電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化-

1、第九章系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)電廠是電力系統(tǒng)中最重要的電源,特別是大容量機(jī)組電廠,機(jī)組的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行,對(duì)電力系統(tǒng)正常、靈活運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,為此電力系統(tǒng)調(diào)度均采用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),將遍布各地的電廠、變電所信息傳送至調(diào)度中心,以使調(diào)度人員統(tǒng)觀全局,運(yùn)籌全網(wǎng),有效地指揮和控制電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要有三部分組成,即廠所數(shù)據(jù)采集與控制子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、調(diào)度端數(shù)據(jù)收集與處理和統(tǒng)計(jì)分析與控制子系統(tǒng)。1廠所端子系統(tǒng)習(xí)慣的說法是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。所謂遠(yuǎn)動(dòng)(Telecontrol,就是運(yùn)用通信技術(shù)傳輸信息,以監(jiān)視控制遠(yuǎn)方運(yùn)行的設(shè)備。該子系統(tǒng)包括遠(yuǎn)方終端RTU(Remote Terminal

2、Unit、測量用變送器、模擬量和狀態(tài)量、脈沖量二次回路以及控制與調(diào)節(jié)執(zhí)行元件。2通信子系統(tǒng)包括載波、微波、無線電臺(tái)、有線電話、高頻電纜、光纖以及衛(wèi)星通信、程控交換機(jī)等提供的數(shù)據(jù)信道。3調(diào)度端子系統(tǒng)主要內(nèi)容有:計(jì)算機(jī)、人機(jī)會(huì)話設(shè)備、各種外部設(shè)備、開發(fā)與維護(hù)設(shè)備和與之相適應(yīng)的軟件包等。一、調(diào)度通信子系統(tǒng)電力系統(tǒng)常用的通信方式有電力線載波通信、微波通信(數(shù)字、模擬、衛(wèi)星通信和光纖通信等,傳輸?shù)男畔?調(diào)度電話、調(diào)度自動(dòng)化的各類信息、生產(chǎn)管理電話及數(shù)據(jù)、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置信息以及其他所需傳送的各種信息。1、各種通信方式比較電力載波通信:將300Hz3400Hz的話音以及遠(yuǎn)動(dòng)、繼電保護(hù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制

3、,把它寄載在高頻波的某個(gè)參量上(如幅度、頻率、相位,變成頻率為40kHz以上的高頻信號(hào),并借助于電力線傳送。這種通信方式稱為電力載波通信。電力載波通信是電力系統(tǒng)特有的通信方式,具有高度的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,是電力系統(tǒng)基本通信方式之一。但這種通信方式,由于可用頻譜的限制,不能滿足全部需要。微波通信:微波通信是一種無線電通信的通信方式。在進(jìn)行無線電通信時(shí),需要把待傳信息轉(zhuǎn)換成無線電信號(hào),依靠無線電波在空間傳播。微波一般指頻率為300MHz300GHz、波長為1m1mm范圍的無線電波,傳輸速度約等于光速。微波在自由空間像光波一樣沿直線傳播,在地球表面?zhèn)鞑ゾ嚯x一般不超過50km,且中途不得有高山或建筑物擋

4、住。因此,在地球表面上進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí),需要采用“中繼”方式,一方面保證微波沿地球橢圓球體傳播,另一方面收發(fā)放大,補(bǔ)充電波傳播過程中的能量損耗。由于微波通信傳輸容量大,可同時(shí)傳輸300960個(gè)話路,有傳輸質(zhì)量高,抗干擾、保密性強(qiáng)等特點(diǎn),現(xiàn)已成為電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中主要傳輸手段之一。衛(wèi)星通信:利用距地面高度為36000km的同步人造地球衛(wèi)星作為微波通信接力站,一上一下可跨越通信距離上萬公里,這種通信方式叫衛(wèi)星通信。衛(wèi)星通信目前開放的業(yè)務(wù)有:電報(bào)、電話、數(shù)據(jù)、會(huì)議電視、電子郵箱等。目前有些大型發(fā)電廠采用GPS(全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)校正時(shí)鐘,就是利用了衛(wèi)星通信方式。光纖通信:利用光波作為傳輸媒介,借助于光導(dǎo)

5、纖維進(jìn)行通信的方式叫光纖通信。光纖主要是用玻璃預(yù)制棒拉絲成纖維,它包含纖芯和包層,是圓柱形。纖芯直徑約575m左右,包層有一定厚度,它的外徑約100150m,最外面是塑料,作保護(hù)用。光波局限在纖芯與包層的界面以內(nèi)向前傳播,故光纖屬于光波導(dǎo)。一根光纖就是一個(gè)波導(dǎo),多根光纖組成光纜。光纖通信具有通信容量大、通信質(zhì)量高、抗電磁干擾、抗核輻射、抗化學(xué)侵蝕、重量輕、節(jié)省有色金屬等一系列優(yōu)點(diǎn)。2、我公司通信子系統(tǒng)本發(fā)電廠由山西省調(diào)調(diào)度管理,并接受省調(diào)下發(fā)的自動(dòng)發(fā)電控制(AGC、自動(dòng)電壓控制(AVC及機(jī)組運(yùn)行方式的命令,遠(yuǎn)動(dòng)信息送山西省調(diào)、山西省備調(diào)和呂梁地調(diào)在送出工程中,沿電廠至孝義220kV變新建的同塔

