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HAS水电站自动化系统概述
三维力控
摘要: pNetPower6.0—HAS水电站自动化系统是本公司在多年从事变电站综合自动化系统和通用组态软件的研究开发基础上,结合水电站运行的独特特点而设计而发,最新推出的用于水电站运行监控的组态软件。
Abstract:
Key words :

        pNetPower6.0—HAS水電站自動化系統(tǒng)是本公司在多年從事變電站綜合自動化系統(tǒng)和通用組態(tài)軟件的研究開發(fā)基礎上,結合水電站運行的獨特特點而設計而發(fā),最新推出的用于水電站運行監(jiān)控的組態(tài)軟件。
  
  1系統(tǒng)特點
  1.1.集成化:
  pNetPower6.0—HAS水電站自動化系統(tǒng)是綜合自動化集成化開放式應用平臺,適用于各種容量等級,不同功能要求的水電站。該系統(tǒng)不僅具備基本的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)功能,還可以實現(xiàn)機組順控、自動準同期、調(diào)速、勵磁、功率調(diào)節(jié)控制、經(jīng)濟運行、自動調(diào)相、自動發(fā)電控制等功能,并可與各種微機保護裝置,變電站微機監(jiān)控裝置,縣、地級調(diào)度中心系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)(MIS)等系統(tǒng)互聯(lián),實現(xiàn)電站“無人值班”(少人值守)的可靠、安全、經(jīng)濟運行。
  1.2.開放性:
  開放的計算機自動化系統(tǒng)具有通用性和移植性,軟件可以安裝在任何具有開放系統(tǒng)特點的計算機上,系統(tǒng)接口方面全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、OLE DB、XML、ActiveX等數(shù)據(jù)交換標準,以OLE、COM/DCOM、DLL等多種形式提供外部訪問接口,便于用戶進行深層次的二次開發(fā),電力軟件是標準的OPC DDE SERVER數(shù)據(jù)服務器,第三方軟件可遍歷數(shù)據(jù)庫的各種參數(shù),可以和常用的商業(yè)數(shù)據(jù)庫如SQL SERVER ORICLE進行數(shù)據(jù)交互。
  1.3.分布性:
  全分布是指數(shù)據(jù)庫、控制功能分布,圖形工作站不依賴于任何一臺機器可直接讀寫下層各單元數(shù)據(jù)庫或廠級控制數(shù)據(jù)庫,直接實現(xiàn)全系統(tǒng)監(jiān)視和控制,網(wǎng)絡上的任一部分退出或者出現(xiàn)故障,不影響系統(tǒng)其它部分。分布式監(jiān)控系統(tǒng)以控制對象分散為主要特征,對于水電廠而言包括水輪發(fā)電機組、開關站、公用設備、壩區(qū)閘門等,按控制對象為單元設置多套相應的裝置,構成水電廠現(xiàn)地控制單元(LCU),完成控制對象的數(shù)據(jù)采集和處理、控制和調(diào)節(jié)及裝置的數(shù)據(jù)通信等。
  1.4安全性:
  為了提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性,力控電力電氣監(jiān)控組態(tài)軟件提供多種冗余方式,主要有單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)、雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)、客戶端冗余、控制設備冗余等等。
  1.4.1單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng):
  在此系統(tǒng)中,主機和從機僅使用了單一網(wǎng)絡適配器,主/從機之間只有一個網(wǎng)絡。這種系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構簡單,缺點是單一網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時,會同時出現(xiàn)兩個活動站,并導致I/O設備采集沖突等問題。
  1.4.2雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng):
  在此系統(tǒng)中,主機和從機都使用兩個網(wǎng)絡適配器,并分配在兩個不同的網(wǎng)段,主/從機之間存在兩個網(wǎng)絡連接。兩個網(wǎng)絡互為備用,可保證主/從機之間的可靠網(wǎng)絡通信。
  1.4.3客戶端冗余:
  冗余客戶端既可以是人機界面運行系統(tǒng),也可以是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),冗余客戶端將雙機冗余系統(tǒng)的主機或從機作為數(shù)據(jù)源。冗余客戶端能夠自動判斷出是主機還是從機處于活動狀態(tài),并保持與該活動站的通信。當發(fā)生狀態(tài)切換后,客戶端節(jié)點能自動找到新的活動站,并保持通信。
  1.4.4控制設備冗余:
  在水電站綜自系統(tǒng)中,為了提高控制系統(tǒng)的可靠性,控制站的電源、CPU、通訊模塊需要進行冗余配置即設備冗余方式,冗余的控制設備一般為主、從控制器,控制器上的主從CPU同時連接設備總線,主從設備之間通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)同步來防止控制出錯,同步包括時間同步、IO狀態(tài)同步等,主設備損壞時,從設備自動接管控制權,比如西門子公司的S7400H系列PLC等,對于有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),有時也會用兩個完全一樣的設備同時采集數(shù)據(jù),上位機監(jiān)控軟件和此類系統(tǒng)通訊時,要考慮到主從設備CPU的切換時,上位機監(jiān)控軟件要同步切換來保證正確的數(shù)據(jù)獲取IO設備的數(shù)據(jù),力控在單機、網(wǎng)絡下都支持控制設備冗余。
  
