大型蓄能水电厂监控系统关键技术设计开发及应用

,广蓄电厂,.,项目组,2010.02,大型蓄能水电厂监控系统关键技术设计开发及应用,内容提要,广蓄,A,厂监控系统投产运行,15,年多（,1992,2007,）。随着时间的推移，上位机系统的不足及缺陷逐渐暴露。主要表现：,一、项目概况,1、,立项,A、,系统软硬件为,80,年代产品，已经不能满足电厂运行、维护的需要。,B、,监控系统的核心程序已经不能满足蓄能电厂的运行需要。,C、,备品难以采购，造成维护日益困难。,(1）,背景原因,（2）,评估决策,风险,1,）对厂家技术水平发展的调研,2,）监控系统运行寿命的评估,3,）对监控系统上下位机分开升级,的策略研究,经济效益,社会效益,“保留下位机，重新开发设计上位机”,方案可行，效益可观，风险可控。,结 论,2、,实施阶段,1,前期调研、,总体方案制定,3,现场安装调试,2002.6,2008.2,4,投入试运行,2,联合设计开发,及实验室调试,时间：,2002,年,2007,年,3,月,对监控系统升级策略的研究,制定监控系统升级的技术方案,-,设备存在的缺陷,-,运行部门的需要,-,调度中心的需求,-,厂家技术发展水平,1,）前期调研、,总体方案制定,广蓄派自动化技术员到天津阿尔斯通参加长达半年的上位机系统联合设计开发工作，该阶段完成了以下工作：,2,）联合设计开发及实验室调试,2,3,4,5,1,自动控制程序的设计开发及调试,各工作站的硬件安装及系统配置调试,通讯前置机系统设计开发及调试,设计开发全新的控制界面,多调度中心通讯程序的设计开发及调试,2007.6-2007.11,调度通信调试,3,）现场安装调试,1,2,3,4,系统硬件安装,通讯调试（上下位机之间）,自动控制程序的模拟测试,控制功能静、动态联合调试,5,时间：,2007.12,2008.02.,时间：,2008.2,2008.8,在试运行阶段，设备运行稳定，达到设计要求，试运行结束后正式投运。,4,）投入试运行,二、,关,关键,技,技术,与,与创,新,新点,1、,计算,机,机自,动,动控,制,制程,序,序,2、,设计,基,基于,多,多种,技,技术,平,平台,的,的上,下,下位,机,机通,讯,讯解,决,决方,案,案,3、,设计,开,开发,了,了大,型,型蓄,能,能电,厂,厂监,控,控系,统,统数,据,据库,移,移植,工,工具,4、,设计,开,开发,配,配合,监,监控,系,系统,调,调试,的,的模,拟,拟测,试,试平,台,台,5、,设计,开,开发,多,多调,度,度通,讯,讯程,序,序,6、,设计,全,全新,的,的人,机,机操,作,作界,面,面,基于,电,电网,频,频率,稳,稳定,的,AGC,功能,基于,电,电网,电,电压,稳,稳定,的,AVC,功能,全厂,机,机组,成,成组,控制,技,技术,蓄能,机,机组,工,工况,控制,管,管理,容量,/,负荷,曲,曲线,控制,程,程序,不同,调,调度,负,负荷,联合,控,控制,自动,控制,程序,下位机,上位机,1、,计算,机,机自,动,动控,制,制程,序,序,二、,关,关键,技,技术,与,与创,新,新点,1、,计算,机,机自,动,动控,制,制程,序,序,1,2,基于,电,电网,频,频率,稳,稳定,的,的,AGC,功能,1,）自,动,动跟,随,随调,度,度负,荷,荷设,定,定；,2,）自,动,动调,整,整全,厂,厂负,荷,荷出,力,力，,稳,稳定,500kV,或,18kV,频率,在,在,50Hz,。,全厂,机,机组,成,成组,控,控制,技,技术,机组,处,处于,自,自动,控,控制,状,状态,，,，参,与,与全,厂,厂的,定,定值,控,控制,或,或者,调,调节,。,。,3,基于,电,电网,电,电压,稳,稳定,的,的,AVC,功能,1,）自,动,动跟,随,随调,度,度电,压,压设,定,定；,2,）自,动,动调,整,整全,厂,厂无,功,功出,力,力，,稳,稳定,500kV,电压,。,。