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電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)發(fā)展越加完善
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在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)發(fā)展越加完善,尤其是在電力系統(tǒng)監(jiān)控和電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中,廣泛采用了最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和圖像處理等技術(shù)。借助當(dāng)今計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大快速綜合處理能力,實(shí)施對(duì)大電網(wǎng)運(yùn)行管理的計(jì)算機(jī)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)投入系統(tǒng)運(yùn)行的發(fā)電廠(火力、水力等形式的發(fā)電廠)進(jìn)行遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)(四遙技術(shù)),并進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理,密切監(jiān)視大電網(wǎng)運(yùn)行,使電力系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)行。 從八十年代以后,我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展非常迅速,整體功能和設(shè)備水平有很大程度提高,特別是從九十年代開(kāi)始,電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng),已從80年代的封閉式、集中式系統(tǒng)向開(kāi)放式、分布式、集散式的集成系統(tǒng)發(fā)展,在保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用,已成為我國(guó)各級(jí)調(diào)度部門(mén)指揮電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠、長(zhǎng)久運(yùn)行不可缺少的重要方法和必要手段,同時(shí)也為我國(guó)的電力系統(tǒng)提供了穩(wěn)定、可靠的解決方案。 隨著現(xiàn)代社會(huì)生活的快速發(fā)展,日益劇增的電能需求已促使電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)大機(jī)組、大電網(wǎng)和超高壓時(shí)代,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜化,系統(tǒng)越來(lái)越龐大。同時(shí),電力工業(yè)的迅速發(fā)展已促使越來(lái)越多的大容量或超大容量的發(fā)電機(jī)組投入電網(wǎng)中運(yùn)行,使發(fā)電廠出力不斷提高,大型發(fā)電廠在現(xiàn)代電網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用。電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是電力調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)中的組成部分之一,全面監(jiān)視、監(jiān)測(cè)、控制廠站發(fā)電設(shè)備,是集通信技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng),并隨時(shí)將發(fā)電廠的運(yùn)行情況,以遙信的信息方式送往調(diào)度中心,并同時(shí)接收調(diào)度中心的調(diào)度管理信息。 另外,發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程,合理、經(jīng)濟(jì)的安排生產(chǎn),提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改善生產(chǎn)環(huán)境,減輕體力勞動(dòng)等多方面,都有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此,廠站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、研制和生產(chǎn)已受到各國(guó)電力公司的高度重視,不僅在計(jì)算機(jī)軟、硬件上得到更新?lián)Q代,而且在監(jiān)控功能方面進(jìn)行功能擴(kuò)展。 目前國(guó)內(nèi)外電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)多采用國(guó)際上流行的分布式開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)軟件為多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),從而保證監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性、易擴(kuò)性和可靠性,使其充分發(fā)揮集測(cè)量、控制、保護(hù)、通信綜合自動(dòng)化的作用,也為我國(guó)提供了適合自身發(fā)展的監(jiān)控系統(tǒng)。 一般情況下,對(duì)于電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和電力調(diào)度系統(tǒng),數(shù)據(jù)量都大,可靠性要求也高,有的還需要實(shí)時(shí)性,所以必須采用以計(jì)算機(jī)為主的監(jiān)控系統(tǒng)才能滿足要求,一般采用分層分布開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),該系統(tǒng)是把電廠的各項(xiàng)功能,按分層分布處理的原則由功能模塊和接口模塊所組成計(jì)算機(jī)分布系統(tǒng),使得整個(gè)系統(tǒng)能夠統(tǒng)一協(xié)調(diào),合理分工和處于最佳運(yùn)行的狀態(tài);系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控后,通過(guò)一些編制的控制程序,根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心給定的總功率,電站合理地在機(jī)組間分配有功及無(wú)功功率,使機(jī)組在最佳功率下,安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了全廠房無(wú)人值班,由上層工作站微機(jī)進(jìn)行監(jiān)控管理,實(shí)現(xiàn)電力的調(diào)度和有效控制。整個(gè)系統(tǒng)功能主要有如下幾點(diǎn): 1. 數(shù)據(jù)采集與通訊 2. 顯示與監(jiān)視 3. 故障診斷與報(bào)警 4. 自動(dòng)發(fā)電控制 5. 自動(dòng)電壓控制 6. 