电力水利]计算机监控系统技术规范书

电力水利]计算机监控系统技术规范书内容摘要：

计算机综合自动化系统技术规范书 18 （ 4）系统配置和设备选型适应计算机发展迅速的特点，具有先进性和向上兼容性；软件采用模块化、结构化设计，保证系统的可扩性，满足功能增加及规模扩充的需要。 （ 5）全分布开放式系统，既便于功能和硬件的扩充，又能充分保护用户的投资。 分布式数据库及软件模块化、结构化的设计，使系统能适应功能的增加和规模的扩充。 （ 6）实时性好，抗干扰能力强，适应现场环境。 （ 7）人机接口功能强，操作方便，适应电厂运行人员操作习惯。 （ 8）电厂计算机系统和电站今后的计算机系统及上级调度之间进行通讯，实现遥信、遥测、遥 调功能。 监控对象 （ 1） 发电机组及相关励磁、调速器、水机、进水口闸门等辅助量； （ 2） 主变 压器； （ 3） 厂 用变压器； （ 4） 35kV 线路 ； （ 5） 全厂公用设备。 任务与功能 一般要求 计算机监控系统应迅速、准确、有效地完成对本电站被控对象的安全监视和控制。 电站控制层应能实现数据采集和处理，实时控制和调节，安全运行监视，屏幕显示，事故处理指导和恢复操作指导，数据通信，键盘操作，电站设备运行维护管理，系统诊断，软件开发及培训等功能。 现地控制层要求实现的数据采集及处理，安全运行 监视，实时控制和调节，事件顺序检测，数据通信，系统自诊断等主要功能。 计算机综合自动化系统技术规范书 19 电站按以下二种运行方式运行 （ 1） 电站远方自动方式：在正常情况下，电站由中控室操作员工作站的人 —机接口设备控制，由电站控制层计算机按预先给定的条件通过机组LCU 向机组调速器及励磁调节系统操作柜发出指令通过执行机构实现机组自动控制和调节。 通过开关站及公用设备 LCU 实现对主变、 35kV 设备和公用设备的自动控制和调节。 （ 2） 现地自动 /手动方式：运行人员通过现地 LCU 的触摸屏或面板操作开关实现对电站主设备的分散控制、调节。 同期系统 电站按每台 机组分别装设一套作为正常同期的微机自动准同期装置。 电站计算机监控系统应设置必要的硬件和软件使运行人员能在各控制层之间，计算机控制与常规控制之间选定对电站设备的控制权，对无控制权的控制设备进行闭锁。 电站控制层功能 电站控制层设备设在中央控制室，电站控制层负责协调和管理各现地控制单元的工作、收集有关信息并作相应处理和存储。 可以在操作员工作站（控制台）上通过人机接口对数据库和画面在线修改、进行人工设定、设置监控状态、修改限值等功能，并可下装至 LCU。 （ 1） 数据采集和处理 系统通过计算机网络，从各 现地控制单元采集机组、进水阀、主变、 35kV线路、 线路、厂用和公用设备等设备的运行参数和状态，进行必要的比较、处理和更新实时数据库及历史数据库。 （ 2） 安全运行监视 安全运行监视应包括全厂运行实时监视及参数在线修改、状态监视、越限检查、过程监视、趋势分析和监控系统异常监视。 计算机综合自动化系统技术规范书 20 （ 3） 控制和调节 1） 监控系统根据预定的原则及运行人员实时输入的命令进行机组正常开机、停机及自动并网、运行工况转换，断路器跳合，隔离开关分合等操作。 同时监控系统可由运行人员或远方调度的给定值或增减命令进行机组出力的手动或自动调 节，能实现功率闭环调节。 2） 经济运行（ EDC） 功能 及自动发电控制（ AGC） 功能 和自动电压控制（ AVC）功能。 经济运行：根据给定 的 全厂总有功功率（或日负荷曲线）设定值，以全厂发电总耗水量最小为优化准则，计及各级约束条件，确定最佳的开机台数、开停机顺序以及机组间负荷的优化分配，进行机组的自动开停机控制与负荷调节。 自动发电控制 ： 应完成各台机组运行工况转换时的协调工作，确保电力系统和机组所受干扰最少。 如：机组手动 /自动运行时的无干扰切换。 机组成组 /单机运行时的无干扰切换，机组故障需转移负荷停机的自动处理及机组 事故停机的紧急处理等。 