,4,蓄能,机,机组,工,工况,控,控制,管,管理,1,）对,蓄,蓄能,机,机组,的,的工,况,况转,换,换进,行,行控,制,制管,理,理，,避,避免,错,错误,切,切换,，,，解,决,决泵,停,停机,转,转发,电,电工,况,况偶,尔,尔失,败,败的,问,问题,。,。,2,）对,受,受限,制,制的,工,工况,进,进行,灵,灵活,管,管理,，,，避,免,免工,况,况误,运,运行,。,。,5,6,蓄能,机,机组,容,容量,/,负荷,曲,曲线,控,控制,程,程序,模,模块,。,。,提供,曲,曲线,控,控制,运,运行,的,的功,能,能，,为,为调,度,度提,供,供多,种,种负,荷,荷调,节,节方,式,式,不同,调,调度,联,联合,负,负荷,控,控制,的,的设,计,计,1,）解,决,决不,同,同调,度,度转,移,移负,荷,荷导,致,致机,组,组误,开,开误,停,停问,题,题,2,）提,供,供便,捷,捷的,负,负荷,转,转移,界,界面,新的,控,控制,程,程序,彻,彻底,解,解决,了,了广,蓄,蓄多,项,项长,期,期存,在,在但,无,无法,解,解决,的,的重,大,大缺,陷,陷：,1,）程,序,序计,算,算漏,洞,洞导,致,致的,机,机组,启,启动,失,失败,，,，停,机,机失,败,败。,2,）计,算,算存,在,在死,区,区导,致,致机,组,组不,按,按设,定,定值,启,启,/,停故,障,障。,3,）机,组,组负,荷,荷控,制,制调,节,节性,能,能不,佳,佳，,响,响应,缓,缓慢,，,，向,电,电网,多,多送,或少,送,送负,荷,荷。,4,）机,组,组并,网,网大,量,量吸,收,收无,功,功功,率,率等,重,重大,缺,缺陷,。,。,广蓄,下,下位,机,机由,多,多个,不,不同,的,的系,统,统组,成,成，,必,必须,设,设计,开,开发,集,集成,多,多种,通,通讯,协,协议,的,的通,讯,讯前,置,置机,系,系统,，,，使,不,不同,平,平台,的,的上,下,下位,机,机能,可,可靠,通,通讯,。,。,前置,机,机系,统,统由,三,三部,分,分组,成,成：,1,）前,置,置机,CSS-F,：实,现,现上,位,位机,与,与机,组,组流,程,程控,制,制,RTU,通讯,，,，基,于,于串,口,口通,讯,讯技,术,术,2,）前,置,置机,PCX-8035-1,：上,位,位机,与,与模,拟,拟量,采,采集,控,控制,RTU,通讯,，,，基,于,于,PROFIBUS,通讯,技,技术,。,。,3,）前,置,置机,PCX-8035-2,：上,位,位机,与,与振,动,动保,护,护系,统,统通,讯,讯，,基,基于,MODUS,通讯,技,技术,。,。,2、,设计,基,基于,多,多种,技,技术,平,平台,的,的上,下,下位,机,机通,讯,讯解,决,决方,案,案,运用,该,该工,具,具可,以,以一,次,次完,成,成数,据,据库,的,的移,植,植,减少,变,变量,数,数据,出,出差,的,的几,率,率,3、,设计,开,开发,了,了大,型,型蓄,能,能电,厂,厂监,控,控系,统,统数,据,据库,移,移植,工,工具,4、,设计,开,开发,配,配合,监,监控,系,系统,调,调试,的,的模,拟,拟测,试,试平,台,台,1,）模,拟,拟下,位,位机,运,运行,工,工况,，,，测,试,试上,位,位机,的,的自,动,动控,制,制程,序,序。,2,）提,供,供训,值,值班,员,员培,训,训平,台,台。,1,）集,成,成了,101,，,104,，,DNP3.0,等多,种,种通,讯,讯协,议,议，,提,提供,与,与,4,个调,度,度及,其,其后,备,备调,度,度的,通,通信,接,接口,2,）解,决,决了,不,不同,协,协议,的,的转,换,换、,主,主备,用,用通,道,道的,切,切换,控,控制,、,、模,拟,拟量,/,数字,量,量信,息,息堵,塞,塞等,问,问题,5、,设计,开,开发,多,多调,度,度通,讯,讯程,序,序,6、,设计,全,全新,的,的人,机,机操,作,作界,面,面,新的,操,操作,界,界面,保,保留,原,原操,作,作界,面,面风,格,格，,并,并在,计,计算,机,机程,序,序后,台,台增,加,加了,大,大量,的,的安,全,全计,算,算程,序,序，,确,确保,值,值班,员,员操,作,作的,正,正确,性,性，,大,大大,降,降低,误,误操,作,作的,风,风险,。