智能水电厂

智能水电厂（精选九篇）

智能水电厂 篇1

关键词：智能化,水电厂

0 引言

随着电网技术的不断发展及现代社会对电网要求的越来越高, 智能电网已然成为了电网发展的必然趋势, 水电作为智能电网发电环节的一个重要组成部分, 其智能化改造支撑着智能电网的建设。

智能水电厂是以先进、可靠、环保的智能设备为基础, 以厂网协调发展的“无人值班” (少人值守) 模式为基本要求, 以全厂信息数字化、通讯平台网络化、信息集成标准化、运行管理一体化、经济运行最优化、资源利用最大化、业务应用互动化、决策支持智能化为特征, 自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能, 并以智能一体化管控平台为基础, 支持经济运行、大坝安全监测与评估、防汛决策支持、状态检修辅助决策、安全防护多系统联动等高级应用, 实现水电厂生产运行坚强可靠、经济高效、友好互动和绿色环保的目标, 有力支撑智能电网建设。

1 当前现状

1.1 智能化水电厂发展现状

目前国外尚无智能化水电厂整体解决方案, 我国水电厂智能建设也处于摸索、试验阶段。东北松江河、白山智能水电厂建设已经通过验收, 新安江、安康、葛洲坝电厂也正在积极建设当中。其中吉林松江河水电厂作为我国第一个智能化水电厂建设项目, 其智能化建设已于2011年12月基本完成, 目前已投入试运行。松江河水电厂在应用智能化管控平台后去年发电量实现了重大的突破。

1.2 当前水电厂自动化现状

国内大多数水电厂都已建成现地自动化、上位机监控系统、工业电视监控系统、大坝安全监测、水情水调、机组状态监测、安全保护、运行管理、设备缺陷管理等等多个系统, 基本满足水电厂日常运行的需求。随着时代的进步, 现有水电厂自动化系统的缺点也一一显露出来, 比如一体化及智能化程度低:虽有各个自动化系统, 但这些系统都独立运行, 系统间不能实现数据共享, 有效互动;标准差异性大:各个系统使用的标准各异, 系统之间借口困难, 数据互访难度较大;厂网协调能力差、电力安全防护较弱等等问题。使得智能决策困难, 难以实现效率和效益的最大化, 制约了水电厂的发展与壮大。

2 智能化水电厂建设在我厂实际应用的意义

我厂由于控制对象多, 种类复杂, 各类信号各自为政等因素, 存在信息孤岛、应用孤岛、资源孤岛问题, 维护管理和协调工作量大, 智能化程度不高。且我厂作为一个运行了近四十二年的发电企业, 专业人员老化, 运维成本提高, 管理模式已逐渐无法适应企业发展的需求, 这也成为该厂实现效率和效益最大化的瓶颈。通过分步实施智能化水电厂建设, 以智能化改造为契机, 力争实现经营管理、安全生产、组织机构、人员素质的大幅提升。

智能水电厂建设是一个长期而复杂的工程。下面就水电厂现地智能化建设、智能一体化管控平台、在线监测和状态检修三个方面结合我厂实际情况, 浅谈一下智能化水电厂建设的实际效果。

2.1 水电厂现地智能化建设

当前我厂现地自动化系统的模式是采集现地大量的电量、非电量数据并经过初步处理后通过硬接线、串口、网线由监控LCU传输至监控系统上位机。这种模式自动化水平总体较高, 能实现自动开停机控制、自动负荷调节、故障自动保护、事故追忆、历史数据查询等功能, 但也存在着设备状态自诊断及自愈能力较弱、可靠性较低, 抗干扰能力较弱、连接电缆多, 施工、维护、检修复杂, 设备互换性差、运行维护复杂及“同源不同值”等诸多问题。

智能化水电厂采用先进的智能化一次及二次设备进行数据的采集及传输, 如传感器集成入一次设备之中, 直接提供数字接口, 减少了电缆的铺设且抗干扰能力较强。而我厂的传感器只是简单的采集数据, 需要通过数模转换等处理后通过电缆传输, 两者的可靠性显而易见。整个智能水电厂现地自动化系统中有一套GPS对时装置, 我厂许多现地控制、保护装置的时间都不统一, 差距大者达到十几分钟, 这对数据后期的处理、分析都带来了不便, 如采用这套装置呢, 将各个现地单元与监控上位机的时间都进行同步, 使时间更精确。

2.2 水电厂智能一体化管控平台

智能水电厂一体化管控平台是整个智能水电厂的核心, 有些类似与我厂的上位机监控系统, 但功能却比监控系统强大许多, 它利用各类专家知识库与分析模型算法, 建设智能化的生产运行辅助决策系统, 实现了一次设备智能化、二次设备网络化、高级应用互动化、运行管理一体化以及辅助决策智能化, 基于该平台还能实现水电厂的经济调度与控制、设备状态检修、大坝安全分析与评估以及防汛决策的支持。

智能水电厂一体化管控平台与我厂监控系统一样采取目前主流的可视化技术, 但更为先进, 它采用了二维、三维GIS (地理信息系统) 技术, 能通过图形化的形式展现各种水电厂监控信息与调度方案等水电厂生产运行信息。一体化管控平台通过人机界面除了能提供与我厂监控系统类似的设备实时运行状态、过程曲线、历史数据查询、监控报表、语音报警等功能外, 还能提供多种方式的数据展现、报表、分析和维护功能, 以及进一步的数据挖掘, 最终简化日常海量数据处理工作, 为生产运行各个环节以及决策制定提供可靠的支持。特别的是它的报警功能除了屏幕显示, 语音报警外, 还能通过电话、手机短信等方式输出报警事件。以便相关人员能在第一时间掌握重大设备故障信息, 尽快做出处理, 避免了一一通知的繁琐也便于信息的准确传达。

因为智能一体化管控平台采用了统一规范的技术标准及数据接口, 它能与视频监控系统、门禁系统、消防系统、巡检系统、五防系统联动, 有机的整合在一起。例如当进行倒闸操作时, 管控平台根据联动决策能自动推出操作人员所在位置的视频监控画面, 并自动打开操作路线上相应的门, 关闭禁止进入的门, 有效防止误入操作间隔等误操作事故。而我厂目前配备的视频监控系统、消防系统、巡检系统及五防系统均为各自单独的系统运行, 未能进行有效的联动。特别是我厂的五防系统及巡检系统, 五防系统为独立主机运行, 与设备实际状态并不同步, 全靠人为的设置设备状态, 使得防误闭锁的功能有所缺失;巡检系统是运行值班人员人工现地采集设备运行数据的重要方式, 如能与监控系统采集的数据进行有机的结合, 对设备运行工况分析也是很有帮助的。

2.3 智能水电厂在线监测及状态检修

状态检修是根据状态监测装置、故障诊断技术分析结果、生产管理信息系统等提供的设备状态信息, 判断设备的异常, 预知设备的故障, 并在故障发生前进行检修的方式, 即根据设备的健康状态来安排检修计划, 实施设备检修, 能够有效的防止设备的过修或失修。

状态检修由状态监测与趋势分析系统、机组振摆保护系统、状态检修决策支持系统、计算机监控系统 (一体化管控平台) 、生产信息管理系统 (状态检修管理系统) 组成。

目前设备检修方式正在由计划检修向状态检修进行过渡, 智能一体化管控平台通过设备状态监测系统的信息交互接口以及专家知识库的支持, 实现了智能水电厂发电机、水轮机、变压器等主设备状态数据的采集、特征计算、实时监测、故障录波、性能试验记录及技术诊断, 为不同设备提供统一数据接入模型和分析诊断模型, 大大提高了工作效率, 为智能水电厂计划检修向状态检修的过渡提供了有力的技术保证。

