计算机监控系统在恰甫其海电厂的应用__期刊目录网,论文发表,发表论

所属栏目：计算机应用论文发表发布时间：2011-02-25浏览量:141

副标题#e#摘  要：介绍了恰甫其海电厂计算机监控系统，阐述了该系统的组成、功能及特点等。随着恰甫其海电厂计算机监控系统的投运，对实现“无人值班，少人值守”奠定了基础。
关键词：恰甫其海电厂；配置；监控系统；功能

0    引言
计算机的高速发展，以及自动化元件的不断改进和可靠性的提高，为水电厂的综合自动化提供了良好的环境。水电厂计算机监控是计算机应用的一个领域，它利用计算机的数据计算、图象处理、控制及自动化处理等功能，实现了集中控制，利用远程通信技术，可在远方对现场进行进监视和控制。计算机监控系统的技术已日趋成熟，而分布式监控模式的合理性、安全性、可靠性也已得到多年实践的证实。
1     系统配置
恰甫其海电厂计算机监控系统上位机采用南京南瑞自控公司开发的基于Solaris9.0、Redhat9.0及Windows 2000操作系统的全分布开放结构。本监控系统由厂级计算机层和现地控制单元层组成。
厂级计算机层主要由主机、操作员工作站、工程师工作站、系统通讯工作站、厂内通讯工作站、打印服务器、多媒体工作站、打印机、不间断电源、时钟同步系统、语音报警系统、网络设备等组成。
现地控制级有7套LCU，包括机组LCU 4套、公用LCU 1套、220kV开关站LCU 1套、110kV开关站LCU 1套，分别执行对应四台机组、公用设备、220kV开关站及110kV开关站等实时监控。LCU 即作为全厂监控系统的现地控制层，向厂级计算机上行发送采集的各种数据和事件信息，接受厂级计算机的下行命令对设备进行监控，在上位机或网络故障时又能独立工作。因此在系统总体功能分配上，数据采集和控制操作的主要功能均由LCU完成。可以实现全厂主、辅机及励磁系统，相关配电设备自动化监测和控制功能。
2    系统软件
系统软件采用南京南瑞集团公司自动控制分公司的NC2000，具有先进性和向上兼容性。其响应速度快，可靠性和可用率高，可维护性好，抗干扰能力强，适应电厂的现场环境。
2.1    软件优点
    NC2000是专门针对大中型水电厂和水利工程的应用软件，且广泛应用，并已注册登记，且功能强大。
    NC2000具有针对水电厂的功能：AGC/AVC、控制流程回放、PQF功率调节、历史数据库自动备份、操作票功能，流程组态、远方诊断系统、事故追忆播放等。
    按照监控系统的硬件配置，采用树型结构配置生成I/O测点库,并且可下载到装置,做到I/O测点只配置一次,上、下都有能使用.
    采用面向对象的思想,提供对象组态工具,简化数据库生成,特别是一些具有共性的事件处理,综合量、二次量计算。做到一次定义，多次使用。
    画面生成支持按对象的连接，使得画面可按对象复制，并且画面可独立于实时库进行前景连接检查。画面显示支持动画功能，用鼠标点出设备对象操作菜单。
    数据库采用事件驱动方式，当事件产生后，立刻处理和此事件有关的工作，例如判断是否为事故、故障，是否要启动追忆，推出事故处理指导，启动顺控流程等。
    分布式智能报警，报警信息就地存放，可以减少网络信文。并且如果局部发生故障不会造成整体报警信息的丢失。报警信息可按对象、设备、级别、时间段查询，并可逐条或全部确认。
    控制调节的编程采用电力系统人员较熟悉的流程图方式输入，支持在线调试。在线修改、离线仿真，并自动提供运行人员界面，反映流程执行情况。
=#p#副标题#e#548;    采用商用关系数据库系统，利用ODBC标准接口，收集存放实时数据和事件，进行各种典型统计。使用电子表格，较简单地生成各种丰富图形界面的统计图报。提供历史数据趋势查询，反映同一时段不同数据，或同一数据不同时段的变化情况。
    定制AGC/AVC界面，用户只需配置各种参数，系统自动生成AGC/AVC算法和人机操作界面。提供简单手段，使得可以修改算法，以适应物殊工程要求。
    系统生成支持简单安装。提供友善界面引导监控软件的安装和配置。用户手册为具有丰富图形的电子书，可随时打印，并可方便地随着软件版本的更新而更新。
    基于Internet,Intranet技术的系统集成和信息共享，在广域范围提供对实时信息的查询和使用，同时支持远程服务功能。
3 系统性能
3.1  实时性
