FCPower在电厂电气监控系统中的应用-力控科技

系统概述

FCPower—ECS电厂电气监控系统是为推进发电厂厂用电气自动化技术的发展而研制的新型综合自动化系统。该系统继承了微机保护、监控和综合自动化产品多年发展的技术精华，采用分层分布式架构，在先进的计算机技术和网络通信技术平台上，实现发电机组、厂用电和网络控制部分的监测、控制、调节、保护和远动功能。FCPower—ECS电厂电气监控系统既适用于主控室形式的中小型火力发电厂，也适用于单元集中控制方式的大中型火力发电厂，可根据控制方式灵活配置。

系统设计

采用分层分布式架构，实现发电机组、厂用电和网络控制部分的监测、控制、调节、保护和远动功能。

系统架构

FCPower—ECS电厂电气监控系统包括保护测控装置层、通信管理层和监控后台管理层三层结构，采用分层分布式架构，在先进的计算机技术和网络通信技术平台上，实现发电机组、厂用电和网络控制部分的监测、控制、调节、保护和远动功能。

1保护测控装置层
2通信管理层
3监控后台管理层
4系统冗余处理

1. 保护测控装置层: 由保护测控装置和和其它智能电子装置组成，实现测量、控制、保护、信号、通信、人机界面等基本功能。主要包括发变组保护装置、自动准同期装置、自动调节励磁装置、厂用电综合保护测控装置（含电动机、变压器、馈线等）、厂用电快速切除装置、备用电源自投装置、厂用分支保护装置、直流系统等。

2. 通信管理层: 由pFieldComm通信管理机组成，是分布式微机综合保护测控装置联网通信的核心单元，它负责把保护测控装置的实时数据信息上送给服务器和DCS-DPU, 同时负责接收DCS 和ECS 的命令，将这些命令转发给保护测控装置，实现遥控和遥调等功能。通信管理层是测控保护层和监控后台管理层层之间的桥梁，为了提高系统可靠性，采用双机热备用原则配置，当数据通信网络中出现某种故障时，系统能自动切换至冗余装置。

3. 监控后台管理层: 设备主要由两台服务器（主从互备）、多台操作员站、工程师站、GPS 系统等组成。服务器是基于Microsoft 的Windows 2000 Server 操作系统平台的综合自动化、集成化、开放式应用平台。运用可靠、稳定的控制模型实现了主备服务器的自动切换。
力控电力电气监控组态软件采用先进的网络通信技术，实现了多种冗余方式，包括：单网双机冗余系统、双网双机冗余系统、客户端冗余、控制设备冗余等等。实现双网冗余运行模式下，从故障网快速、可靠、自动地切换到备用网。实时处理通信管理机上传的数据，转发操作员站的控制命令，分发告警事件信息，生成报表数据，保存历史数据和事件记录。采用先进的数据库同步技术，保证主备服务器数据库的一致性。该系统不仅具备基本的SCADA功能，还具备了与DCS、管理信息系统MIS互联，构成更大规模信息系统的功能。

4. 系统冗余处理: 为了提高系统运行稳定性，力控电力电气监控组态软件提供多种冗余方式，主要有单网双机冗余系统、双网双机冗余系统、客户端冗余、控制设备冗余等等。 1、单网双机冗余系统，在电厂电气监控系统中，主机和从机仅使用了单一网络适配器，主/从机之间只有一个网络。这种系统的网络结构简单，缺点是单一网络出现故障时，会同时出现两个活动站，并导致I/O设备采集冲突等问题。
2、双网双机冗余系统，在此系统中，主机和从机都使用两个网络适配器，并分配在两个不同的网段，主/从机之间存在两个网络连接。两个网络互为备用，可保证主/从机之间的可靠网络通信。
3、客户端冗余，冗余客户端既可以是人机界面运行系统，也可以是实时数据库系统，冗余客户端将双机冗余系统的主机或从机作为数据源。冗余客户端能够自动判断出是主机还是从机处于活动状态，并保持与该活动站的通信。当发生状态切换后，客户端节点能自动找到新的活动站，并保持通信。
4、控制设备冗余，在低压配电系统中，为了提高控制系统的可靠性，控制站的电源、CPU、通讯模块需要进行冗余配置即设备冗余方式，冗余的控制设备一般为主、从控制器，控制器上的主从CPU同时连接设备总线，主从设备之间通过网络进行数据同步来防止控制出错，同步包括时间同步、IO状态同步等，主设备损坏时，从设备自动接管控制权，比如西门子公司的S7400H系列PLC等，对于有些数据采集系统，有时也会用两个完全一样的设备同时采集数据，上位机监控软件和此类系统通讯时，要考虑到主从设备CPU的切换时，上位机监控软件要同步切换来保证正确的数据获取IO设备的数据，力控在单机、网络下都支持控制设备冗余。