在线监测与我厂设备状态监测类似, 都是采集设备运行实时数据, 不过智能水电厂的在线监测采集的数据量更多, 它从发电机组水力特性、机械特性、设备结构特点及电气特性等各个方面全方位立体采集机组运行状态数据。例如通过超声传感器采集导水叶转轮的空化空蚀数据, 进而分析出导水叶片汽蚀、裂纹的情况。对于定子测温方面, 智能水电厂采用的是光纤光栅传感器, 它的特点是本身不带电、本质防爆、抗强电磁干扰、防雷击、体积小、重量轻, 不但能应用于发电机定子测温, 还能用于高压开关柜的温度监测, 电缆接头及GIS开关接头温度监测, 变压器绕组温度监测等等。水电厂发电机组定子测温由于安装空间很小, 运行环境恶劣等原因造成实际运行情况普遍较不理想, 如采用这种传感器将可以大大提高机组定子测温的可靠性。

机组振摆保护系统在我厂尚未配备, 一些摆度数据是通过运行值班人员手工采集, 由于使用的是机械摆度表以及人工读数的原因, 使得实际测量时会产生一些偏差, 精度不够准确。而振摆保护系统是通过加速度/速度传感器 (振动) 、位移传感器 (摆度) 采集数据, 数据采集比较准确, 并能实现超标报警和保护出口功能, 能有效防止类似萨杨-舒申斯克水电站“8.17”重大事故的发生, 对发电机组的稳定运行是很有帮助的。

生产过程数据分析系统能对机组各方面的运行数据进行处理, 实现对过程和历史数据的图形化分析处理, 并自动生成趋势分析报表和分析报告, 为开展技术监督、技改及状态检修提供重要的参考依据。

3 结束语

智能水电表参数简介 篇2

一、系统概述

为了满足居民对生活用电的需求，不断提高供电服务质量，电力企业正在对城镇居民住宅实施一户一表工程。一户一表制的推行使得抄表的工作量急剧增加。

传统的人工抄表方式，不仅需要登门抄表和收费要花费大量人力和时间，给用户带来诸多不便，导致效率非常低，而且人为差错多，也不可能在同一时刻对所有电表抄表，因此抄表的数据在时间离散性大、准确度低，导致无法准确计算每个配变台区下电网的线损，也无法检测其运行是否安全。因此，各地已逐步开始实施计算机远程集中抄表，集中抄表不仅仅能够大幅度提高抄表效率、减少工作量、降低人为差错，而且可以对采集的数据进行系统的分析，以求最大限度的完成智能化建设，给供电企业、小区物业、高校、矿井、厂区等用户提供了简便、准确的结算电费手段，为系统的自动化和智能化提供了一个完善的解决方案。

二、设计目标

1.具备变手动抄表为自动抄表功能，提高工作效率；

2.提高抄表数据准确性，保证远程抄读准确率100%，完全解决数据抄读不准确或作弊行为； 3.实时掌握各表计运行情况，能够及时发现故障，建立点位监控界面，在图上可以直观找到故障点； 4.通过智能抄表系统将数据采集至中心机房，并生成相应报表、曲线等信息。可生成小时、日、月、年电能报表，可显示各抄表项曲线，例如电压、电流、功率等曲线；

5.通过采集设备的合理配臵，在花费最小的情况下，隔离每一个楼层或每一个配电箱的通讯，当出现线路短路/断路时，不影响其他区域的数据采集；

6.系统支持远程预付费功能，无需IC卡充值，断网可用掌机离线充值；

7.短信报警功能，可为每个电表设臵相应报警值，短信可发送至业主及管理员手机； 8.可查询每个电表每小时用电量及功率，以便解决用电纠纷问题；

9.电表采用预付费电表，系统采用先充值、后用电、电量不足自动关断功能； 10.水表采用远传水表，系统可远程采集每一户用水量等信息； 11.可预留接口与其他平台对接数据 12.可建立用电损耗分析；

13.系统可扩展：用水管理系统、变电站监测系统、能耗管理系统、组态界面等。

三、系统设计

服务器：安装前臵机及WEB管理软件，前臵机用于数据采集及存储、WEB管理软件可为多用户提供充值、查询等管理功能；

主站内不需要安装采集终端，数据通过通讯线集中采集。电表通讯线采用RVSP 2*0.5 水表通讯线采用RVSP 4*0.5

四、主要设备性能

4.1 DH6200-L型 数据采集终端(宽带型)DH6200-L型宽带采集器应用于我公司远程集中抄表系统，完成TCP/IP信号和RS485信号的转换，从而实现对RS485表的远程抄表，只需要将该采集器安装在具有局域网或者ADSL宽带的区域即可与后台通讯，对于ADSL宽带的后台需要具备固定IP地址。功能及特点

该产品主要完成对RS485电表的电量采集，并且利用网络为通信信道，把用RS485设备的通讯数据以TCP/IP方式上传，提供给我公司远程抄表系统。特点如下：

独创宽带数据采集技术，特别适用于城市中分散采集点且具备宽带环境的用户。（分散采集点具备动态分配的宽带，主站具备固定IP）在局域网内可采用TCP/IP客户端模式，与DH601功能相同。上行采用TCP/IP局域网或者宽带网远程抄读

支持DL/T 645 1997和2007（自动切换速率97/645默认1200bps，07/645 默认2400bps）下行RS485通讯接口支持数据透传，可支持997-645、2007-645、MODBUS-RTU等通讯协议。广播校时不受限制，时间格式正确即可校时 五．规格及主要技术参数 1.额定电压：

220V 额定频率：

50Hz 功耗：

≤1.5W 环境条件：

标准工作温度为-25℃～+55℃ 极限工作温度：

-30℃～+70℃ 相对湿度：

≤75% 通讯传输范围：

具备网络环境的采集点

RS485总线节点数：

单台<32只，配臵DH6200-JZ4或者其他设备可超过500只。2.工作原理及结构

DH6200-L型采集器主要完成TCP/IP信号到RS485信号的转换功能，但是针对现场RS485表种类多协议各异的现象，控制芯片软件上做了大量处理。通过TCP/IP协议（可安装在局域网或者通过ADSL远传至固定IP的外网）转发到控制芯片，控制芯片将抄表指令直接下发到RS485总线，回应数据不做处理直接上传到后台。

红外通信——通过掌机或其他上位机通过远红外与采集器进行通讯。电源灯——上电指示灯，绿色。采集器上电时灯亮，失电时灯灭。告警灯——告警指示灯，红色。

上行通信灯——上行通信状态指示灯，红绿双色灯。红色闪烁表示采集器上行通道接收数据，绿色闪烁表示采集器上行通道发送数据。

下行通信灯——下行通信状态指示灯，红绿双色灯。红色闪烁表示采集器下行通道接收数据，绿色闪烁表示采集器下行通道发送数据。

3.采集器型电气属性

RXD——无线模块收到信号时闪烁。TXD——无线模块发送信号时闪烁。4.接线说明

采集器主、辅助端子接线如图3所示，接线端子功能 采集器主/辅助端子 L火线端子 预留 8 预留 9 预留 11 预留 12 7 12V电源+ 12V电源— 抄表485A 10 抄表485B 维护485A 维护485B N零线端子

6.采集器主/辅助端子接线说明 1、12V电源最大功率为200mA，RJ45的网线头直接插入采集器。

2、采集器可安装在室内或室外使用，安装采集器的底板应固定在坚固耐火墙上，建议安装高为1.8米左右，空气中无腐蚀性气体。

智能水电厂 篇3

【关键词】水电厂；智能化计算机监控系统；发展远景

尽管我国的水电厂监控系统已经实现了智能化，但是还有可开发可利用的空间，所以水电厂以及相关人员都应该投入大量的资金与精力来研究该系统。在众多的研究领域中，防止事故扩大化领域的研究最具现实意义，因此要重点研究这个功能，防止事故扩大化也是变相提高水电厂效益的有利措施。