系统的实时性反映在系统的响应时间上，它们包括了主机处理、存贮存取、数据采集处理、I/O接口响应，通道传送和软件等的速度或效率，而且还要考虑重载的影响。
    事件顺序分辨率在1ms以内，电气模拟量、非电气模拟量、状态点、报报警点、脉冲量的采集都在1S以内。
    控制命令回答响应时间和接受控制命令到执行控制的响应时间都在1s以内。
    从任意一个现在控制装置采集变化的状态点或报警、模拟量心及带时间的事件点的混合数据到实时数据库的时间都不超过2s。
    双机切换的时间不超过1us，保政了切换时无扰动，保证了实时任务不中断，不丢失数据。
3.2 可靠性
    电站控制计算机MTBF的运行时间大于30000h。
    现地控制单元MTBF的可靠运行时间大于60000h。
    电站控制级外围及人机接口设备MTBF的可靠运行时间大于26000h。
    UPS及电源模块的可靠运行时间大于40000h。
3.3 可利用率
    双机计算机监控系统可利用率在99.99%以上。
    主要硬件设备应设计为冗余配置以满足可利用率的要求，包括主站实时组件、LCU和通讯连接设备。
3.4 可维护性
    监控系统软件采用模快化设计，并能通过二次开发进行功能的扩展和修改；
    具有便于试验和隔离故障的断开点。
3.5 系统安全性
由于各节点独立，每节点的退出不影响系统的其它部分，或者说对系统的影响最小。数据库的各节点均可独立修改，此时系统其它部分照样工作，本节点退出。LCU数据量和功能也可由于系统的扩充而扩充。以上变动均不影响系统的正常工作。计算机监控系统有判断不合适或不希望的动作和状态的能力，其结果将产生报警或拒绝执行或两者兼有。
3.6 可扩充性
系统具有一定的开放能力，在功能、配置、通信接口等方面均有一定的扩展能力。
4  系统功能
4.1 厂级控制级的功能
计算机监控系统能实时、准确、有效地完成对被控对象的安全监控。其主要功能包括：双机冗余容错功能、统计记录及生产管理、输电线路功率监视与限制、自动发电控制、自动电压控制、监控系统异常监视、电厂运行指导、安全监视及事件报警、数据采集和处理、自诊断和冗余切换、远程诊断、软件开发维护等。
4.2现地控制级的功能
    数据采集与处理
LCU通过此功能对电厂的主辅设备的运行状态，运行参数及测量值进行实时采集、工程#p#副标题#e#量化，存入实时数据库，作为系统实时监视、告警、控制、制表，计算和处理的依据。
    LCU能接受当地或来自上位机的命令，完成对下述被控对象的操作：
机组LCU：各种机组状态的转换、紧急停机、机端断路器和有关阀门的控制，有功、无功负荷调节、
开关站及公用设备LCU：断路器、隔离刀闸和接地刀闸的分、合操作；厂用电和辅助设备的操作；对电厂的油压装置、空压机泵、渗漏水泵等设备进行监控。
    事故停机处理
机组LCU可不通过厂级计算机而由PLC直接对采集到的事故信息进行相应和处理，执行相应的事故停机流程。还采取了必要的逻辑判断以减少误认事故并误启动事故停机流程的可能。
5  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，对电厂设备进行控制及调节，包括机组状态转换；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、闭操作等。
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输入或由上级调度中心远方输入，也可按AGC、AVC程序运行的结果确定。系统将对该给定值的合法性进行检查，在调节过程中按功率给定值的偏差进行PID运算。按计算结果向调速器或励磁调节器发出负荷或调节命令。
为了保证调节的安全可靠和机级的安全稳定运行，采取了一系列的限制与保护措施，如功率限值保护、电压保护、电流保护，避开振动区等。
6  结束语
    恰甫其海电厂监控系统设计思路明确，控制对象主次分明，做到了技术先进、经济合理、运行维护方便；其还具有网络结构优化，设备配置精而简，减少故障几率的优点。恰甫其海电厂监控系统的投入有效实现了其综合自动化水平，对 “无人值班，少人值守”的运行要求提供了可靠的保证。

参考文献：
[1]现代水电厂计算机监控技术与试验，方辉钦主编，中国电力出版社
[2]水电站机电技术，第5期