功能特点

厂用电系统
发变组系统
数据显示记录功能
炉、机、电实现全CRT 监控
操作员站功能
安全联锁功能
防止误操作
接口功能

1、厂用电系统

能按启动/停止阶段和正常运行阶段的要求实行程序控制或软手操控制,实现由工作到备用或由备用到工作电源的程序切换或软手操切换，保证机组的安全运行和正常起机/停机。

2、发变组系统

实现发变组系统自动程序控制或软手操控制,可使发电机由零起升速、升压直至同期并网带初始负荷的程序控制和软手操控制，或使发电机自动停机。发电机励磁系统电压调节、发变组同期、电气设备保护、6kV 厂用电快切功能由独立的装置实现，DCS 控制自动装置的启停和方式选择，并进行状态监视。根据实际运行水平和设备可靠性，机组程控并网可设置人工间断点，分布进行。

3、数据显示记录功能

可实时显示并记录(其中包括事故顺序记录SOE)发电机、变压器（或发变组）系统、厂用电系统、网控系统和电气专用自动装置的正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据和状态，自动生产数据报表、操作记录报表,通过对故障进行详尽的分析，迅速得出事故原因,并提供操作指导和应急处理措施。

4、炉、机、电实现全CRT 监控

监控软件具有数据处理和统计、事故报警和记录、画面显示和重构、报表生成和打印等诸多后台功能。对于继电保护和其他电气自动装置以及电气程序控制，监控后台提供专用操作窗口。

5、操作员站功能

在操作员站可进行电气设备的检修/试验操作。当某一设备处于检修时，在相应的电气系统画面上设有相应的检修/试验状态显示(挂牌)，此时与该设备相关的闭锁或联锁条件均失效。为防止误操作，设有单独的检修试验画面，操作时需经运行人员进一步确认后方可投人或退出检修/试验。对特别重要的设备设有必须的保护措施。

6、安全联锁功能

在ECS 中，有些设备之间是相互联锁的，这些设备的联锁无需通过“联锁按钮”选择，根据逻辑组态自动实现。如存在双路电源之间切换问题，为防止母线故障时多次跳闸，应考虑只能切换一次。可以通过DCS 画面进行操作。

7、防止误操作

实现发电厂电气系统防误操作。所有由DCS操作的单个断路器，除具有必要的联锁功能外，还有必要的闭锁措施，由预合、预分、防止误操作组成。

8、接口功能

DCS 和ECS 的控制水平相一致，接口完善，控制操作可以在DCS 操作员工作站进行，也可以取得DCS 授权后在ECS 操作员工作站进行。

应用总结

电厂电气监控管理系统是针对原来DCS系统中的电气部分进行专业管理，实现厂用电中低压电气系统的保护、测量、控制、分析等综合功能。总体协调发电厂热控与电气自动化的同步发展，全面提高发电厂的自动化水平和厂用控制管理水平，保证发电厂运行的安全性和可靠性，增强发电厂在当前电力市场经济运行的优势和竞争能力。作为DCS的一个子集，为SIS （厂级监控系统）和MIS（电厂管理信息系统）提供更为丰富的信息。

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