1.智能化水电厂计算机监控系统总的发展趋势

总的发展趋势是：智能化、可选择性、用户二次开发。所谓智能化，或者说傻瓜化，主要指系统的软件具有人类的一部分归纳、推理、判断的能力。水电站计算机监控系统的智能化水平是指：在一定条件下，它能更多地代替运行人员，在判断和归纳的基础上自动提示更多信息、自动进行一些操作，使机组运行在更安全的工况区域内。智能化水平越高的系统对使用人员的要求越低，不需要培训或进行简短的培训就可以使用操作，有问题翻阅一下说明书就可以解决，得像家电那样简单，接上电源就能使用。智能化水平越高的系统，能够根据使用的情况，对自身或控制设备的状态给出恰当统计、准确的诊断、适当的报警提示，以使用户时刻清楚监控系统的情况，时刻清楚监控系统及被控设备的状态。用户二次开发。提供一系列方便、友好工具软件，支持用户二次开发，使用户按照设备的变化情况和现场的需要随时方便、简单地对数据库、画面、报表、通信内容进行修改，使监控系统真正成为用户自己的系统，成为用户满意的系统。

2.智能化水电厂计算机监控系统具体的发展方向

2.1防止事故扩大化的功能

智能化水电厂所使用的监控系统要比传统的监控系统有很多优势，众多优势中，防止事故扩大化的功能比较突出，但是尽管如此，也需要对该功能进行进一步改进，使其防止事故扩大化的功能更加明显与突出。发电机是智能化水电厂监控的主要设备之一，目前的监控系统虽然能够监测到发电机的故障，但是对其并不能采取进一步的措施，而经过改造之后，智能化监控系统，不仅要监测到故障，还可以通过自动化装置对设备进行动作保护，或者直接将有故障的设备切除，而不影响其他设备的工作，也就是说智能化装置能够将故障点自动切除，而不影响整个系统的正常运行。为了能够让智能化计算机系统尽早实现这一功能，可以从以下方面入手：

首先，智能化计算机监控系统，要与其他系统进行有效的连接，这样连接的之后的系统的整体功能就会有效的提高，比如与自动化系统进行有效的连接，这样当发生故障时就可以自动故障设备，在这个连接之后的系统中，智能化计算机系统主要起到的是监控的作用，而自动化系统则起到自动切除的作用；其次，要保证整个系统运行一直处于安全的状态，防止事故扩大化功能的实现，主要依托的智能化计算机系统与自动化系统的连接，但是因为智能化系统所使用的依然是专用的装置，其专用接口会影响连接效果，因此在连接时要以安全运行为；最后，扩大监控的范围，这也是防止事故扩大的主要措施，监控范围的扩大也就是变相降低了事故发生的概率，因为能够对设备故障进行预警，及时维修，而如果还是固定的监控范围，其他没有监测的设备，即使发生故障也不会预警，这种情况事故扩大化的可能性非常高，因此扩大监控的范围非常重要。

2.2智能化发展

智能化水电厂计算机监控系统的最重要的特征当然是智能化，但是目前的智能化水平有限，因此提高其智能化水平成为该系统的发展目标。智能化要达到的要求就是利用增添知识库系统，除此之外，还要加入专家服务的功能，这样当发生故障时，就可以启动专家服务功能，计算机中显示解决的办法，优势十分突出。为了提高智能化程度，可以从方面入手：首先，管理计算，也就是说在更加智能的监控系统的支持下，水电厂设备在运行时能够选择出更加的节能的方案，因为这个监控系统中建立了相应的数学模型，通过数学模型的处理，设备运行过程中就会自动的选择最佳的控制方案，其运行管理就会更加科学方便；其次，事故处理更加迅速，智能化系统能够对水电厂中的各个设备进行监测，随之设备运行状态，如果没有出现故障，智能化监控系统就会显示出正常的状态，但是如果出现故障，系统就会发出预警，之后对故障进行分析，确定故障设备以及类型，之后再把故障自动切除，这样即使也能够确保其他设备正常运行，而这期间检修人员就可以对故障设备进行维修。

2.3综合化发展

实现计算机监控系统的综合化发展从某种意义上来说能够有效促进整个智能化水电厂的综合自动化运行管理水平。在当前技术条件支持下，水电厂自动化设计实现了过程自动化运行，其主要以水电厂工艺过程为对象，对其实现自动化的控制与监视。对于整个水电厂运行管理作业的开展而言，起重要意义是尤为关键的。智能化水电厂能够借助于在线监测数据与处理结果，计算机监控系统运行过程中所提供的专业性支持，确保水电厂运行管理人员对发电机机组运行状态的实时掌握，在此基础之上为后续状态检修工作的开展提供必要的支持与保障，由此实现水电厂运行机组故障诊断的远程性。

2.4先进化发展

智能化水电厂计算机监控系统应当在确保控制策略先进性的基础之上引入物理分散形态能。借助于现场总线技术的引入及其应用确保水电厂运行系统仪表设备与控制器装置之间的全开放式且双向式通讯联通。在此过程当中，整个水电厂计算机监控系统的控制作业品质及其控制精度势必会得到有效提升，与此同时也合理控制了传统意义上借助于电缆电线对控制仪器进行调试维修的步骤，确保了控制系统机柜的有效简化，智能化及先进化效益显著。

3.结语

综上所述，可知智能化水电厂计算机监控系统有很多的发展空间，尤其是在智能化方面，可以通过土其他系统的有效连接，来实现更强大的功能，比如故障处理更加迅速，系统连接时，接口障碍降低等。智能化系统的功能本身就不是单一的功能，但是功能的深入研究依然十分关键。

【参考文献】

[1]江凡，许澄生，谢巧云.水电厂监控系统AGC远方控制功能的改进及应用[J].水电自动化与大坝监测，2008（01）.

[2]陈向荣，李海文，张晶晶.长湖水电厂监控系统更新改造特点[J].水电自动化与大坝监测，2007（04）.

浅谈智能化水电厂 篇4

1 概述

智能化发电厂建立在可靠、高速的通信网络的基础上, 通过应用先进的传感和测量技术、稳定的设备、可靠的控制方法以及智能化的决策支持技术, 实现发电厂的可靠、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。以提高安全稳定性、资源利用率、节能经济运行水平、辅助决策能力、网厂协调能力为目标, 满足社会经济发展的需要, 提高供电可靠性和供电质量, 更好地体现社会效益和企业效益。

2 内涵与特征

智能化水电厂以坚强智能电网为服务对象, 以网厂协调发展的“无人值班” (少人值守) 模式为基础, 以通信平台为支撑, 以信息化、自动化、互动化为特征, 实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。

