水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)方案
水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要包括水輪發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)、開關(guān)站控制系統(tǒng)、水電站公用設(shè)備控制系統(tǒng)、水電站閘門自動控制系統(tǒng)等。通過開放、模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)對水電廠生產(chǎn)過程的監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、控制和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對機組、變壓器、線路等電氣設(shè)備及全廠油、氣、水系統(tǒng)等輔機的監(jiān)控和保護功能。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
基于LK的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放的總線型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有良好的擴充性，可根據(jù)用戶的需要，靈活配置，例如可配置成最簡單的單機單網(wǎng)系統(tǒng)，或配置為多機多網(wǎng)冗余系統(tǒng)，也可配置成多廠的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)一般分為全廠控制層(PCL)和現(xiàn)地控制層(LCL)兩層。對于梯級水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，則可再設(shè)一個梯級調(diào)度控制層(CCL:Cascade Control Layer)。
根據(jù)系統(tǒng)可靠性或功能要求，PCL層可配置一至兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，完成系統(tǒng)的應(yīng)用計算與歷史數(shù)據(jù)庫管理工作，一至多臺人機聯(lián)系工作站，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制，實現(xiàn)對電站的自動管理。系統(tǒng)設(shè)有若干臺通訊服務(wù)器，負責(zé)本系統(tǒng)同其它系統(tǒng)的通訊，如網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、水情測報系統(tǒng)、以及電廠內(nèi)部的其他智能數(shù)據(jù)采集功能裝置等。PCL層還可選配事故語音報警裝置，可同電話系統(tǒng)、傳呼系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，作為水電站“無人值班”(少人值守)自動化系統(tǒng)的必備選件。另外，還可設(shè)置工程師工作站，培訓(xùn)仿真工作站，廠長終端等。
根據(jù)用戶要求，本系統(tǒng)還可配制大屏幕投影系統(tǒng)或大屏幕電子顯示屏。
現(xiàn)地控制單元層采用按單元分布的原則，一般每臺發(fā)電機變壓器組各設(shè)一個LCU，開關(guān)站設(shè)一個LCU，廠用電及全廠公用設(shè)備共設(shè)一個LCU，閘門控制設(shè)一套LCU。若有模擬屏，則應(yīng)設(shè)一個模擬屏驅(qū)動LCU。
根據(jù)機組裝機容量的大小，機組現(xiàn)地有人值班與否，對LCU的可靠性要求也不同。為提高LCU的可靠性，一般可采用結(jié)構(gòu)冗余的方式。可在影響LCU可靠性的每一個環(huán)節(jié)采取改進措施，如CPU、I/O機箱電源、通訊模塊、I/O模塊、機柜電源等，可進行雙冗余配置。根據(jù)目前應(yīng)用經(jīng)驗，一般采用較多的冗余措施有雙CPU配置，I/O機箱配置冗余電源，機柜采用交直流電源供電，雙通訊模塊或接口等。
系統(tǒng)內(nèi)部各節(jié)點采用開放的以太網(wǎng)總線聯(lián)接。網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)可采用光纖、同軸電纜或雙絞線。根據(jù)電站規(guī)模、現(xiàn)場條件、對可靠性要求等情況，可采用單總線或冗余多總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)與站級監(jiān)控系統(tǒng)可采用不同的通訊技術(shù)聯(lián)網(wǎng)，如快速以太網(wǎng)、SDH、廣域網(wǎng)等，介質(zhì)采用光纖或微波。
系統(tǒng)內(nèi)部采用統(tǒng)一實時時鐘，使系統(tǒng)內(nèi)LCU裝置的CPU時鐘偏差滿足系統(tǒng)的要求，并與國際標(biāo)準時間保持一定的精度。
系統(tǒng)功能
基于LK的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一個完整的高可靠性水電站實時閉環(huán)過程控制系統(tǒng)，可滿足各種水電廠“無人值班”(少人值守)對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，軟件模塊化結(jié)構(gòu)，配置及擴充方便。其主要功能包括：
