丹江口水电厂计算机监控系统介绍课件

水电站自动化发展历程水电站自动化发展历程单一的监测功能设置的装置单一的监测功能设置的装置单一的控制功能设置的装置单一的控制功能设置的装置发变机组单元监控装置发变机组单元监控装置集主要设备监控的计算机监控系统集主要设备监控的计算机监控系统主、辅设备监控的计算机监控系统主、辅设备监控的计算机监控系统水电站综合自动化系统水电站综合自动化系统功能设置：功能设置：陆水的陆水的SXJ-1SXJ-1、葛洲坝、葛洲坝的的SXJ-2SXJ-2和和DJC-1,DJC-1,富春江的富春江的电气量测量装置电气量测量装置葛洲坝二江葛洲坝二江SKT-1葛洲坝大江葛洲坝大江RTU装置装置有少量的高级应用软件如有少量的高级应用软件如AGC、AVC等，葛洲坝二等，葛洲坝二江、丹江口、富春江的电江、丹江口、富春江的电站的计算机监控系统站的计算机监控系统增加了少量的智能专增加了少量的智能专家功能和辅助设备的家功能和辅助设备的监控功能如葛洲坝二监控功能如葛洲坝二江电站二期江电站二期增加了大量的智能测增加了大量的智能测控装置如振动摆度、控装置如振动摆度、智能变送器、历史数智能变送器、历史数据等如李家峡、葛洲据等如李家峡、葛洲坝大江坝大江水电站自动化发展历程水电站自动化发展历程现场地位：现场地位：常规为主，计算机监控为辅常规为主，计算机监控为辅计算机监控为主，常规为辅计算机监控为主，常规为辅取消常规自动化回路，完全依靠计算机监控取消常规自动化回路，完全依靠计算机监控计算机监控系计算机监控系统不可信赖统不可信赖计算机监控系计算机监控系统不太放心统不太放心计算机监控系计算机监控系统值得信赖统值得信赖水电站自动化发展历程水电站自动化发展历程年代年代典型的系统结构典型的系统结构几个应用实例几个应用实例第一代第一代8080年代中年代中功能分布的多微机分层监控系统功能分布的多微机分层监控系统葛葛洲洲坝坝二二江江一一期期，富富春江一期春江一期第二代第二代8080年代末年代末设设备备单单元元分分布布的的星星型型分分层层监监控控系系统统丹江口一期，龙羊峡丹江口一期，龙羊峡第三代第三代9090年代中年代中基于开放系统的分布式监控系统基于开放系统的分布式监控系统葛葛洲洲坝坝二二江江，富富春春江江，白山，李家峡，白山，李家峡，第四代第四代2121世纪初世纪初基于对象技术的分布式监控系统基于对象技术的分布式监控系统红红枫枫梯梯级级，青青溪溪，水水口，大峡，引子渡口，大峡，引子渡水电站计算机监控系统的发展过程综合如下：水电站计算机监控系统的发展过程综合如下：主站主站主站主站操作员站操作员站操作员站操作员站工程师站工程师站历史数据站历史数据站丹江电厂计算机监控系统结构图：丹江电厂计算机监控系统结构图：4FLCU4FLCU3FLCU3FLCU5FLCU5FLCU6FLCU6FLCU公用公用LCULCU开关站开关站LCULCU开关站开关站LCULCU直流直流MISMIS其它其它调度调度打印机打印机通讯管理机通讯管理机2FLCU2FLCU1FLCU1FLCUGPSGPSC300C300电量电量管理机管理机1 1、上位、上位、上位、上位机机系统说明系统说明系统说明系统说明 (1)(1)主计算机主计算机 配置二台美国配置二台美国DECDEC公司的公司的Alpha xp1000Alpha xp1000工作站，工作站，双机双机 热备用系统，控制权可以手动和自动切换，当工作主热备用系统，控制权可以手动和自动切换，当工作主 机故障时，备用主机可以自动地取得控制权。在控制机故障时，备用主机可以自动地取得控制权。在控制 权切换时，对监控系统的工作无扰动权切换时，对监控系统的工作无扰动 运行运行DECDEC公司的公司的Tru64 Unix Tru64 Unix 操作系统和南瑞公司的操作系统和南瑞公司的 Nariacc Nariacc水电厂计算机监控系统软件水电厂计算机监控系统软件 主机系统所完成的功能包括对电站计算机监控系统的主机系统所完成的功能包括对电站计算机监控系统的 管理，管理，AGCAGC、AVCAVC计算和处理，数据库管理，在线及计算和处理，数据库管理，在线及 离线计算功能，各图表、曲线的生成，事故故障信号离线计算功能，各图表、曲线的生成，事故故障信号 的分析处理，接收、校验并输出操作控制指令，以及的分析处理，接收、校验并输出操作控制指令，以及 控制与外界的通信等控制与外界的通信等 (3)工程师工作站 配置一台美国DEC公司的Alpha xp1000工作站 运行DEC公司的Tru64Unix 操作系统和南瑞公司的 Nariacc水电厂计算机监控系统软件 实现系统软件开发与维护，画面、数据库、顺控文件的 增删与修改 (2)操作员工作站 配置二台美国DEC公司的Alpha xp1000工作站，每 台配有双屏幕，双机冗余配置，互为热备用 运行DEC公司的Tru64Unix操作系统和南瑞公司的 Nariacc水电厂计算机监控系统软件；操作员工作站主要供运行值班人员使用，具有图形显 示、全厂运行监视和控制功能、发操作控制命令、设 定与变更工作方式等功能。