自动电压控制：按照电力系统要求，维持 110kV 母线电压实时定值，实现各台机组间无功功率按比例分配；进相运行时，在校验发电机静态稳定，定子端部发热程度及厂用电母线电压水平基础上，合理分配每台机组的无功功率，实现闭环控制。 该系统也可开环运行指导。 开环运行时只指出指导性的数据显示于 LCD 显示器上，供运行人员操作参考，闭环运行时，信号直接作用于机组励磁系统。 3） 运行人员操作台控制：中控室操作人员通过运行人员操作台上的人机接口，可进行机组工况转换控制，有功功率和无功功率调整，断路器、隔离开关 分、合操作，全厂公用设备的投退操作，报警手动复归，机组负荷调节，各轴承温度、变压器油温、定子线圈温度等限值的实时设定。 通过运 计算机综合自动化系统技术规范书 21 行人员操作台完成上述控制调节，监控系统应根据被控设备的工作条件，对整个过程提供安全保护措施和完善的闭锁。 有必要的硬件、软件保证处于某一控制级控制下其他控制级的命令无效。 但在机旁现场 LCU 的紧急停机操作、机械和电气保护及自动装置发出的停机操作命令具有最高的优先权，不因控制权的设置而被闭锁。 （ 4） 人机接口 电站值守人员通过显示器、键盘、打印机、报警装置等设备实现人机联系，对电站生产过程进 行安全监控、在线诊断以及对监控系统进行调试、参数设定、程序修改、技术开发和技术培训等。 1） 报警 当出现事故或故障时，显示器自动推出报警窗口，同时对事故或故障以不同频率音响报警。 2） 打印记录 定时与召唤打印记录：分别按时、日、月时间段和召唤要求，打印运行记录报表。 3） 屏幕显示 中央控制室操作员工作站的 LCD 显示器，作为实时操作和显示厂内主系统的运行状态，主设备的操作动态过程、事故和故障以及有关参数。 事故报警的画面具有最高的优先权（采用多窗口技术）。 显示的主要画面至少应有以下几类： 单线图类 主要包括电站 电气主接线图、厂用电系统接线图、直流系统接线图、继电保护配置图、水力机械系统图、油、气、水系统图等。 画面是动态的，并具有设备状态和运行状态参数的实时显示。 曲线类 计算机综合自动化系统技术规范书 22 包括给定负荷曲线、实际负荷曲线、电压曲线、频率曲线、趋势记录曲线以及各类模拟量变化曲线等。 棒图类 包括主要运行参数（各机组有功、无功，电站总有功、无功等）极限值与实际值、设定值与实时值对比及有关运行指标的显示等。 顺序流程图 包括机组开停机、工况转换及进水阀的启闭控制流程等显示。 报警画面类 包括模拟量的越限报警、复限提示以及有关参数的趋势报警 ，事故、故障顺序记录，相关量记录以及监控系统自诊断报警等。 操作指导画面类 包括正常操作和事故操作指导，如根据电站主设备运行状态，提出运行操作和调整的指导性意见画面，电站主设备异常或出现事故时，提出对策和操作的指导性意见画面，运行及生产管理方面的显示画面等。 表格类： 包括电站机组、配电装置和其他系统正常运行报表；操作记录统计表；事故、故障统计表，继电保护整定值表；被监视量的限值整定表等。 对于应显示的画面，在出现系统事故，故障和运行参数越限时，要求LCD 显示器自动调出画面或窗口显示，应按时序指示其发生时间 、设备名称、事件内容、设备允许运行参数和越限参数。 对于其它画面一般可采用召唤方式调出，调画面可直接由功能键或选择菜单方式实现。 在进行控制操作时，选择对象后，由系统自动推出所需要控制对象的画面。 在事故、故障以及运行参数越限确认 以 后，调看相应 的 画面，应采用改变颜色、符号或闪烁等方式来区别越限点或故障点。 屏幕显示器应具备 有 汉字功能。 计算机综合自动化系统技术规范书 23 （ 5） 电厂运行指导 1） 正常操作 操作顺序提示，应根据当前的运行状态判断设备是否允许操作并给出相应的标志，如操作是不允许的，则提示其闭锁原因并尽可能提出相应的处理办法。 2） 事故处 理 监控系统在设备出现故障征兆或发生事故时， 应 提出事故处理和恢复正常运行的指导性意见，对象包括水轮发电机组，计算机监控系统， 35kV 系统等。 （ 6） 系统通信 监控系统应与地区调度实现数据通信。 监控系统还应能与水情测报系统、电力系统安全自动装置、电量计费系统等之间实现数据通信，通信方式、通信规则及通信速率待与有关部门协调后确定。 监控系统设备间信息交换采用网络结构的数据高速公路。 （ 7） 监控系统时钟同步 监控系统具有时钟同步能力，使系统时钟与卫星时钟同步。 （ 8） 监控系统自诊断 监控系统应能进行在线和离线自检 计算机和外围设备的故障内容并指出故障模件位置，检测结果应打印记录。 可在线和离线诊断自检各种应用软件和基本软件故障，当程序死锁或失控时，能自动启动或发出冗余切换请求，并具备自恢复功能。 （ 9） 运行维护管理 电站监控系统应自动统计电站 内 主设备的运行小时数 、 主要操作、事故和故障次数，主要设备 的 运行参数或状态等数值， 并 建立历史数据库存档 以备查 用。 计算机综合自动化系统技术规范书 24 1） 操作记录 对电站主要设备发出的手动或自动操作命令，如机组开、停，断路器的分、合等操作均进行记录，并汇总形成当天（或当班）的操作统计记录，可供运行人员查看，汇总记录可 自动定时打印，也可随机召唤显示或打印。 2） 主要动力设备运行统计记录 机组：统计机组开、停机次数，本次运行小时数，累计运行小时数，利用小时数，停机备用小时数，检修小时数等。 断路器：累计合闸次数，正常跳闸次数，事故跳闸次数等。 公用设备：排水泵、空压机等启停次数及运行时间。 事故、故障参数越复限统计记录。 对电站的所有事故、故障信号进行记录，并汇总形成当天（或当班）事故、故障统计记录，可供运行人员查看设备运行情况，汇总记录可自动定时打印，也可随机召唤显示或打印。 3） 运行参数及经济指标计算记录 4） 运行日志 、生产报表打印记录 根据运行日志、生产报表要求，将其内容分时、班、日、月进行记录，形成运行日志、生产报表记录。 运行日志、生产报表在班、日、月结束时定时打印，也可随机召唤显示或打印，以便运行人员了解电站运行情况，在各种报表打印较多的情况下，可取消定进打印，根据需要，随机召唤打印。 （ 10） 其它功能 1） 程序开发及运行人员培训。 监控系统应能在在线或离线方式下，方便地进行系统应用软件的编辑、调试和修改等，且不影响主机在线运行。 监控系统通过操作员工作站，向运行人员提供操作培训、仿真培训和软件开发的培训。 仿真培训 应实现在线仿真或离线仿真培训。 对运行人员可进 计算机综合自动化系统技术规范书 25 行现场设备的操作模拟培训，仿真系统根据运行人员的指令进行实时信息的反馈。 2） 电站运行维护管理 积累电站运行数据，为提高电站运行、维护水平提供依据，如针对机组，累计机组正常、停运时间、检修次数及时间，累计机组各工况运行时间及开停机次数，根据机组测量参数（温升等），分析机组运行工况，为机组状态管理及检修提供指导。 机组现地控制单元功能 本单元监控范围包括水轮机、发电机及附属设备等。 机组现地控制单元设备设置于发电机旁。 （ 1） 数据采集和处理 采集机组各电气 量和非电气量，做工程值变换和预处理，并根据需要上送电站控制层。 其中电量模拟量采用交流采样（通过与保护测控单元通信获取），非电量模拟量采用直流采样。 通过与电子式电度表通信采集电度量并上送电站控制层。 收集主 /辅设备、继电保护和自动装置的状态量，并上送电站控制层。 （ 2） 安全运行监视 完成机组监视对象状变监视、越限检查、过程监视及现地控制单元异常监视。 在脱离电站控制层的情况下，确保机组安全运行。 （ 3） 控制和调整 机组现地控制单元应能自动完成机组的工况变换和有功、无功功率的调整任务，勿需依赖于电站控制层。 （ 4） 事件顺序检测 自动检测本单元所监视设备、继电保护和自动装置的动作情况；当发生状态变化时，将事件的性质依次检测，并上送电站控制层。 计算机综合自动化系统技术规范书 26 （ 5） 数据通信 完成与电站控制层的数据交换，实时上。