,。,1,）新,的,的监,控,控系,统,统投,产,产至,今,今运,行,行正,常,常,广蓄,A,厂新,的,的监,控,控系,统,统上,位,位机,系,系统,于,于,2008,年,1,月投,入,入运,行,行，,经,经过,2,年多,的,的运,行,行检,验,验，,各,各项,控,控制,功,功能,运,运行,良,良好,，,，均,达,达到,了,了设,计,计要,求,求。,多,多种,控,控制,功,功能,的,的完,善,善令,广,广蓄,A,厂能,更,更好,地,地适,应,应电,网,网日,益,益严,格,格的,调,调峰,调,调频,要,要求,。,。,2,）上,下,下位,机,机通,讯,讯前,置,置机,系,系统,运,运行,稳,稳定,投产,运,运行,2,年多,，,，实,现,现了,不,不同,时,时代,、,、不,同,同平,台,台的,上,上下,位,位机,数,数据,通,通讯,的,的无,缝,缝连,接,接，,上,上下,位,位机,数,数据,变,变量,对,对接,准,准确,，,，杜,绝,绝了,变,变量,关,关联,错,错误,导,导致,的,的误,操,操作,风,风险,。,。,三、,应,应用,情,情况,3,）多,调,调度,联,联合,负,负荷,控,控制,正,正常,作为,国,国内,唯,唯一,的,的多,调,调度,联,联合,控,控制,电,电厂,，,，广,蓄,蓄,A,厂通,讯,讯程,序,序设,计,计稳,定,定、,可,可靠,，,，同,时,时与,4,个调,度,度中,心,心及,其,其后,备,备调,度,度中,心,心通,讯,讯，,很,很好,的,的实,现,现了,多,多调,度,度联,合,合控,制,制，,投,投产,以,以来,从,从未,出,出现,因,因为,通,通讯,信,信息,错,错误,导,导致,误,误操,作,作现,象,象。,4,）监,控,控系,统,统投,产,产后,经,经受,了,了多,个,个保,电,电时,刻,刻的,考,考验,广蓄,A,厂不,但,但为,南,南方,电,电网,服,服务,，,，同,时,时也,为,为香,港,港电,网,网输,电,电。,由,由于,电,电网,遭,遭遇,南,南方,冰,冰雪,灾,灾害,本,本项,目,目提,前,前竣,工,工，,此,此后,，,，历,经,经奥,运,运保,供,供电,、,、,60,周年,国,国庆,保,保供,电,电、,香,香港,东,东亚,运,运动,会,会保,供,供电,、,、系,统,统多,次,次紧,急,急调,度,度的,考,考验,。,。在,这,这些,重,重要,的,的时,刻,刻，,稳,稳定,、,、可,靠,靠、,功,功能,完,完备,的,的监,控,控系,统,统为,电,电网,灵,灵活,调,调度,广,广蓄,A,厂机,组,组、,为,为广,蓄,蓄电,厂,厂保,一,一方,平,平安,做,做出,了,了应,有,有的,贡,贡献,。,。,1,）旧,系,系统,备,备品,更,更换,情,情况,统,统计,，,，每,年,年节,约,约,20,万元,。,。,1、,经济,效,效益,四、,效,效益,分,分析,2008,年节,支,支：,20+17.44+2000+800=2837.44,万,2009,年节,支,支：,20+17.44=37.44,万,2,）每,年,年平,均,均减,少,少机,组,组启,动,动失,败,败,5,次，,按,按一,次,次启,动,动失,败,败机,组,组需,退,退备,至,至少,2,小时,计,计算,，,，,A,厂每,台,台机,组,组每,小,小时,的,的租,赁,赁费,为,为,17440,元，,即,即创,造,造经,济,济效,益,益,17.44,万元,。,。,3,）下,位,位机,减,减少,一,一次,升,升级,换,换代,节,节省,的,的工,程,程费,用,用，,约,约,2000,万元,4,）与,同,同类