3 主要应用功能

1) 水库来水预报。水库来水预报功能支持对前期和实时水文气象要素的分析比对, 提供多种数值预报方法, 实现对水文要素未来趋势和过程的准确预报。根据预见期的长短, 分为短期洪水预报、日径流预报和中长期径流预报。2) 梯级优化调度。为保证电网安全、发挥水电站经济效益、提高防洪减灾能力以及发挥节能减排作用提供了重要支撑。主要包括:水情监测、水文预报、调洪演算、水电优化调度、水库调度风险分析、水库三维展示及应用等内容。3) 计算机监控系统。提供了实时高效、安全可靠的监控内核, 功能强大、实用方便的组态工具, 精细美观的图形界面, 符合国际标准的数据接口, 紧贴水利水电用户和梯级集控调度应用需求的各种常规及高级功能。信息管理区处于安全分区中的Ⅲ、Ⅳ区, 该区通过底层应用支撑服务与其余系统进行同步。集控中心计算机监控系统具备实时数据采集和处理, 综合数据计算、控制与调节、安全运行监视和事故追忆等基本功能。4) 信息管理系统。该区的主要应用系统有:培训仿真系统、生产管理信息系统、专家系统、在线监测与状态检修专家系统、大坝安全检测与分析评估专家系统、OA、档案系统。5) 生产管理信息系统。生产管理信息系统以设备管理为核心, 包括从设备投运到设备退役的全过程闭环管理。建设思路:从基于中心及中心驱动的基本设计思想出发, PMS被设计成一个由五大中心及围绕五大中心分布的众多外围应用组成的有机体。6) 状态检修管理系统。立足统一数据平台, 根据电厂主设备的历史运行数据、当前运行状态检测和诊断, 评估设备未来的运行状况, 实现设备运行及健康状况的分析、评估、推理及诊断, 制定科学合理的检修维护策略。7) 数据调用与处理。建立设备信息资源目录体系, 将资源目录体系内基于CIM模型的数据模型与远程监测诊断中心平台的数据进行映射, 定时、触发、定时或手工方式进行数据的获取和更新。8) 大坝安全信息管理与分析评估。大坝安全稳定运行是电厂智能化的基础, 大坝安全信息管理与分析评估系统实现了无人值守下的分布式数据采集、集中统一管理和安全评估。大坝及工程运行安全评估专家系统通过对安全监测数据的大规模自动化处理、分析、统计、比较、判断, 进而对大坝等建筑物安全状况进行综合评价, 使安全监测成果及时发挥应有的作用, 为大坝的工程运行管理提供专家决策支持。9) OA业务。OA、档案管理系统 (也称协同办公系统) 主要包括公文管理、档案管理、电子签章、办公助手、出差管理、会议管理、网络视频会议、信访管理、调研管理、新闻宣传与采编、移动办公、公司通讯录等功能模块。10) 气象信息应用。电力行业作为气象服务高敏感性和高需求性的行业, 其生产和运营受环境气象条件的影响极大。特别是近年来, 冰冻、台风、暴风雪、强风、强降雨、强雷电、雾霾、高温、干旱等灾害性天气对系统输变电设备运行和可靠供电的影响呈现逐年增多的趋势。气象信息系统提供了气象信息在安全生产中的应用平台。11) 现地自动化系统。现地自动化系统中可在厂站内继电保护系统、稳控系统、监控系统、机组调速系统、励磁系统、状态监测诊断系统、辅助设备系统间建立统一的现地级数据总线, 实现信息共享, 构建水电站现地级智能化系统, 实现水电站现地级系统的信息化、自动化、互动化。全站网络采用高速光纤以太网组成, 通信标准符合DL/T860 (IEC61850) 。12) 基础支撑系统。随着水电站智能化技术的发展及大力推广, 针对智能化水电站建设的需求, 智能一体化电源系统、时间同步系统、防雷系统作为基础支撑系统, 在智能化水电站系统中发挥着基础服务作用, 为智能化水电站基础运行提供安全保障。智能一体化电源采用统一化、网络化共享设计, 为厂用变各种负荷提供可靠的工作电源;时间同步系统为智能化水电站系统保证了时间基准的高可靠性;防雷系统的一体化设计为智能化电站系统的安全运行提供了强有力的保障。

4 智能化水电厂建设的效益分析

1) 节水增发电效益。智能化水电厂可实现流域/跨流域梯级水电站联合优化调度, 最大限度地提高综合发电效率和减少弃水;同时, 可以使每台机组均能在最优工况下运行, 避免机组在低效率的小出力区运行, 从而降低发电耗水率, 增加发电量, 提高经济效益。2) 提高管理水平、劳动生产率。智能化水电厂可实现流域/跨流域梯级水电站电力调度和水库调度的高效、协同、统一管理, 为电站的“无人值班” (少人值守) 、提高劳动生产率和管理水平创造良好的条件。水电厂的智能化运行可提高设备的使用效率, 延长设备的使用寿命, 减少机组低负荷和振动区运行时间, 减少机组因频繁启停所造成的损害。同时, 提高水电厂状态监测与故障诊断水平, 完善设备检修管理与检修决策系统, 为实施状态检修打好基础。3) 提高电厂、电网协调运行的效益。水电厂的智能化运行可实现厂、网协调控制, 提高电能质量, 提高水电厂对电网调频、调峰、事故备用的支撑能力, 提高电网对风能、太阳能等清洁能源发电的消纳能力, 为智能电网一体化建设提供坚强支撑。4) 提高社会效益。建设智能化水电厂可提高梯级水库的综合调节能力, 特别是在防洪兴利和供水安全等方面, 对社会经济发展、节能减排、生态环境、城市和农业用水、旅游资源开发及利用等也会产生很好的影响。

5 结语

通过智能水电改造, 可以大大提升水电生产管理水平和层次, 合理调配流域水资源, 实现水库与机组的安全经济运行;可以提高大型机组和抽水蓄能机组的快速响应能力, 为电网提供强大高效的削峰填谷能力;其储能规模大、启闭灵活、并网时间快等特征, 为大规模间歇式新能源并网提供有力支撑。

摘要：本文介绍了智能化水电厂内涵与特征、主要应用功能, 并详细介绍了智能化水电厂各应用功能的作用, 通过智能化水电厂各功能介绍, 分析智能化水电厂建设的意义和效益。

智能水电厂 篇5

WGP4001型智能水位监测装置用户手册采用可靠性极高的进口可编程控制器和智能液晶触摸屏为核心控制元件, 参照国内水电站和泵站运行规程设计生产的高可靠性产品。通过原装进口的高可靠性投入式液位计获得的采样信号极好地消除了信号源干扰, 最低可测液位达到2.5mm左右。液位测量范围可达到1~1000m左右。设置硬件看门狗, 具有软件差分抗干扰、4路开关量接点输出、8路模拟量输入、8路模拟量输出等功能。

系统图如图1。

2 测量原理

通过设置投入式液位计进行测量水面以下压力, 通过压力转换成水面相当探头的高层距离, 再换算坝顶安装高层即可得到水位高层。计算得到下游水位和上游水位后, 通过计算差值得出机组净水头数值, 通过4~20m A的信号下达给调速器和水情测报系统。同时该系统也具备通讯功能, 通过RS485接口、Modbus RTU通讯协议可以达到上传上游水位、下游水位、净水头等信号。

3 技术特点

WGP4001型智能水位监测装置主要技术特点如下:

具有8路水位传感器输入接口, 可以采集4~20m A和0~10V输入信号;水位测量精度:0.25%;采用AC220V和DC220V双回路供电;4路净水头信号输出, 和2路上游和下游水位输出, 另外2路备用输出, 输出信号4~20m A;装置和传感器故障报警;上电、掉电接点不误动;智能液晶触摸屏显示, 可以对通道 (输入和输出) 进行微调, 包括设置通讯参数;具有栅前和栅后压差过大报警功能 (拦污栅堵塞) ;具有装置故障报警功能;具有栅前、栅后水位传感器故障自动切换功能;具有传感器断线和越限报警输出功能, 技术参数。信号输入方式:8路4~20m A信号输入, 8路4~20m A信号输出;4路故障报警输出;传感器:投入式液位计 (防雷防浪涌型) ;接点输出:4路继电器接点输出, 容量:AC250V&DC250V/5A;模拟输出:8路4~20m A输出, 误差小于±0.2%, 最大负载500Ω;测量精度:<0.25%; (<2.5mm) 。供电电源:AC220V±10%, 50Hz, DC220V±10%双路供电;功耗:不大于60W;工作环境温度:0~50℃;储藏温度:-20~60℃;环境湿度:≤85%;防护等级:IP20。