6、雙回220kV線路架設(shè)兩條24芯OPGW光纜,光纜線路長度約2×11公里,在孝義變接入省主干光纖網(wǎng)系統(tǒng),作為電廠至系統(tǒng)的主用通信通道。建成后,本電廠從孝義220kV變接入已建的主干光纖網(wǎng)至呂梁地調(diào)和山西省調(diào),作為本電廠至系統(tǒng)的主、備用傳輸通道,同時(shí)為220kV線路提供光纖保護(hù)主、備用通道。本工程在220KV線路上新建的OPGW光纜如下圖。 二、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)1、RTURTU是REMOTE TERMINAL UNIT的簡稱,既遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)終端,用于監(jiān)視、控制與數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用。具有遙測、遙信、遙調(diào)、遙控功能。RTU(Remote Terminal Unit是一種遠(yuǎn)端測控單元裝置,負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場信號(hào)、工

7、業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。與常用的可編程控制器PLC相比,RTU通常要具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲(chǔ)容量,適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境,提供更多的計(jì)算功能。正是由于RTU完善的功能,使得RTU產(chǎn)品在SCADA系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的電子設(shè)備,用來監(jiān)視和測量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備。RTU將測得的狀態(tài)或信號(hào)轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。它還將從中央計(jì)算機(jī)發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的功能控制。監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集是一個(gè)含義較廣的術(shù)語,應(yīng)用于可對(duì)安裝在遠(yuǎn)距離場地的設(shè)備進(jìn)行中央控制和監(jiān)視的系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)滿足各種應(yīng)用(水、電、氣、報(bào)警、通信、

8、保安等等,并滿足顧客要求的設(shè)計(jì)指標(biāo)和操作概念。SCADA系統(tǒng)可以簡單到只需通過一對(duì)導(dǎo)線連在遠(yuǎn)端的一個(gè)開關(guān),也可復(fù)雜到一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它由許多無線遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU組成并與安裝在中控室的功能強(qiáng)大的微機(jī)通信。SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端設(shè)備可以用各種不同的硬件和軟件來實(shí)現(xiàn)。這取決于被控現(xiàn)場的性質(zhì)、系統(tǒng)的復(fù)雜性、對(duì)數(shù)據(jù)通信的要求、實(shí)時(shí)報(bào)警報(bào)告、模擬信號(hào)測量精度、狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備的調(diào)節(jié)控制和開關(guān)控制。變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,它的安全可靠運(yùn)行是電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本保證。當(dāng)前變電站正以分項(xiàng)自動(dòng)化向著綜合自動(dòng)化方向發(fā)展,綜合自動(dòng)化的近期目標(biāo)是把變電站的保護(hù)、測量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)等融為一體,取得數(shù)據(jù)共享

9、,資源共享,大幅度提高自動(dòng)化的功效。對(duì)于電力系統(tǒng),為了進(jìn)行現(xiàn)代化管理,往往實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化,雖然省、地、縣各級(jí)調(diào)度有不同的職能和責(zé)任,但其組成基本相同,一般是由主站和遠(yuǎn)動(dòng)終端(RTU組成。遠(yuǎn)動(dòng)終端就是電網(wǎng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)中安裝在發(fā)電廠或變電站的一種遠(yuǎn)動(dòng)裝置,它負(fù)責(zé)采集所在發(fā)電廠或變電站電力運(yùn)行狀態(tài)的模擬量和狀態(tài)量,監(jiān)視并向調(diào)度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量,執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)往所在發(fā)電廠或變電站的控制和調(diào)度命令。2、主要功能1采集狀態(tài)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,帶有光電隔離,遙信變位優(yōu)先傳送;2采集數(shù)據(jù)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,帶有光電隔離;3直接采集系統(tǒng)工頻電量,實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、有功、無功的測量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,可計(jì)算正反

10、向電度;4采集脈沖電度量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,帶有光電隔離;5接收并執(zhí)行遙控及返校;6程序自恢復(fù);7設(shè)備自診斷(故障診斷到插件級(jí);8設(shè)備自調(diào);9通道監(jiān)視;10接收并執(zhí)行遙調(diào);11接收并執(zhí)行校時(shí)命令(包括GPS對(duì)時(shí)功能選配;12與兩個(gè)及兩個(gè)以上的主站通訊;13采集事件順序記錄并向遠(yuǎn)方發(fā)送;14提供多個(gè)數(shù)字接口及多個(gè)模擬接口;15可對(duì)每個(gè)接口特性進(jìn)行遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)卦O(shè)置;16提供若干種通信規(guī)約,每個(gè)接口可以根據(jù)遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)卦O(shè)置傳輸不同規(guī)約的數(shù)據(jù);17接受遠(yuǎn)方命令,選擇發(fā)送各類信息;18可轉(zhuǎn)發(fā)多個(gè)子站遠(yuǎn)動(dòng)信息;19當(dāng)?shù)仫@示功能,當(dāng)?shù)亟涌谟懈綦x器;20支持與擴(kuò)頻、微波、衛(wèi)星、載波等設(shè)備的通訊;21選配及多規(guī)約同時(shí)運(yùn)行