  2典型配置
  系統(tǒng)由站控層、網(wǎng)絡層和現(xiàn)地層設備構成。站控層各站點功能相對獨立,互不影響;現(xiàn)地層以間隔為單元,各個LCU功能也相對獨立,在站控層故障的情況下,LCU仍能獨立完成其監(jiān)測和控制功能。
  2.1站控層:
  是水電廠/站設備監(jiān)視、測量、控制、管理的中心。站控層包括:操作員站、工程師站、通信服務器。另外根據(jù)水電廠/站的需要可以配置模擬屏、背投系統(tǒng)。
  2.3現(xiàn)地層:
  一般以間隔為單元,配有機組LCU、公用設備及升壓站LCU、壩區(qū)LCU以及輔機控制單元等,不同的控制對象分散在各個機旁,或是中控室。在站控層及網(wǎng)絡層故障的情況下,現(xiàn)地層仍能獨立完成各間隔的監(jiān)測和控制功能。
  現(xiàn)地層各LCU完成各單元的任務,相互獨立,一個LCU故障不會影響其他LCU的運行。
  2.3網(wǎng)絡層:
  是站控層與現(xiàn)地層數(shù)據(jù)傳輸通道通。網(wǎng)絡層可以按不同的容量的水電廠/站和不同的客戶需求,配置成單以太網(wǎng)、雙以太網(wǎng)和光纖自愈環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)絡通訊介質(zhì)可采用光纖、同軸電纜或屏蔽雙絞線。
  

圖一
圖一


  3部分系統(tǒng)指標
  系統(tǒng)使用壽命≥10年;
    系統(tǒng)平均無故障時間:系統(tǒng)MTBF≥30000小時;
    遙測量:遙測合格率 >99.9%;
    開關量:遙信正確率 >99.9%;
    遙控、遙調(diào)正確率為100%;
    CPU負載:正常情況下負荷率≤15%(任意5分鐘內(nèi)平均);事故情況下負荷率≤35%(任意1分鐘內(nèi)平均);
    遙信變化送到主站 ≤1.5秒;
    遙測量送到主站 ≤1.5秒;
    遙控命令 ≤1.5秒;
    畫面調(diào)用時間 ≤1秒;
    畫面刷新周期: ≤1秒;
    SOE分辨率:1ms
    實時數(shù)據(jù)庫容量,支持到10000點基本保持以上性能指標
  
  4典型案例
  河北淶源六十道溝水電站
  云南峨山阿依水電站
  云南金河水電站
  云南賓川新興水電站
 

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