4 接线端子

输出信号端子:输出4路净水头信号, 1路上游水位信号, 1路下游水位信号, 2路备用信号均为4~20m A输出, 4路故障报警接点输出, 如需特殊信号, 请订货时提出要求。

输入信号端子:输入8路水位信号 (2路上游栅前水位、2路上游栅后水位、2路下游水位) , 8路备用信号均为4~20m A输入 (2线制) 。电源为AC220和DC220V, 内部均设置6A保险。

5 液晶显示屏功能说明

WGP4001型智能水位监测装置采用7寸液晶智能显示屏作为人机接口设备, 该显示屏具有触摸功能, 对装置的所有操作均为触摸功能完成。

整个触摸屏画面分为五大功能画面, 分别为:“主画面”、“数据显示”、“参数设置”、“事件记录”。下面分别对各个画面做详细介绍。

5.1 主画面

主画面显示内容:栅前水位、栅后水位、下游水位和净水头, 其中, 净水头信号是由栅后水位和下游水位做差值运算得出。

5.2 数据显示

数据显示栏:各只投入式液位传感器采集数据显示, 包括最终计算得出的栅前、栅后和下游水位值。状态显示栏:用于显示传感器工作状态、栅前、栅后、下游水位传感器测量值偏差是否超出5%以用于报警输出。当PLC电池电压低于2.75V时, “PLC电池电压低报警”为点亮, 提示需要更换设备锂电池, 通常锂电池使用时间可达到8~10年。“故障复位”按键用于复归出现的故障光字牌。

5.3 参数设置

在各页面进行“参数设置”画面操作时, 需要“确认”后才可进入画面。

点击“参数设置”画面中“下一页”, 进入WGP-4001智能水位监测系统画面。

该画面用于设置对外输出方式, 包括DA输出和通讯接口。

6 综述

综上所述, 该装置提供了可靠和准确的水头信号, 将水头信号输入到调速器系统, 调速器自动协联保证机组的出力。同时, 将上游和下游水位送到水情测报系统里, 使得一个独立的装置完成了诸多功能。

参考文献

[1]向家安.自动复中型调速器在大型水电机组的运行和试验[J].水电站自动化与大坝监测, 2006 (1) .

[2]唐凤姣.大型灯泡贯流式机组冷却方式[J].内蒙古科技与经济, 2011 (06) .

智能水电厂 篇6

某水电厂开关站电压等级分为220k V、110k V和35k V三个电压等级, 其中220k V母线有两段, 用母联开关连接, 共有五条220k V出线;110k V母线一段, 共有两条出线;35k V母线一段, 共有四条出线;旁路母线一条。主变压器五台, 其中五号主变、六号主变接220k VⅠ段母线;一号主变、二号主变高压侧接220k VⅡ段母线;二号主变中压侧和三号主变高压侧接110k V母线;三号主变中压侧接35k V母线。如果每一条线路或母线、主变都认为是一个间隔的话, 则全站共计有24个间隔。原开关站监控系统采用一套现地控制单元 (LCU) 来控制和监视这24个间隔的运行情况, 包括操作断路器、隔离刀闸的合分;采集线路、母线及主变有关的各种遥测和遥信量。该开关站监控系统于2001年投入运行, 但其在2005年发生了九台开关同时莫明跳闸的重大事故, 且原因调查一直也不尽如人意, 后来在原装置上增加了一套重漏选装置, 只允许同时一台开关进行合、分闸操作。随着时间推移, 设备渐渐老化, 检修维护方面也出现了很多不方便之处, 为了生产安全, 该水电厂决定对开关站监控系统进行改造。设想的改造目标是:如果一个间隔采用一个小控制系统, 可以在该间隔检修时随意退出系统, 而若干个小控制系统组成大控制系统同上位机通讯, 小系统之间又不互相影响, 均能同时以上位机通讯, 上送遥信和遥测信号, 并能执行上位机下达的操作指令。经过功能和成本方面的比较, 最终选用综自变电站中常采用的智能测控装置。

2 智能测控装置的介绍

该开关站选用的智能测控装置型号是南京南瑞科技公司生产的NSD500M, 是以变电站内一条线路或一台主变作为监控对象的智能监控设备。它可采集本间隔的实时信号, 又可以其它其它测控装置通讯, 同时又通过以太网口和通讯机连接, 最后由通讯机直接和上位机系统通过光纤相连, 构成面向对象的的分布式变电站计算机监控系统。该装置由一个标准的6U机箱和标准的I/0模件等组成, 其主要性能如下: (1) 强大的网络功能, 采用双100M以太网, 间隔层测控单元直接上网, 其它智能设备与间隔层测控单元共享网络通道; (2) 全站逻辑闭锁功能, 各出口操作都经过逻辑闭锁判断, 各出口对象具有独立的逻辑闭锁接点输出; (3) 断路器同期合闸功能, 支持断路器差频合闸、同频合闸及无压合闸, 支持同期点两侧电压进行幅值补偿和相位补偿; (4) 交流采样, 每周波64点采样, 频率采用快速高精度软件算法, 绝对精度优于0.003Hz; (5) 完善的对时功能, 支持IRIG-B码对时, 支持24V脉冲对时; (6) 人机界面新颖, 采用128×128大屏幕汉字液晶显示屏, 实时显示本间陋一次接线图; (7) 安全可靠, 继电器出口由双CPU共同控制, 出口经过全站防误闭锁逻辑判断, 输入输出分开, 强弱电分开, 采取多种隔离措施, 硬件电源消失接点信号输出。这种装置又分为三种型号, 见表1。

该开关站根据情况选取用M1和M2两种型号的测控制装置, 其中M1用作线路、主变监控;M2用作母线监控。

3 现场改造实施方案

现场改造共涉及两个部分:监控系统上位机 (主机) 和下位机 (智能测控单元) 。下面就简要介绍现场改造实施方案。

监控系统上位机:

根据项目实施计划, 原监控系统上位机运行方式保持不变, 主要就是解决上位机如何同智能测控装置进行通讯的问题。最终采用IEC104规约来实现联络通讯, 因为104规约是电力行业使用的通讯协议, 由IEC101规约演化而来, 一般采用网络TCP/IP通道, 由于以太网的通信容量大以及TCP/IP协议的开放性好, 已被计算机通信所广泛采用, 非常成熟可靠, 也被一致认为是变电站自动化系统的站内局域网的必然发展趋势, 并且具有可靠性高, 实时性好, 数据流量充足, 支持网络传输等优点, 为远动通讯提供了良好的解决方案。该规约规定原监控系统上位机为主站, 智能测控单元即新增智能测控装置为子站。主站和子站建立通讯联接, 即每一个间隔所属智能测控单元 (子站) 单独向主站上送遥信、遥测数据, 原监控系统上位机 (主站) 下发遥控命令至智能测控单元 (子站) , 进行远方操作。原监控系统上位机主机两台, 采用主/从工作模式, 均为双网卡配置, 智能测控单元有两套为冗余的规约转换机 (通讯机) , 每台规约转换机均为双网配置。所谓规约转换机顾名思义, 就是用于各种自动化网络通信场合, 进行通讯规约的转换的装置。结构系统图如图1所示。

从图1可以看出, 主机1和主机2和规转机1及规转机2一直都保持通信。正常工况是:主机1为主状态时, 规转机1为主通讯机, A网为主网络, 一旦A网由于故障中断信号, 通讯程序将检测B网状态, 如B网正常测自动切换至B网, 还是主机1和规转机1做主机, 一旦规转机1故障, 则规转机2自动做主通讯机。当主机1故障时, 主机2就自动承担主机1的工作, 网络不变, 始终能保护通讯正常。这样上位机同开关站测控装置的通信可靠性大大高于改造前LCU的单CPU单网模式。