11、,如DL451-91CDT規(guī)約,同進(jìn)應(yīng)支持POLLING規(guī)約和其他國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約(如DNP3.0、SC1801、101規(guī)約;22可通過電信網(wǎng)和電力系統(tǒng)通道進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置。3、遠(yuǎn)動(dòng)信息發(fā)電廠的遠(yuǎn)動(dòng)信息依據(jù)(DL5003-2005電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程并結(jié)合調(diào)度運(yùn)行需要確定如下:發(fā)電廠總有功功率、總無功功率;發(fā)電機(jī)有功功率、無功功率、電壓;發(fā)電機(jī)定子電流和轉(zhuǎn)子電流;高壓廠用變壓器高壓側(cè)有功功率、無功功率、電流;起動(dòng)/備用變壓器高壓側(cè)有功功率、無功功率、電流;主變壓器高壓側(cè)有功功率、無功功率、電流;220kV線路有功功率、無功功率、電流;220kV母線電壓、母聯(lián)電流、母線頻率;事故總信號(hào);斷路器

12、合閘、跳閘位置信號(hào)及隔離開關(guān)位置信號(hào);自動(dòng)發(fā)電控制(AGC和自動(dòng)電壓控制(AVC交換信息。4、發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)方案及設(shè)備配置本發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)信息采集、處理以及自動(dòng)發(fā)電控制AGC等功能由電廠網(wǎng)控計(jì)算機(jī)監(jiān)控(NCS系統(tǒng)完成。NCS除采集電廠升壓站信息外,發(fā)電機(jī)出口、廠用變高壓側(cè)等處也應(yīng)配置測控單元,滿足遠(yuǎn)動(dòng)信息直采要求,并通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備與調(diào)度端信息交換。另外NCS還需具備控制輸出模塊,完成AGC功能。根據(jù)運(yùn)行要求,電廠設(shè)置網(wǎng)絡(luò)型AVC裝置一套,完成自動(dòng)電壓控制等任務(wù)。NCS(含RTU、AGC功能和AVC裝置分別通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與調(diào)度端信息交換。遠(yuǎn)動(dòng)AVC裝置組柜1面,布置在集控。設(shè)備電源由電氣

13、專業(yè)設(shè)置的專用不停電電源(UPS和直流電源提供。三、自動(dòng)電壓控制(AVC子站系統(tǒng)1、概述:電力系統(tǒng)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)(AVC是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的有機(jī)組成部分,通過AVC對(duì)發(fā)電機(jī)無功出力進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)控,對(duì)變電站無功補(bǔ)償設(shè)備及主變分接頭進(jìn)行適時(shí)調(diào)整,有效地控制區(qū)域電網(wǎng)無功的合理流動(dòng),優(yōu)化電網(wǎng)內(nèi)無功潮流的分布,改善電網(wǎng)整體的供電水平,是提高電壓質(zhì)量,減少網(wǎng)損的重要手段。電網(wǎng)AVC系統(tǒng)包括裝設(shè)于省調(diào)或地調(diào)的AVC主站,裝設(shè)于發(fā)電廠或變電站的AVC子站兩個(gè)部分。AVC主站根據(jù)最優(yōu)潮流(OPF對(duì)整個(gè)電壓控制區(qū)域進(jìn)行軟分區(qū),并計(jì)算各個(gè)關(guān)鍵分區(qū)接點(diǎn)或樞紐點(diǎn)的電壓目標(biāo),通過RTU下發(fā)到子站,子站上位機(jī)接收主站控制

14、信息并分解到各個(gè)執(zhí)行下位機(jī),下位機(jī)將經(jīng)過安全限制的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR控制量控制勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR的輸出,同時(shí)下位機(jī)將測量的機(jī)端電壓,電流及勵(lì)磁電流通過上位機(jī)同時(shí)將節(jié)點(diǎn)電壓及有功無功發(fā)送到主站,完成整個(gè)閉環(huán)控制過程。電廠AVC自動(dòng)調(diào)控裝置是電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的子系統(tǒng),它既能配合電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的電網(wǎng)電壓無功綜合優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的無功優(yōu)化,顯著減少線損,提高電能質(zhì)量,又能實(shí)施電廠的獨(dú)立控制,以達(dá)到廠內(nèi)降損節(jié)能,優(yōu)化無功出力和改善母線電壓水平。通過協(xié)調(diào)控制每臺(tái)發(fā)電機(jī)的無功進(jìn)相,電廠AVC裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓母線電壓的控制,降低對(duì)網(wǎng)內(nèi)無功補(bǔ)償設(shè)備的要求。2、裝置主要功能(一電壓-無功控制1.根據(jù)電網(wǎng)