對各主要機電設(shè)備運行參數(shù)的監(jiān)視和記錄
事件順序記錄
事故追憶記錄
有功功率聯(lián)合控制(AGC)無功功率聯(lián)合控制(AVC)
控制和調(diào)節(jié)機組保護和線路保護
廠用電源備自投
人機聯(lián)系
電廠設(shè)備運行管理
系統(tǒng)通信
語音報警及ON-CALL功能
仿真培訓(xùn)
WEB遠程訪問
模擬顯示屏
統(tǒng)計和制表打印
故障自診斷和自恢復(fù)功能
系統(tǒng)特點
系統(tǒng)的軟件平臺可采用UNIX/WINDOWS 2000操作系統(tǒng)
軟件以多種硬件平臺，基于工業(yè)標(biāo)準的操作平臺開發(fā)而成
全站采用以太網(wǎng)方式相互交換數(shù)據(jù)
對重要部件可作冗余配置，使系統(tǒng)具有高可靠性
數(shù)據(jù)處理能力強，響應(yīng)速度快、穩(wěn)定
允許LCU設(shè)備、測點在線投退
系統(tǒng)維護能力強，減輕用戶負擔(dān)
開放式系統(tǒng)設(shè)計，軟硬件均可升級
通過“開放的數(shù)據(jù)庫聯(lián)接(ODBC0”與標(biāo)準數(shù)據(jù)庫(SQL SERVER,ORACLE,SYBASE等)聯(lián)接，可與MIS系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)
二次自動化系統(tǒng)設(shè)備一體化
統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一維護性強
面向?qū)ο笤O(shè)計
高效、直觀的可視化順控流程
智能化的報警處理
先進的現(xiàn)場總線技術(shù)
支持各主流通信規(guī)約，與其它系統(tǒng)無縫連接
系統(tǒng)性能指標(biāo)
1 環(huán)境相容性
基于LK的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備能適應(yīng)水電站的特殊環(huán)境。溫度、相對濕度、塵埃、振動、沖擊、噪音及電磁干擾等指標(biāo)滿足《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》的要求。
2可靠性
平均故障間隔時間(MTBF)：
主計算機(含磁盤)≥35000h
現(xiàn)地控制單元≥45000h
可利用率：
計算機監(jiān)控系統(tǒng)可利用率保證 ≥99.9%
可維護性：
設(shè)備平均故障排除時間(現(xiàn)場有備件)≤0.5h
3 實時性
數(shù)據(jù)采集的實時性：
電氣模擬量采集周期 ≤1s
非電氣模擬量(不包括溫度)采集周期 ≤2s
狀態(tài)和報警點采集周期 ≤100ms
事件順序記錄點(SOE)分辨率 ≤1ms
LCU采集的變化數(shù)據(jù)到實時數(shù)據(jù)庫時間 ≤2s
控制響應(yīng)時間：
LCU接受控制命令響應(yīng)時間 ≤1s
人機接口響應(yīng)時間：
調(diào)用新畫面的響應(yīng)時間 ≤1s(90%畫面)
已顯示畫面上動態(tài)數(shù)據(jù)刷新時間 ≤1s
操作員命令發(fā)出到顯示響應(yīng)時間 ≤2s
報警或事件發(fā)生到畫面顯示發(fā)出音響時間 ≤2s
主控層控制功能響應(yīng)時間：
有功功率聯(lián)合控制任務(wù)執(zhí)行周期 3~15s
無功功率聯(lián)合控制任務(wù)執(zhí)行周期 6s~3min
調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制響應(yīng)時間 滿足調(diào)度要求
雙機切換時間：保證實時任務(wù)不中斷
4 安全性
操作安全性：
對系統(tǒng)每一功能和操作提供校核；
當(dāng)操作有誤時能自動或手動地被禁止并報警；
自動或手動操作可作存貯記錄；
根據(jù)需要在人機通信中設(shè)操作員控制權(quán)口令不低于3級；
按控制層次實現(xiàn)操作閉鎖，其優(yōu)先權(quán)順序為：現(xiàn)地控制單元級>電站級>遠方調(diào)度級。
通信安全性：
系統(tǒng)設(shè)計保證信息中的一個信息量錯誤不會導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)鍵性故障(使外部設(shè)備誤動作，或造成系統(tǒng)主要功能的故障或系統(tǒng)作業(yè)的故障等)；
計算機監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)的遠程通信的信息出錯控制與通信規(guī)約一致；
電站級和現(xiàn)地控制單元級裝置的通信包括控制信息時，對響應(yīng)有效信息或沒有響應(yīng)有效信息有明確的指示。當(dāng)通信嘗試失敗時，發(fā)送站能自動重發(fā)該信息，直到超過重發(fā)計數(shù)(一般為2～3次)為止。
當(dāng)個別通道超過重發(fā)極限時，發(fā)出適當(dāng)?shù)木瘓螅?/SPAN>
為證實通道正常，定期地通過測試信息檢查或通過正常使用進行校核。
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