按照改造计划, 开关站信号分批接入智能测控单元, 原监控系统需在上位机修改如下内容:新测点的定义, 包括开关量、模拟量等, 语音号重新分配与语音录制、监控画面报表动态链接、控制对象的编辑、上送调度的信号点表及中控室监控屏信号点表及相关上位机控制流程的修改。

开关站所有间隔的开关量、模拟量和开出量由测控装置NSD500M实现, 其功能已经在前面介绍过了, 并通过双网将数据上送给规约转换装置NSC332。原系统保护装置、直流系统等智能设备信号通过串口485口接入规约转换机NSC322。由上图可见规约转换机采用双机主备冗余配置, 通过104规约给原后台上位机上送遥信、遥测信息, 接收后台上位机的遥控指令。改造步骤如下: (1) 将测控柜全部安装到位, 配置的规转机NSC332装置的参数, 放置规转机至原系统上位机的通讯线 (光纤) , 与原系统上位完成104规约通信; (2) 根据间隔停电计划, 逐个完成间隔的改造工作。停电后, 把原老系统间隔所属二次线移入新测控, 用双网线把新测控和两台规转机相连, 调试程序, 完成两者通信, 后调试间隔相关遥测、遥信和遥控信号; (3) 所有间隔层改造完成后, 退出老系统间隔层设备的运行。

4 闭锁逻辑的实现

所谓闭锁逻辑就是指间隔所属的开关、隔离刀闸在操作前必须满足相应条件, 防止误操作。比方说接地刀闸投入时, 不能进行隔离刀闸的操作;隔离刀闸断开时, 不能合分断路器, 否则就是严重电网误操作事故, 所以一般重要操作对象均有闭锁逻辑进行操作保护。设备改造前, 闭锁逻辑均设计在现地LCU的PLC程序中, 但由于改造过程中, 智能测控单元同原LCU系统共存, 两者无法通过网络取得个自的信号, 就算能取, 改造完成后, 老系统将拆除, 到时又有很大的工作量用在改闭锁逻辑, 因此为保证安全施工, 提供了两种方案供选择:

(1) 在监控系统上位机数据库中增加闭锁判断条件, 具体实现方法是:在智能控制分支的“对象”中, 增加判断逻辑, 即将原来所有逻辑判断条件均增加到对象脚本中, 同时完善控制画面, 显出所有逻辑关系。如果条件满足, 则显示允许操作, 如条件不满足, 闭锁操作, 同时可从画面上直接观察到不满足原因。

(2) 增加串口通讯。增加1路CDT通讯, 由监控系统上位机中的厂内通讯机与智能测控单元采用串口485方式通讯, 规约采用CDT规约, 由监控系统上位机转发从其他LCU获取的闭锁数据信息给智能测控系统。

经过讨论, 选择了第一种方案, 因为第二种方案存在很多不足: (1) 改造成本将增加, 因为要增加串口转光纤设备; (2) 由于原上位机设计的原因, 只能增加一路通讯, 如通讯发生故障, 则无法采集相关闭锁信号;最关键的一点是, 这路通讯信号只是临时采用, 当开关站全部改造完成后, 将取消这路CDT串口通讯, 这就会浪费很多人力物力。而选择第一种方案, 优点显而易见: (1) 方便维护, 只要修改对象脚本程序, 全部工作都在上位机数据库中; (2) 可以通过监控画面很清楚知道哪些闭锁条件是否正常;维一不足就是增加了上位机的硬盘容量和计算数速度, 但经过了解, 上位机服务器容量很大, 这些影响可以忽略不计。

5 结束语

通过该站改造完成情况来看, 设备运行稳定, 通讯正常, 各项操作准确无误, 遥测、遥信量均反映正常, 闭锁条件在上位机一目了然, 极大的方便了运行人员的监视和操控。同时在间隔检修时, 不会影响其它运行的间隔设备, 方便检修人员的工作。由此可见智能测控装置即可以用在智能变电站中, 同时也可在水电厂开关站中应用, 这样可以节省大量投资成本, 方便检修维护, 还避免了LCU控制方式中的一些弊端。

摘要：水电厂开关站是水电机组同电网联接的必要通道, 因此开关站是否安全可靠的运行直接影响电网的稳定。但随着智能电网相关技术的发展, 智能测控技术得到了很大的发展。本文就主要介绍了某水电厂采用智能测控装置在开关站监控系统改造中的应用和实现过程。供同行参考。

关键词：开关站,LCU,间隔,智能测控装置

参考文献

智能水电厂 篇7

1 智能测控仪表的相关概念

1.1 智能测控仪表的定义

智能监控仪表的使用领域包括那些对自动化水平要求比较高的轨道交通、钢铁冶炼、石油工业、电力体系以及公共设备等。设计该仪表主要使用的是目前比较先进的数字信号处理以及微处理科技。

1.2 水电厂监控系统软件结构

现如今, 备受推崇的水电厂计算机监控体系程序构建成了典型的客户机/服务模式, 即C/S模式, 以及创建了以J2EE为基础的浏览器/服务模式, 即B/S模式。这些模型的快捷性、可推广性以及可转移性等性能都比较优秀。正是由于即时信息、非即时信息以及现场总线网络的分层次操作, 再加上进行搜集数据的硬件滤波技术、智能设备和其他热备冗余技术的熟练使用, 使得流程监督控制程序的有效性大大地提升了。该体系的主要组成部分包括系统管理部分、网络通信部分以及现场监督控制部分, 主要的结构层次图如图1所示。

1.3 智能测控仪表基本测量参数介绍

使用智能测控仪表检测控制的数据主要有电压U、电流I、有功功率P、无功功率Q以及频率F。这里的电压是三相系统的线电压以及相电压, 还有这两者的平均数。这里的电流是中线电流以及相电流还有这两者的均数。有功功率和无功功率都指的是系统的两种功率。系统的频率指的是检测的UA相电压频率。

2 智能测控仪的主要特点

2.1 多功能、高精度

在搜集和处理信息方面有很大的优势, 可以检测出多种的电量, 同时能够测量需量, 计算极值, 分析谐波以及统计累计电量等。

2.2 电度量的实时写入

智能监控仪表相对于以往的那些仪表, 可以进行无数次的清除和写入, 这一特点能够较好地保障即使输入点度量, 并且即使断电, 已有的信息也能够保留下来, 该仪表记录信息时, 利用的是定时输入制, 这种方法能够保障一定的精确度且可以防止由于端点导致的点度量的遗失。

2.3 接线灵活

无论是低压或高压的电压体系, 还是不同的接线方法, 这些都能够获取合理的智能监控仪表以及接线的方法开展联合。该仪表不仅能够使用在三相体系中, 还能够在单向的体系中应用, 可以满足不同的接线方法。

2.4 安全性好、可靠性高

通过使用不同的防干扰以及隔离的方法, 可以有效地应用在较强干扰的背景下, 相关成果经过了IEC指标以及CE认证体系实施了兼容性检测。

3 智能测控仪表在水电厂监控中的应用

3.1 水电厂监控系统的理想选择

智能测控仪表的功效和价钱之间的比值相对较高, 能够代替一般的电力变送器、电能计量仪表、测量指示仪表以及有关的辅助单元, 还能够当成水电厂监控体系的前端部件, 通过这种方式来达到搜集和管理远程信息的目的。使用工业上的规整的MODBUS通讯协议以及RS-485通讯接口, 能够保证组网的简单轻便, 将模块的CAN通讯性能扩充, 扩大了网络的应用, 通过双现场总线的使用, 可以极大地增长了网络的适应性和有效性, 同时存在遥设、遥控、遥测和遥信的作用。