15、AVC系統(tǒng)或區(qū)域無功系統(tǒng)的不同要求,可以實(shí)現(xiàn)電壓/無功的當(dāng)?shù)亍⑦b調(diào)和人工優(yōu)化三種控制模式控制。在通訊故障情況下,裝置根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯,實(shí)現(xiàn)三種控制模式的無縫切換。2.根據(jù)發(fā)電機(jī)組不同情況,可按平均、比例和等功率因數(shù)方式為參與調(diào)節(jié)的不同機(jī)組分配無功目標(biāo)。3.按照控制的約束目標(biāo),可以選擇設(shè)定為電壓目標(biāo)或無功目標(biāo)。4.采用就地/遠(yuǎn)方旋鈕控制AVC裝置的控制邏輯,如果就地/遠(yuǎn)方旋鈕在遠(yuǎn)方位置,主站端可以自由切換子站的控制模式,在遙調(diào)模式下,如果子站在和主站通訊中斷,子站自動(dòng)從遙調(diào)轉(zhuǎn)化為當(dāng)?shù)啬Ｊ?按照設(shè)定曲線或歷史曲線運(yùn)行,也可接受運(yùn)行人員干預(yù),按照人工優(yōu)化的設(shè)定目標(biāo)運(yùn)行。5.采用投/停旋鈕控制AVC裝置

16、下位機(jī)的投入和退出,配合本下位機(jī)軟件的AVC控制投入/退出功能,當(dāng)且僅當(dāng)旋鈕和軟件都在投入位置時(shí)本下位機(jī)控制功能投入。6.模糊控制。AVC裝置采用模糊控制技術(shù),適當(dāng)把握控制精度和控制頻度。設(shè)置電壓無功控制死區(qū),可通過人機(jī)接口(HMI調(diào)節(jié)。7.投/退切換功能。在AVC下位機(jī)裝置側(cè)設(shè)置投/退旋鈕,控制裝置對(duì)AVR輸出的投/退。主站或上位機(jī)在人機(jī)接口(HMI上設(shè)定投/停下位機(jī)的勵(lì)磁電壓控制輸出,運(yùn)行值班人員操作投/退扳手啟動(dòng)/斷開AVC 下位機(jī)和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR或DCS的連接。(二安全控制1.裝置自動(dòng)根據(jù)各個(gè)上下限制,在滿足機(jī)組安全運(yùn)行條件下,對(duì)電壓/無功進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.自動(dòng)停機(jī)檢測:AVC裝置下位

17、機(jī)可自動(dòng)偵測機(jī)組是否停機(jī),并把相應(yīng)信息反饋給上位機(jī),使上位機(jī)能夠及時(shí)自動(dòng)修改或調(diào)整無功的調(diào)整分配方案。3.在如下條件下,裝置自動(dòng)閉鎖:(1當(dāng)AVC裝置異常時(shí),控制器自動(dòng)閉鎖輸出。裝置本體異常/采樣回路異常。(2當(dāng)母線保護(hù)或機(jī)組保護(hù)動(dòng)作時(shí),閉鎖輸出。(3AVR異常時(shí),閉鎖本下位機(jī)輸出。(4DCS禁止時(shí),閉鎖本下位機(jī)輸出。(5發(fā)電機(jī)出口開關(guān)未合上時(shí),閉鎖本下位機(jī)輸出。(6在子站和RTU通訊中斷時(shí),閉鎖整個(gè)子站的AVC裝置輸出;在上位機(jī)和下位機(jī)通訊中斷時(shí),閉鎖整個(gè)子站的AVC裝置輸出。(7勵(lì)磁系統(tǒng)非自動(dòng)方式或勵(lì)磁系統(tǒng)故障時(shí),閉鎖輸出。(8在系統(tǒng)故障或振蕩時(shí),停止控制輸出。(9在控制超時(shí)或控制速率超過

18、時(shí),自動(dòng)采取措施。4.報(bào)警:當(dāng)測量數(shù)據(jù)超限時(shí),顯示數(shù)據(jù)變色報(bào)警,并輔之聲響提示。5.雙上位機(jī)冗余配置:子站可以配置為雙上位機(jī)系統(tǒng),正常情況下,備用上位機(jī)處于偵聽狀態(tài),接收來自主上位機(jī)的廣播數(shù)據(jù)和從機(jī)的測量數(shù)據(jù),當(dāng)主上位機(jī)故障退出時(shí),從上位機(jī)接替主上位機(jī)功能,直至主上位機(jī)恢復(fù)。(三測量與顯示1.裝置測量:全廠的有功總加、無功總加、母線電壓、功率因數(shù)、廠用電電壓;每臺(tái)機(jī)組的有功、無功、功率因數(shù)、功角、轉(zhuǎn)子電流、定子電流、機(jī)端電壓;6kV廠用電電壓等。2.曲線顯示:顯示機(jī)組勵(lì)磁電壓、電流歷史調(diào)節(jié)曲線、目標(biāo)曲線;母線電壓歷史調(diào)節(jié)曲線、目標(biāo)曲線。3.狀態(tài)顯示:顯示主站、下位機(jī)通訊狀況。4.上位機(jī)顯示控制