全厂所有的操作控制都可 以通过操作功能键盘而实现；通过CRT可以对全厂的 生产、设备运行作实时监视，并取得所需的各种信息(5)通讯服务器 配置一台美国HP公司的HP VE8 PIII/500微机 运行SCO UNIX 操作系统 完成通讯子系统功能，实现与调度、直流供电系统、MIS系统等的通讯 配置两台LQ-1600K型汉字打印机，完成打印功能(6)C300电量管理机 通过PSTN（公共电话网）与开关站线路电度表通讯 可独立实现电量的采集和管理 运行Windows操作系统并通过UDP协议上网 向主计算机传送实时线路电量数据(4)历史数据站 配置一台美国HP公司的HP VE8 PIII/500微机作为历史 数据站，并配有一台可读写光驱 运行WINNT操作系统 实现系统的数据管理及历史数据的存贮等功能。2 2、现地控制单元、现地控制单元LCU LCU 系统介绍系统介绍全厂共设九台全厂共设九台LCULCU，其中有六套机组，其中有六套机组LCULCU，二套开关站，二套开关站LCULCU和一套公用设备和一套公用设备LCULCU。每套。每套LCULCU由主控模件和由主控模件和I/OI/O模件两部模件两部 分组成分组成九套九套LCULCU采用南瑞公司生产的采用南瑞公司生产的SJ-600SJ-600智能分布式现地控制装智能分布式现地控制装置置 ，另配，另配6 6套可当地操作的机组套可当地操作的机组 顺控装置顺控装置(GE90-30PLC)(GE90-30PLC)SJ-600SJ-600型现地控制单元型现地控制单元LCU LCU 主控模件IO模件IO模件底 板CPU模块IO模块GE90-30 PLC可编程控制器可编程控制器电源模块SJ-600SJ-600型型LCU LCU 的配置框图的配置框图1.SJ-12C1.SJ-12C型微机自动准同期装置型微机自动准同期装置 双独立的微机系统双独立的微机系统 每个装置可支持每个装置可支持1616个同期对象个同期对象 支持对同期开关两侧的电压进行支持对同期开关两侧的电压进行 相角补偿和电压补偿相角补偿和电压补偿 所有参数采用数字式整定，自动所有参数采用数字式整定，自动 校正零点和线性，真正免维护。校正零点和线性，真正免维护。现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备2.SJ-22C2.SJ-22C型微机转速测控装置型微机转速测控装置同时采用机械、电气两种测速原理，同时采用机械、电气两种测速原理，即可有机结合，又可单独使用即可有机结合，又可单独使用独特的电气及机械转速传感器，可独特的电气及机械转速传感器，可 检测机组蠕动，判断旋转方向检测机组蠕动，判断旋转方向可提供可提供8 8个转速整定值输出个转速整定值输出提供提供1 1路模拟量输出路模拟量输出具有具有RS232/485RS232/485接口，采用接口，采用MBMB通讯通讯 规约规约现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备3.SJ-40C3.SJ-40C型微机温度巡检型微机温度巡检/保护装置保护装置 可接入二、三线制测温电阻达可接入二、三线制测温电阻达48 48 路，支持多种测温电阻。路，支持多种测温电阻。自动调校零点及增益，真正免调校。自动调校零点及增益，真正免调校。可提供可提供2 2个整定值输出。个整定值输出。具有具有RS232/485RS232/485接口，采用接口，采用MBMB通讯通讯 规约规约现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的辅助设备现地控制单元的技术特点现地控制单元的技术特点现地控制单元的技术特点现地控制单元的技术特点 采用交、直流双重供电技术，无扰动切换，采用交、直流双重供电技术，无扰动切换，省却省却UPSUPS。