作,可以不中断任务且无扰动地成为主用机运行,保证系统高可用性。同时服务器节点的状态即时反映出来,极大的方便了运行和维护人员的监视和处理。
操作员工作站Operation Station
操作员工作站系指实现运行人员与电站监控系统人机接口的工作站,功能包括图形显示、定值设定及变更工作方式等。运行值班人员通过双屏彩色液晶显示器可以对电厂的生产、设备运行做实时监视,取得所需的各种信息。电厂所有的操作控制都可以通过鼠标及键盘实现。操作员工作站配置声卡和语音软件,用于当被监控对象发生事故或故障时,发出语音报警提醒运行人员。从系统的安全性考虑,操作员站主机放监控机房,键盘、鼠标、显示器放中控室,中间通过K