19、模式,控制原則,約束目標(biāo),控制狀態(tài)。5.配置顯示:顯示與主站通訊速率,下位機(jī)的配置圖。6.參數(shù)顯示:顯示各機(jī)組的整定參數(shù)(變比、調(diào)節(jié)上下限。7.輸入開關(guān)量信息:機(jī)組啟/停,裝置投/退,DCS或AVR狀態(tài)。8.其它顯示內(nèi)容:系統(tǒng)時(shí)鐘、告警信號(hào)、程序升級(jí)提示、軟件版本提示。(四統(tǒng)計(jì)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)1.母線電壓質(zhì)量按日、月、年統(tǒng)計(jì),包括電壓合格率、超上限率、超下限率、超限時(shí)間等。2.告警及動(dòng)作日志記錄:裝置自動(dòng)記錄系統(tǒng)的調(diào)節(jié)日志和操作日志并形成文件以備分析和查詢。3.U、I、P、Q、F數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。3.裝置原理簡介發(fā)電機(jī)無功出力與機(jī)端電壓受其勵(lì)磁電流的影響,當(dāng)勵(lì)磁電流發(fā)生改變時(shí),發(fā)電機(jī)的無功出力與機(jī)端電壓也隨

20、之增減。勵(lì)磁電流的改變則是通過調(diào)整勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的給定值來實(shí)現(xiàn)的。省調(diào)度中心AVC主站每隔一段時(shí)間(根據(jù)實(shí)際要求對(duì)網(wǎng)內(nèi)具備條件的發(fā)電機(jī)組下發(fā)一個(gè)無功目標(biāo)指令,子站上位機(jī)接受主站的無功指令,經(jīng)過綜合運(yùn)算處理后,將數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至AVC裝置下位機(jī)。AVC上位機(jī)經(jīng)過計(jì)算,并綜合考慮系統(tǒng)及設(shè)備故障以及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR各種限制、閉鎖條件后,給出當(dāng)前運(yùn)行方式下,在發(fā)電機(jī)能力范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)方案,然后向勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(也可通過DCS發(fā)出控制信號(hào),通過增減勵(lì)磁調(diào)節(jié)器給定值來改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功出力,使其維持在省調(diào)下達(dá)的無功指令附近。上位機(jī)控制流程圖: 4、AVC系統(tǒng)的投退及運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)(

21、一AVC系統(tǒng)投退1.AVC系統(tǒng)的投入AVC系統(tǒng)的投入順序是首先投入上位機(jī),從后臺(tái)PC觀察系統(tǒng)沒有出現(xiàn)異常后逐臺(tái)投入具備條件的下位機(jī)。(1上位機(jī)投入:1確認(rèn)投入時(shí)系統(tǒng)沒有劇烈的電壓波動(dòng)或大的電網(wǎng)故障過渡階段2確認(rèn)AVC系統(tǒng)與RTU通訊正常,AVC可以接收RTU測量數(shù)據(jù),RTU可以接收AVC的定值數(shù)據(jù)。3確認(rèn)所有AVC下位機(jī)增減磁出口壓板在退出位置。確認(rèn)所有下位機(jī)投入/退出旋鈕置于退出位置。4根據(jù)調(diào)度要求將就地/遠(yuǎn)方、全廠/單機(jī)旋鈕置于正確位置。5將AVC上位機(jī)投入/退出旋鈕置于投入位置。(2下位機(jī)投入:1確認(rèn)本機(jī)組沒有處在電網(wǎng)故障的暫態(tài)過渡階段,機(jī)端電壓變化平穩(wěn)。2將下位機(jī)的投入/退出旋鈕置于投

22、入位置。3DCS邏輯操作,允許AVC對(duì)AVR的控制。4從上位機(jī)觀察本機(jī)狀態(tài),沒有出現(xiàn)連續(xù)的增減磁脈沖調(diào)節(jié)。5投入下位機(jī)裝置面板的增、減磁出口功能壓板。2.AVC系統(tǒng)的退出(1將AVC上位機(jī)投入/退出旋鈕置于退出位置?？赏Ｖ笰VC系統(tǒng)的調(diào)節(jié),此時(shí),本廠所有機(jī)組的AVC功能退出。(2將某下位的投入/退出旋鈕置于退出位置可以停止本機(jī)組的AVC功能。同時(shí)斷開本下位機(jī)的增減磁出口壓板。(二注意事項(xiàng)1.機(jī)組并網(wǎng)后,負(fù)荷到40%以上時(shí),如裝置無異常告警,運(yùn)行人員應(yīng)把相應(yīng)機(jī)組AVC執(zhí)行終端投退開關(guān)置于投入位置并把裝置面板的增、減磁出口功能壓板投入,并按調(diào)度要求及時(shí)投入AVC運(yùn)行;2.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)如下情況時(shí),裝置