设置一套卫星时钟系统，作为系统的时钟标准，并设置一套卫星时钟系统，作为系统的时钟标准，并 对全系统进行时钟同步。时钟装计算机房，直接与对全系统进行时钟同步。时钟装计算机房，直接与 中央处理机进行通讯，再由中央处理机对各中央处理机进行通讯，再由中央处理机对各LCU进进 行时钟同步。行时钟同步。现地控制单元的技术特点现地控制单元的技术特点现地控制单元的技术特点现地控制单元的技术特点3 3 监控系统的功能说明监控系统的功能说明监控系统的功能说明监控系统的功能说明3.1 3.1 数据采集与处理：数据采集与处理：这部分功能包括对实时数据的采集、进行必要的数据预处理并以一定的格式存入实时数据库。通常按照信号性质的不同把它们分为模拟量、开关量及脉冲数字量，其采集及处理方法也各不相同。3.1.1 模拟量的采集与处理模拟量分为电气模拟量、非电气模拟量及温度量。电气模拟量指电压、电流及功率等电气信号量，非电气模拟量主要指压力、流量、水位、油位等信号量以及摆度、振动等。温度量也属于非电气模拟量，由于其采集的信号是测温电阻，且其变化速度一般也比较缓慢，因此将其单列出来。3.1.2 开关量的采集开关量采集包括事件顺序记录（SOE）型开关量和普通型开关量两种。SOE型开关量信号指事故信号、断路器分合及重要继电保护的动作信号。监控系统采用中断方式迅速响应这些信号并以毫秒级的时间分辨率进行记录。普通型开关量信号是指除SOE型开关量信号以外的那部分开关量信号，包括各类故障信号、隔离开关的位置信号、机组设备运行状态信号、手动自动方式选择的位置信号等。3.1.3 脉冲量采集与处理脉冲量主要指来自脉冲电度表的有功电度及无功电度等，即时采集。对脉冲量的处理包括硬件及软件滤波、脉冲累加、数据有效性合理性判断、标度变换、检错纠错处理，经格式化处理后存入实时数据库。电度量可以进行峰谷分时累计。3.1.4 综合量计算对多种类型的输入数据进行综合计算后得到结果，例如机组状态等。3.2 安全监视及事件报警安全监视及事件报警3.2.1 全厂运行实时监视 运行值班人员可以通过监控系统的大屏幕彩色监视器对全厂各主设备及辅助设备、公用设备的运行状态和运行参数进行实时监视。3.2.2 参数越复限报警记录 监控系统将对某些参数以及计算数据进行范围监视，有些量如温度量等还将进行趋势分析，即进行梯度监视。对这些参数量值及梯度值可预先设定其限制范围，当它们越限及复限时要作相应的处理。这些处理包括越限报警；越复限时的自动显示、记录和打印；启动相关量分析功能等。3.2.3 事故顺序记录 当电站发生事故造成断路器跳闸、重合闸动作等情况时，监控系统将立即以中断方式响应并以毫秒级时间分辨率予以记录；自动显示报警语句；启动语音报警；自动推出相关画面；监控系统能将发生的事故及设备的动作情况按其发生的先后顺序记录下来，以便查询与分析。3.2.4 故障及状变显示记录监控系统定时扫查各故障及状态信号，一旦发生状变将予以记录并显示故障状变名称及其发生时间。3.2.5 事故追忆电站发生事故时，监控系统可对事故发生前后的某些重要参数进行追忆记录，以供电厂生产管理及运行人员事故分析。监控系统根据设定的事故追忆采样周期，对追忆量进行事故前10秒追忆，事故后20秒记录，形成事故追忆记录。事故发生时，监控系统按顺序将事故报警信息、事故的名称及这些追忆数据保存于磁盘中，形成历史数据文件，以便于查询、显示和打印。3.2.6 语音报警利用语音装置，进行语音的合成和编辑。按照报警的需要，可分为对象和性质等两类语音语句。一旦电厂的事故或故障发生时，能自动选择相应的对象及性质语句，实现汉语语音报警。3.3 电厂运行指导电厂运行指导 3.3.1 机组工况转换过程监视 当发电、停机指令下达后，监控系统能自动显示相应的机组操作监视画面。画面能以流程框图的形式实时显示全部工况转换过程中每一步骤及执行情况，提示在工况转换过程受阻时的部位及其原因，进行开环运行指导甚至闭环自动控制操作。3.3.2 电站一次设备操作指导 当电站一次设备要进行倒闸操作时，监控系统将能根据全厂当前的运行状态及隔离开关和地刀的闭锁条件，判断该设备在当前是否允许操作并给出相应的标志。如果操作是不允许的，则提示其闭锁原因，防止人为的误操作发生。