機(jī)組和斷路器的控制 7. 事故順序記錄 8. 水流量計(jì)算 9. 培訓(xùn)仿真等 其中的幾點(diǎn)是非常重要的: 1)數(shù)據(jù)采集:對(duì)電廠生產(chǎn)過(guò)程的各種數(shù)據(jù)量、模擬量、狀態(tài)量等進(jìn)行自動(dòng)采集,并把采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)整理。 2)數(shù)據(jù)處理:根據(jù)各種工況的要求和工作模式,對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,按照各程序進(jìn)行控制、監(jiān)視、定值給定和最佳運(yùn)行。 3)數(shù)據(jù)通訊:與調(diào)度中心或控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,把電廠運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)傳送給調(diào)度中心相關(guān)人員。 因此,這種分布開(kāi)放式系統(tǒng)可完全滿足高效率、高利用率、最大靈活性、良好的兼容性以及安全可靠和抗干擾能力強(qiáng)的要求。 研祥作為國(guó)內(nèi)最大的嵌入式產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的高科技公司,其產(chǎn)品在電力領(lǐng)域應(yīng)用是非常廣闊的;其生產(chǎn)的高可靠性、穩(wěn)定性的工控機(jī)產(chǎn)品,可以使用在電力系統(tǒng)調(diào)度、電力機(jī)房監(jiān)控、無(wú)人職守的變電站監(jiān)控、通訊控制等相關(guān)控制系統(tǒng)中,給國(guó)內(nèi)的電力系統(tǒng)提供了良好的核心控制產(chǎn)品,提高了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和安全性。例如,在110KV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,就采用了研祥的工控計(jì)算機(jī)作為管理控制主機(jī),同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的通訊模塊,實(shí)現(xiàn)該變電站的自動(dòng)化運(yùn)行。 通信管理機(jī)完成的功能是:以RS-485方式完成與SCADA系統(tǒng)、保護(hù)監(jiān)控裝置的通信;接入MODEM/光端機(jī)/擴(kuò)頻電臺(tái)完成與縣調(diào)、地調(diào)的數(shù)據(jù)通信;完成與站內(nèi)其他智能設(shè)備的數(shù)據(jù)通信,如直流屏、多功能電度表、小電流接地選線裝置、其他廠家保護(hù)裝置等。工控機(jī)在此系統(tǒng)中是一個(gè)核心的控制中心,可以通過(guò)一些通訊方式與外界進(jìn)行通訊。 根據(jù)110KV變電站的規(guī)模及站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備的數(shù)量,該通信管理機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)按照實(shí)用性、穩(wěn)定性及可擴(kuò)性設(shè)計(jì)原則,通信基礎(chǔ)平臺(tái)可以采用研祥智能科技股份有限公司生產(chǎn)的IPC-810機(jī)箱(4U 工業(yè)計(jì)算機(jī)機(jī)箱),內(nèi)置工業(yè)級(jí)底板IPC-6114P7加工業(yè)級(jí)CPU卡FSC-1717VN(采用Intel 875P芯片組的高性能主板)。通信擴(kuò)展則可選用ISA總線RS-485/422工業(yè)通信四串口卡一塊,而RS-232方式通信的設(shè)備接口,可選用ISA總線RS-232通訊四串口卡一塊。 該電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由廠站端系統(tǒng)、調(diào)度端系統(tǒng)和通信系統(tǒng)三部分構(gòu)成,每個(gè)部分實(shí)現(xiàn)不同的功能,有著其特殊的作用。 (1)廠站端系統(tǒng) 廠站端(指發(fā)電廠、變電站端)的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)由前端智能單元、工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信管理卡和相應(yīng)軟件組成。 1)前端智能單元。前端智能單元一方面完成對(duì)各線路電流(A相、B相和C相)、電壓(A相、B相和C相電壓;AB相間電壓;BC相間電壓;CA相間電壓)、三相/單相有功功率、三相/單相無(wú)功功率、三相/單相正有功電能、三相/單相負(fù)有功電能、三相/單相正無(wú)功電能、三相/單相負(fù)無(wú)功電能、三相/單相功率因數(shù)等電參量的測(cè)量;另一方面還要完成對(duì)各開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)和控制。 2)工控機(jī)。工控機(jī)用于顯示廠站電氣主接線及其運(yùn)行狀況、顯示各種曲線和圖表、記錄各種數(shù)據(jù)、異?;蚴鹿蕡?bào)警及打印、信息轉(zhuǎn)發(fā)和接收。一般變電站只需要一臺(tái)工控機(jī)即可完成上述全部工作。在發(fā)電廠,根據(jù)監(jiān)視點(diǎn)的需要可增加工控機(jī)的臺(tái)數(shù)。 3)網(wǎng)絡(luò)通信管理卡。網(wǎng)絡(luò)通信管理卡插在工控機(jī)的擴(kuò)展槽上,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)前端智能單元和工控機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)交換,并實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理。運(yùn)用較多的如:RS-232/485,RJ-45接口等。 (2)調(diào)度端系統(tǒng) 調(diào)度端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理。調(diào)度端系統(tǒng)由工控機(jī)、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、多路通信接口設(shè)備、大屏幕顯示器構(gòu)成。調(diào)度端發(fā)出的命令通過(guò)Modem調(diào)制后送到載波信道,然后送到廠站端。多路通信接口完成多路數(shù)字信號(hào)與廠站端工控機(jī)的數(shù)據(jù)通信。大屏幕顯示器用來(lái)顯示電力網(wǎng)絡(luò)圖、電網(wǎng)參數(shù)和負(fù)荷曲線等。 (3)數(shù)字通信 廠站端與調(diào)度端之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)數(shù)據(jù)信道傳送的。目前電力系統(tǒng)有載波信道、微波信道和光纖信道等。對(duì)于載波信道和微波信道,需要在信道兩端使用電力系統(tǒng)的專用調(diào)制解調(diào)器Modem,同一信- 1金稅工程管理系統(tǒng)與工單管理軟件相結(jié)合
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