23、相應(yīng)閉鎖。(1當(dāng)有功功率越限時(shí),閉鎖增減磁調(diào)節(jié);(2當(dāng)機(jī)端電流越限、雙量測異常時(shí),閉鎖增減磁調(diào)節(jié);(3當(dāng)無功功率、機(jī)端電壓、廠用電電壓越上限時(shí),閉鎖增磁調(diào)節(jié);當(dāng)無功功率、機(jī)端電壓、廠用電電壓越下限時(shí),閉鎖減磁調(diào)節(jié)。(4當(dāng)母線電壓越上限時(shí),閉鎖母線所有機(jī)組的增磁調(diào)節(jié);當(dāng)母線電壓越下限時(shí),閉鎖母線所有機(jī)組的減磁調(diào)節(jié)。如只出現(xiàn)增磁閉鎖或減磁閉鎖信號(hào)表示機(jī)組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)越AVC系統(tǒng)參數(shù)限制值,屬于正常情況。如同時(shí)出現(xiàn)增減閉鎖信號(hào),表示系統(tǒng)異常機(jī)組已經(jīng)不可控,機(jī)組AVC功能應(yīng)自動(dòng)退出。3.運(yùn)行人員如發(fā)現(xiàn)AVC調(diào)節(jié)行為異常,如持續(xù)大幅度增磁或減磁,導(dǎo)致機(jī)組無功持續(xù)增加或下降,應(yīng)立即退出本機(jī)組AVC運(yùn)行,退出對(duì)

24、應(yīng)機(jī)組AVC裝置面板的增、減磁出口壓板。緊急情況下,直接退出AVC 系統(tǒng)運(yùn)行。4.運(yùn)行人員應(yīng)監(jiān)視無功運(yùn)行范圍;發(fā)現(xiàn)超限立即手動(dòng)切除裝置。5.在DCS畫面上操作AVC投入、退出時(shí),每一步操作應(yīng)間隔半分鐘。6.如在NCS監(jiān)視畫面上出現(xiàn)“AVC投入“消除信號(hào),網(wǎng)控人員應(yīng)判斷本廠AVC退出運(yùn)行,此時(shí)應(yīng)由網(wǎng)控人員根據(jù)電壓曲線通知各機(jī)組調(diào)整無功。7.當(dāng)機(jī)組啟機(jī)并網(wǎng)后,負(fù)荷在40%以下時(shí),運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)機(jī)組實(shí)際情況調(diào)整無功,保證機(jī)組無功不超上下限,投入AVC后,不再調(diào)整無功。8.當(dāng)機(jī)組停機(jī)時(shí),解列前應(yīng)先降低機(jī)組無功到較小值,防止對(duì)其他投入AVC機(jī)組產(chǎn)生影響。9.當(dāng)線路發(fā)生接地或重合閘動(dòng)作等情況使母線電壓波動(dòng)

25、大時(shí),機(jī)組AVC可能退出,當(dāng)故障消除,母線電壓穩(wěn)定后,按調(diào)度要求投入AVC。整個(gè)AVC系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng),正常情況下,運(yùn)行人員不需要干預(yù)。當(dāng)AVC系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),AVC裝置自動(dòng)跟蹤調(diào)度下發(fā)的母線電壓或機(jī)組無功目標(biāo)值,自動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)情況調(diào)整和分配無功負(fù)荷,或閉鎖不具備調(diào)節(jié)條件的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié),并將AVC系統(tǒng)情況送到NCS網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)行人員應(yīng)做好裝置的日常巡視工作。運(yùn)行人員可以通過NCS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視AVC系統(tǒng)的運(yùn)行狀況(包括AVC系統(tǒng)投退情況、調(diào)節(jié)情況、某臺(tái)機(jī)組的調(diào)節(jié)情況等。緊急情況下,直接操作退出扳手,退出AVC子站系統(tǒng)或某臺(tái)機(jī)組AVC功能。以保證人員、設(shè)備安全。裝置應(yīng)做好定期維護(hù)工作,下位機(jī)裝置每隔2