3.3.3 厂用电系统操作指导 根据当前厂用电的运行状态及有关厂用电运行方式、倒闸操作限制条件的约束，监控系统能判断某个厂用电断路器或刀闸在当前是否允许操作并给出相应的标志。如果操作允许则提示操作的先后顺序，如果操作不允许则提示其原因。3.3.4 事故和故障处理指导 监控系统除要对各事故和故障进行显示和记录外，还能进行相关性分析，找出并提示事故和故障产生的原因及相应的解决办法。3.4 3.4 控制与调节控制与调节3.4.1 控制权 控制权分调度远方、电站本地和设备现地共三级，可以进行切换。调度远方/电站本地控制权的选择在电厂中控室实现，缺省选择为电站本地（中控室）控制。通过操作员工作站可以将控制权移交给调度远方。电站本地（中控室）/设备现地控制权选择在LCU实现。当有事故发生或其它原因需电厂运行值班人员进行干预时，控制权将可自动切换到电厂端。监控系统可保证在进行控制权切换时电厂运行无扰动。机旁LCU柜上的紧急停机按钮和紧急落快速门按钮不受控制权切换的局限，具有最高优先级。3.4.2 控制与调节 全厂监控系统能根据电厂当前运行情况和远方及当地的控制命令、自动发电控制(AGC)及自动电压控制(AVC)的计算，按预定的步骤，对电厂运行进行控制及调节，包括机组的发电、调相等工况转换；机组有功功率、无功功率的闭环调节；断路器、隔离开关及接地刀闸的分、合操作；辅助设备及公用设备的启、停操作；闸门的启、闭操作；机组的有功和无功功率给定可以由运行值班人员在中控室或机旁输入或由上级调度中心远方输入。3.5 3.5 自动发电控制（自动发电控制（AGCAGC）AGC功能可由运行人员方便地选择开环运行、闭环运行，按曲线方式、按定值方式等各种运行方式。使各机组按照运行限制条件合理分配负荷，达到在保证电厂安全运行的前提下经济运行的目的。丹江口电厂的控制方式有4种，厂内单机方式，厂内AGC方式，远方单机方式，远方AGC方式。在远方单机方式下，可在省调控制单台机组的开、停及负荷调节；在远方AGC方式下，可由省调实现自动调频和自动控制全厂总负荷。3.6 3.6 3.6 3.6 自动电压控制（自动电压控制（AVCAVC）自动电压控制（AVC）是指按预定条件和调度要求自动控制水电厂母线电压或全厂无功功率。在保证机组安全运行的条件下，为系统提供可充分利用的无功功率，减少电厂的功率损耗。3.7.1 电厂发电运行记录 记录的内容包括当班、当日、当月、当年的机组发电量、线路送电量、厂用电量、耗水量及效率等。3.7.2 操作记录 监控系统能对各种操作进行记录，其中包括机组工况转换，断路器和隔离开关的合、跳闸，主变分接头位置调整，闸门的启、闭等。记录内容包括时间、操作内容、成功与否、失败原因等。3.7.3 事故及故障统计记录 监控系统对当班、当日、当月、当年的各类事故及故障的内容和次数进行统计记录，作为资料保存。3.7.4 参数越复限统计记录 监控系统可以自动地对当班、当日、当月、当年的参数越复限情况进行统计，并把它们记录下来。3.7 3.7 3.7 3.7 统计记录及生产管理统计记录及生产管理统计记录及生产管理统计记录及生产管理3.7.5 运行日志及报表打印监控系统将能按照运行操作人员的管理和要求打印运行日志和报表。打印内容以及打印格式可以事先设定。打印方式将有定时自动打印、随机召唤打印等形式。监控系统能制订如下生产报表：负荷运行电气量参数报表，非电量参数报表，日发电量、厂用电量统计表、生产综合统计报表等。3.8 3.8 3.8 3.8 自诊断和冗余切换自诊断和冗余切换 监控系统具备在线自诊断功能，能诊断出系统监控系统具备在线自诊断功能，能诊断出系统中的故障，并能定位故障部位。诊断到故障时，主中的故障，并能定位故障部位。诊断到故障时，主备用计算机能自动切换。系统具有远程诊断和维护备用计算机能自动切换。系统具有远程诊断和维护功能，可在远方通过网络对监控系统的各个节点进功能，可在远方通过网络对监控系统的各个节点进行和远程在线诊断，维护、修改。行和远程在线诊断，维护、修改。3.9 3.9 软件开发和维护软件开发和维护 电厂开发维护人员可在工程师工作站进行软件开发与电厂开发维护人员可在工程师工作站进行软件开发与系统维护、包括画面的生成与修改、定值更改、数据系统维护、包括画面的生成与修改、定值更改、数据库变更，报表生成、顺控流程修改等一系列工作。库变更，报表生成、顺控流程修改等一系列工作。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日