3.2 电能质量分析

相对于经典的仪表来说, 该仪表因为借鉴了数字信息处理的有关科技, 从而使在线进行电力质量探索得到了实现。除此之外, 还能够对不同相的电压和电流的总谐波畸变率, 每一次谐波分量以及电压和电流的不平衡度进行相关的检。

3.3 能量管理

智能监控仪表能够累计无关电度量以及双向四象限有关电度量, 能够统计关口层面上的计数信息, 实现记录内嵌的极值以及检测需量的目的, 再加上位监控的程序能够辅助使用者计算每一条路线消费的电量情况以及相关的载荷方向, 主动实现抄表, 同时形成所有的电量报表。

结语

智能测控仪表能够当成仪表独自应用, 进而代替多数经典的虚拟仪表, 并且能够当成水电厂监督控制体系的前端装置, 完成搜集和显示相关信息、进行信息通讯以及对调度端的远程监控的目的。该仪表的可定制性和灵活性比较强, 同时具有不需要维护, 投资较少, 防干扰的优点, 所以在未来水电厂的监控体系中具有光明的前景。

参考文献

[1]李冬冬, 崔龙龙, 林顺福, 等.家庭智能用电系统研究及智能控制器开发[J].电力系统保护与控制, 2013, 41 (04) :123-129.

[2]翟亚芳, 吴战伟, 秦长海.风电场箱式升压变压器低压侧微机保护装置的研制[J].电力系统保护与控制, 2013, 41 (21) :136-140.

电厂燃煤智能化管理系统 篇8

一、电厂燃料智能管理系统简介

电厂燃料智能管理系统是一套独立运行的系统, 有专属的软件和硬件设备, 系统机房通常设在电厂输煤综合楼内或单独设置, 通过光缆接入全厂MIS系统。该系统是电厂MIS系统的一个独立组成部分, 能够实现与上级公司燃料管理系统的无缝衔接。

该系统将电厂燃料管理涉及到的设备、流程和信息进行集成, 依托计算机网络管理等先进管理手段, 达到以下目标:

1.通过燃料管理系统控制及协调, 保证燃料系统采、制、化工作自动有序进行, 减少人为干涉。通过自动控制、操作采样机、汽车衡等验收设备, 且设备工作流程不能随意修改, 减少人工操作的项目、频次, 提高工作效率, 减少人为影响;降低人力成本、提高管理效率和管理质量;

2.验收业务流程公开、透明、可追溯, 防止作弊使假的发生, 减少管理漏洞, 减少煤炭供需双方的矛盾。系统直接和验收的仪器设备相连, 现场实时采集、自动处理各种数据, 减少手工抄录环节, 且数据不能随意修改, 提高数据的准确性、安全性和透明度;

3.实现燃料管理业务的整合, 实现内部数据资源的高度共享。决策层能实时了解基础数据, 调整、控制燃料采购、存储计划;依据完善的统计报表、科学的分析模型, 为管理部门的数据对比和管理决策提供辅助支持;以精细化管理来降本增效;

4.对所有工作点视频监控, 设立视频监控中心, 记录验收过程的所有工作, 并提供远程监察, 形成完善的监控网。监控中心采用大屏幕工业显示器作为显示终端。

二、系统组成及运行管理

1.系统组成

电厂常规来煤方式有汽车来煤、火车来煤、水运船舶来煤等方式, 根据常规设置, 燃料智能化信息管理系统大致包含以下设备和功能:

(1) 燃料智能管控系统涉及的所有硬件

1) 汽车衡、轨道衡、汽车、火车入厂煤、入炉煤无人值守自动计量、采样、制样等所需设备。

2) 化验室、监控中心等的标准化配置所需设备、化验室的温、湿度控制设备等。

3) 燃煤信息网络系统建设所涵盖的硬件。

4) 数字化煤场建设所需盘煤仪等设备。

5) 监控、门禁等其它必须的硬件配置, 要求能实现煤车从入厂到计量、采、制、化等整个流程全程监控, 无死角。

(2) 燃料智能化管理涉及的所有软件, 基本内容:

计划管理、供应商管理、合同管理、调运管理、入厂燃料验收管理、接卸管理、数字化煤场管理、结算管理、厂内费用管理、燃料成本核算等。

2.系统配置要求

(1) 系统配置

电厂燃料智能化管理系统通常通过千兆以太网及相应的网络设备、接口设备、数据库服务器、网络管理、计算机终端设备和信息管理软件包等来完成全厂燃料信息化管理。电厂燃料智能化管控系统应易于使用、易于扩展。

电厂燃料智能化管控系统的设计能够采用网络配置和完善的自诊断功能, 使其具有高度的可靠性。系统内任一部件发生故障均不应影响整个系统的工作。

电厂燃料管理系统可实现在安全生产实时监管、安防等系统之间采取适当的软硬件接口及隔离措施, 以防止信息管理系统对安全生产实时监管等系统的影响;在信息管理系统与外界 (INTERNET等) 之间采用软硬件隔离措施来防止各类计算机病毒的侵害、人为破坏。

燃料管理系统可针对具体工程工艺系统和机组特点以及电厂的运行管理体制进行配置, 可根据需要选择适合本工程的内容进行组合。

(2) 应用软件系统

信息管理系统的软件系统划分为两部分:即系统软件和应用软件, 这两部分软件都由设备供应方提供。

系统软件包括各服务器、成熟的商业化数据库管理系统, 备份系统软件等。

应用软件包括电厂管理的软件系统 (或称软件包) , 或为使整个系统更为完善而配置的各种功能软件。

(3) 硬件系统内容

系统所选择的硬件系统应是当前的主流产品, 其所具有的优越性能不仅能够满足电厂燃料管理系统 (信息管理) 当前系统开发的要求, 同时也能适合未来系统发展深化和扩展的要求。

应用服务器:实现某项专用功能的服务中心。

数据服务器:实现数据功能服务中心。

网络交换机系统:信息管理网络交换设备, 实现所有信息管理设备的组网。

维护用工程师站 (含操作台、空调及座椅) 。

备份系统:实现电厂信息管理的系统和数据备份。

网管系统:实现对整个信息管理系统的管理和维护, 以及网络性能和安全的监控。

安全设备:保证信息管理系统、安全生产实时监管系统不受外部的入侵和破坏。

机房设备及电源:机柜、机房电源;网络机架。

燃料监控室布置:整体策划、监控画面策划、布线等。

系统现场可能需要的设备:

RFID卡、RFID卡读卡器、车牌识别系统、高清红外视频监控网络摄像机、电子屏幕及语音提示系统、打印机、条形码打印机、条形码扫描器、门禁设备、无线AP、便携式盘煤仪、固定式盘煤仪等。

三、软件功能

该系统软件部分包含计划管理、供应商管理、合同管理、调运管理、入厂煤验收管理、采制化编码管理、存查样管理、数字化煤场管理、数据统计展示与分析、燃料结算管理、厂内费用管理、燃料成本核算、统计报表与查询等, 可监控年度计划、月度计划、周计划的制动、审核、流转等执行情况, 在库存、来煤验收 (结算、暂估) 的基础上, 根据燃料成本核算的相关规定自动计算入炉煤成本;以分矿加权平均方法根据燃料来、耗、存、暂估、调入调出、储损、水分差调整等数据自动生成燃料来耗存报表, 计算煤炭量质价指标;根据结算情况生成煤炭暂估表;根据入炉煤和数字化煤场数据等信息的支持, 能动态核算入炉煤成本和库存煤成本。能在同一图形中显示每日、月累入炉、库存煤成本曲线;支持入炉综合标煤单价与目标值比、同比、环比等分析, 能够分析标煤单价构成因素变化的影响。