26、年應(yīng)在機(jī)組停電檢修期間傳動(dòng)與DCS/AVR接口,上位機(jī)按照電網(wǎng)AVC要求進(jìn)行維護(hù)工作。四、網(wǎng)絡(luò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(NCS電廠微機(jī)元件保護(hù)、微機(jī)線路保護(hù)、微機(jī)控制與測量裝置已普遍采用,且這些裝置大都配有通訊接口,其通訊功能也愈趨增強(qiáng),這樣采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控變成了一種必然趨勢,所以自1998年12月國電公司出臺(tái)“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”(征求意見稿起,國內(nèi)許多電廠已實(shí)施了網(wǎng)控(升壓站自動(dòng)化控制。升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)(NCS作為全廠控制系統(tǒng)的一個(gè)子站,與DCS 等其它系統(tǒng)一起構(gòu)成完整的電廠自動(dòng)化系統(tǒng),形成對(duì)全廠的生產(chǎn)管理與發(fā)電控制。隨著DCS等系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高,NCS還應(yīng)實(shí)現(xiàn)A

27、GC、AVC的功能,從而能使全廠的自動(dòng)化水平上升到一個(gè)新的臺(tái)階。10.3.1NCS系統(tǒng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式、分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主機(jī)采用冗余配置,雙機(jī)互為熱備用。主網(wǎng)采用雙光纖以太網(wǎng),冗余配置。系統(tǒng)設(shè)中央層和間隔層,不設(shè)前置層。間隔層計(jì)算機(jī)通過冗余的通訊光纜直接與中央層進(jìn)行信息交換。中央層設(shè)備按最終規(guī)模配置,間隔層設(shè)備按本期規(guī)模配置。 a中央層中央層主要包括2套主計(jì)算機(jī)/操作員站、1套工程師工作站、2套數(shù)據(jù)處理及通信裝置、1套“五防”閉鎖工作站、1套遠(yuǎn)動(dòng)通信工作站、打印機(jī)、GPS對(duì)時(shí)接口、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。主計(jì)算機(jī)/操作員站作為運(yùn)行人員與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)接口,完成實(shí)時(shí)的監(jiān)視與控制,并管理全

28、升壓站的運(yùn)行自動(dòng)化。工程師工作站作為整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)視維護(hù)的人機(jī)接口,完成對(duì)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫的在線維護(hù)和修改,兼有培訓(xùn)仿真、遠(yuǎn)方診斷功能。數(shù)據(jù)處理及通信裝置完成與全廠SIS信息網(wǎng)的通訊,建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。“五防”閉鎖工作站可實(shí)現(xiàn)升壓站系統(tǒng)的五防閉鎖要求。本廠網(wǎng)絡(luò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(NCS配置有1套“五防”閉鎖工作站,以實(shí)現(xiàn)220kV升壓站系統(tǒng)的“五防”閉鎖要求?！拔宸馈遍]鎖工作站系統(tǒng)由“五防”主機(jī)、遙控閉鎖控制器、遙控閉鎖繼電器、電腦鑰匙、電編碼鎖、帶電顯示閉鎖裝置等設(shè)備組成。為了防止誤操作,GIS配電裝置設(shè)備之間的操作閉鎖與聯(lián)鎖由GIS的防止誤操作的聯(lián)鎖回路來實(shí)現(xiàn)(即由硬接線來閉鎖。220kV升壓

29、站所有電氣設(shè)備操作都建立閉鎖條件,包括電氣、機(jī)械,并可對(duì)匯控柜就地或網(wǎng)絡(luò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(NCS遠(yuǎn)方的操作實(shí)現(xiàn)閉鎖。遠(yuǎn)動(dòng)通信工作站采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理通信終端,設(shè)備考慮雙機(jī)熱備用,并具備主、備自動(dòng)無擾切換功能。每套設(shè)備均可獨(dú)立的從NCS系統(tǒng)通信網(wǎng)獲取信息,通過其通信接口與各級(jí)調(diào)度通信。b網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括集線器,網(wǎng)絡(luò)接口裝置及通信電纜等。c間隔層設(shè)備間隔層設(shè)備包括智能測控裝置等。間隔層負(fù)責(zé)各間隔設(shè)備,如220kV線路、斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、母線等就地監(jiān)控。在間隔層,數(shù)據(jù)采集、控制、監(jiān)視、同期以及斷路器、隔離開關(guān)和接地刀閘之間防誤操作閉鎖等功能均由間隔計(jì)算機(jī)在間隔層設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)。間隔計(jì)算機(jī)應(yīng)相互

30、獨(dú)立,且中央層的任何故障不影響間隔層的運(yùn)行。在間隔層就地監(jiān)控站設(shè)置全部220kV斷路器合、跳閘按鈕。10.3.2NCS系統(tǒng)功能a控制功能包括220KV線路、母聯(lián)、高備變高壓側(cè)斷路器、隔離開關(guān)及接地刀閘的控制及操作閉鎖。b數(shù)據(jù)采集l模擬量的數(shù)據(jù)采集包括220kV線路的三相電流、單相電壓、有功功率、無功功率、電壓及頻率、220kV母線電壓及頻率、發(fā)變組及高備變高壓側(cè)的電流和功率。各單元的發(fā)變組及高備變的保護(hù)信息經(jīng)事故信息處理柜送到NCS系統(tǒng)。2開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集包括220kV斷路器、隔離開關(guān)及接地刀閘的位置信號(hào),繼電保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置的動(dòng)作及報(bào)警信號(hào)等。3脈沖量的數(shù)據(jù)采集包括220kV線路有功電

31、度和無功電度的脈沖量。c報(bào)警及顯示功能l報(bào)警對(duì)模擬量進(jìn)行巡回檢測及數(shù)據(jù)處理,當(dāng)任一模擬量越限時(shí)發(fā)出音響信號(hào)并在CRT上顯示有關(guān)畫面。定期掃查開關(guān)量信號(hào),當(dāng)開關(guān)量變位時(shí)在相應(yīng)的畫面上反映其變位信號(hào),如屬于事故變位時(shí),發(fā)出音響信號(hào)并在CRT上顯示有關(guān)畫面,同時(shí)提示運(yùn)行人員如何處理,與此同時(shí)進(jìn)行事故的順序記錄。2顯示正常時(shí)顯示升壓站系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息,通過鍵盤可調(diào)出各種畫面供運(yùn)行人員隨時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài),并可打印出各種運(yùn)行參數(shù)及報(bào)表。事故時(shí)可實(shí)時(shí)顯示事故畫面及事故狀態(tài)信息,發(fā)出音響報(bào)警信號(hào),進(jìn)行事故的順序記錄及追憶記錄等,并可調(diào)用事故處理專家指導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行事故處理指導(dǎo)。3計(jì)算功能包括電度脈沖量的分時(shí)累

32、加計(jì)算及設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算等。4系統(tǒng)實(shí)時(shí)自診斷功能對(duì)主機(jī)及過程通道進(jìn)行自診斷,以便隨時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。d中央層能與SIS網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。e根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)專業(yè)提出的要求,遠(yuǎn)動(dòng)AGC功能、發(fā)電機(jī)及高廠變電流、電壓采集由NCS完成。每臺(tái)機(jī)設(shè)置一面AGC及機(jī)組測控柜,完成遠(yuǎn)動(dòng)AGC功能、發(fā)電機(jī)及高廠變電流、電壓采集,該柜通過通信接口與NCS進(jìn)行信息交換,并由NCS通過其遠(yuǎn)動(dòng)通信工作站通信接口實(shí)現(xiàn)與各級(jí)調(diào)度通信。同時(shí),該柜通過與機(jī)組DCS的硬接線接口,完成與遠(yuǎn)動(dòng)AGC有關(guān)的信息交換。AGC及機(jī)組測控柜布置于主廠房機(jī)組電氣電子設(shè)備間內(nèi)。五、關(guān)口電能計(jì)量設(shè)備發(fā)電廠設(shè)置關(guān)口電能計(jì)量設(shè)備一套,包括關(guān)口電度表、電表采集裝

33、置等。本發(fā)電廠關(guān)口電能表裝設(shè)點(diǎn)為:220kV線路(雙表、高壓起動(dòng)/備用變高壓側(cè)(雙表、主變高壓側(cè)(雙表、發(fā)電機(jī)出口(單表。表計(jì)精度均為0.2S級(jí)。本期配置關(guān)口表12塊、電表采集裝置1套,組柜3面。其中一面布置在集控,二面布置在網(wǎng)絡(luò)繼電器室。關(guān)口電量通過電表采集裝置經(jīng)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備,采用網(wǎng)絡(luò)方式向山西省公司計(jì)費(fèi)主站傳送。另外,電表采集裝置與監(jiān)控系統(tǒng)通信,在NCS完成關(guān)口電量信息的當(dāng)?shù)仫@示、打印、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等功能。六、相量測量裝置(PMU為了適應(yīng)復(fù)雜多變的潮流,防止重特大電網(wǎng)事故的發(fā)生,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)用戶的優(yōu)質(zhì)可靠供電,進(jìn)一步加強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)度中心對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定監(jiān)測和分析能力,本發(fā)電廠配置相量測量裝置(PMU一套,包括:相量測量單元、數(shù)據(jù)集中處理單元、輔助設(shè)備、人機(jī)維護(hù)單元(顯示器、鍵盤等等。將廠內(nèi)線路及發(fā)電機(jī)出口等動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至山西省調(diào)。系統(tǒng)測量量應(yīng)包括:線路三相電壓、三相電流;機(jī)端三相電壓、三相電流;機(jī)組轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、鑒相脈沖等,滿足電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行要求。七、優(yōu)化調(diào)度分站系統(tǒng)、AGC一、經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)1、概述經(jīng)濟(jì)調(diào)度是運(yùn)用科學(xué)的調(diào)度手段使電網(wǎng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。電廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制系統(tǒng),主要是由電廠的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與中調(diào)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通過聯(lián)網(wǎng)組成,具體實(shí)施過程是由中心調(diào)度所利用廠站端的遠(yuǎn)動(dòng)裝置RTU,收集實(shí)發(fā)功率等一些運(yùn)行信息,并從經(jīng)濟(jì)