四、初步概算

按照内陆常规火力发电厂配置计算, 来煤按照汽车、火车两种方式, 系统内设有汽车衡、轨道衡、汽车煤采制样、火车煤采制样装置、入炉煤采制样装置等, 投资初步估算如下:

五、结束语

根据目前市场调查的情况及中国华电工程、北京汉唐等专业从事输煤系统智能化系统研发的公司介绍, 目前国内已运行电厂全系列采用燃料智能化数字管理系统的为数极少, 部分电厂仅在输煤系统局部采用。但是随着技术的进步及市场需求呼声日益增高, 电厂燃料系统采用智能化管理势在必行, 只是需要更多的时间和实践摸索。

火电厂智能配电系统的应用 篇9

一、智能配电系统的概念

所谓的智能配电系统, 指的是按用户的需求, 遵循配电系统的标准规范而二次开发的一套具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统, 又称IPDS (Intelligent Power Distribution System) 智能配电系统。

在火电厂中运用智能配电系统, 就是在电网中加入一些智能电器元件, 通过遥测和遥控进行合理的调配负荷, 实现优化运行, 有效节约电能, 并有高峰与低谷用电记录, 从而为能源管理提供了一种新的简便的思路。

二、智能配电系统的应用特点

事实上, 智能电网系统并不是一个新鲜的事物, 美国电科院 (EPRI) 早在2001年就提出发展“Intelligrid” (智能电网) 技术并进行了相关研究, 近年来智能电网更是被提到了国家发展战略的高度。我国也于2009年6月在天津大学举办了“第一届智能电网研究学术论坛”, 从智能电网的基本理念、技术组成、设备需求等多个角度对中国智能电网的建设和发展进行了探讨。目前, 智能化配电系统在我国的火电厂中已经占有了相当的比例, 随着能源技术的改革和社会对于能源企业的要求越来越高, 社会对于智能化配电系统的要求也越来越高。未来的智能配电系统应该朝着以下几个方面发展。

(一) 智能化。

智能化是本配电管理系统的一个最突出的特点, 根据一些测量仪表或者传感器得出的数据进行联网分析, 通过相关软件进行分析, 将这些数据进行整理、分析和呈现, 从而帮助火电厂的工作人员进行电力的调度。智能化的第二个作用是对电厂配电系统进行实时的监控, 通过人为的设计阈值等来进行预警提示。比如在配电的多个支路中有一个支路负荷过大, 或者某一个输电元件出现了故障等。智能配电管理系统能够根据自身掌握的信息进行故障的排查和标明, 为工作人员解决问题赢得宝贵的时间, 保障了电厂的正常运行。对于一些简单的问题, 比如一条支路的功率超过多大时启用备用的线路等, 通过对智能系统的设置都是可以自动实现的。更有甚者, 在很多对于未来智能配电网络的设想当中, 都将自愈功能设定为了智能配电系统的一个重要功能。如果一个子区域发生故障, 系统根据自己的判断, 在进行报警的同时, 运用先进的计算模型对当前整个厂区配电输出和输入数据的分析, 自动运算出合适的替代方案, 并且可以实现自主控制, 通过对电器元件的自动控制实现对故障区域的隔离, 并且运用其他的配电系统完成对故障部位的暂时替代, 保障整个电厂配电系统的正常功能。

(二) 安全性。

安全是一切工业生产的基础, 我们进行任何的生产得到任何的成绩都不足以令我们对安全产生丝毫的懈怠。在安全方面, 火电厂智能配电网络主要依靠“遥感、遥测和遥控”这三个特点来进行人员和设备安全的保障。第一代的智能配电系统通常使用带有通讯接口的数字开关实现对整个电网的监测和控制, 这就比传统的人工测量精确得多, 也安全得多。事实上, 过去的火电厂中, 作业工人在对现场进行安全排查或者对相关数据进行收集时, 由于种种原因而致命的事件已经发生了很多。随着科技的进步, 目前新一代的智能配电系统更加倾向于用可编程控制器来完成信息的收集和处理, 这在更大程度上将人从生产现场分离出来, 更大限度地保障了人员的安全。对于配电系统而言, 之所以可编程序控制器的方案更好, 是基于一些客观原因的。例如运用可编程控制器, 一次和二次可以分开, 减少强电对弱电的干扰;易于实现多种开关之间的互锁, 可编程控制器技术已十分成熟, 安全系数更高。

安全的第二点指的是设备的安全, 设备就是生产工具, 随着设备运行时间的增长, 设备的本身损耗、电子器件的老化等都成为故障产生的重要原因。因此, 在智能配电系统中专门有一个功能就是对系统中各个设备各个元件的安装时间、型号、使用年限、目前状态以及维修历史等进行详细的记录, 当这些参数接近于某一阈值时, 系统会自动进行提示。例如, 当一个控制器中的电磁元件的使用时间已经接近于其设计的寿命时, 系统提前将这个信息报告给相关的维修人员, 这样就有足够的时间进行电子元件的采购、相关网络的安全评估和安排维修的时间等。安全的第三点指的是社会的用电安全, 也就是在运用智能配电系统之后, 火电厂能够为区域内的工业和生活提供电力在数量和质量上的安全。尤其是在现代社会中, 我们已经很难想象在缺乏电力保障中的生活是什么样子了。智能化使得配电网络更加优化, 提升了配电的效率并且能够有效降低配电过程中自身的消耗, 为用电安全提供了更加有力的保障。

(三) 人性化。

信息智能本身就是为了能够在火电实际控制过程中将人类分离出来, 同时又加强了人们对电场运行和配电控制的一套系统。因此, 一个系统的背后逻辑和设计界面是否人性化就成为了一套电厂智能配电系统的重要考量。尤其是在当今社会, 火电厂的发展呈现出集群化和联动化的特点, 如何使相关操作人员和管理人员更方便快捷地对配电系统进行配电的超控, 成为了一个令程序工程师们深思的问题。智能控制虽然偏向了自动检测和自动控制, 但是管理者对整个控制系统必须有着十分的了解和绝对的掌握。一是智能配电系统必须有着人性化的交互界面, 使管理人员能够简单明了地知道整个火电厂或者火电厂集群的现实运行状况以及主要参数。一般而言, 火电厂的运行是十分复杂的, 涉及到很多的数据和参数, 那么对于重点的数据和参数就应该能够重点呈现, 符合人体工程学。二是对于系统访问必须设有不同的权限。不同的子系统需要不同的人员进行操作, 例如设备管理员能够进入到设备管理子系统中进行相关数据的查询和修正, 而发电量统计人员可以轻松进入到发电量统计系统中去查询发电总量和各支线输出量的电量, 以进行公司业务的核准;经理一级可以进入本发电厂的所有系统中去, 而总经理可以进入整个火电厂集群中的任何一个系统中去。不同层次和不同岗位的人都有自己的权限, 在一定程度上也保证了火力发电厂的信息安全。

三、结语

火力发电在未来的十几年甚至更长的时间内, 仍然占据着十分重要的位置。针对火电厂而设计的智能配电系统的发展也必须遵循一定的规律和科学性, 从而为我国火电行业的发展提供更好的保障。相信经过各界专业人士的共同努力, 一定能够将我国的火电行业打造成一个先进的、智能的和人性化的产业平台。

参考文献

[1]王成山, 王守相, 郭力.我国智能配电技术展望[J].南方电网技术, 2010

[2]郭云鹏, 刘伟佳, 文福拴.智能配电系统的发展现状与展望[J].华北电力大学学报, 2014