大型蓄能水電廠監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計開發(fā)及應(yīng)用

1、廣蓄電廠. 工程(gngchng)組2021.02大型蓄能水電廠監(jiān)控系統(tǒng)(xtng)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計開發(fā)及應(yīng)用第一頁，共三十頁。內(nèi)容提要(ni rn t yo)第二頁，共三十頁。 廣蓄A(yù)廠監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)投產(chǎn)運行15年多199220*。隨著時間的推移，上位機系統(tǒng)的缺乏及缺陷逐漸暴露。主要表現(xiàn)：一、工程(gngchng)概況1、立項(l xin)A、系統(tǒng)軟硬件為80年代產(chǎn)品，已經(jīng)不能滿足電廠運行、維護的需要。B、監(jiān)控系統(tǒng)的核心程序已經(jīng)不能滿足蓄能電廠的運行需要。C、備品難以采購，造成維護日益困難。(1背景原因第三頁，共三十頁。2評估(pn )決策風(fēng)險(fngxin) 1對廠家技術(shù)水平開展(k

2、izhn)的調(diào)研2監(jiān)控系統(tǒng)運行壽命的評估 3對監(jiān)控系統(tǒng)上下位機分開升級的策略研究經(jīng)濟效益社會效益第四頁，共三十頁。“保存下位機，重新開發(fā)設(shè)計上位(shn wi)機 方案可行，效益可觀，風(fēng)險可控。結(jié) 論第五頁，共三十頁。2、實施(shsh)階段1 前期調(diào)研、總體方案制定3 現(xiàn)場安裝調(diào)試2002.62008.24 投入試運行2 聯(lián)合設(shè)計開發(fā)及實驗室調(diào)試第六頁，共三十頁。 時間：20*年20*年3月 對監(jiān)控系統(tǒng)升級策略的研究制定監(jiān)控系統(tǒng)升級的技術(shù)方案 -設(shè)備存在的缺陷(quxin) -運行部門的需要 -調(diào)度中心的需求 -廠家技術(shù)開展水平1前期調(diào)研(dio yn)、總體方案制定第七頁，共三十頁。 廣蓄

3、派自動化技術(shù)員到天津阿爾斯通參加長達半年的上位機系統(tǒng)聯(lián)合設(shè)計開發(fā)工作，該階段(jidun)完成了以下工作：2聯(lián)合設(shè)計開發(fā)(kif)及實驗室調(diào)試23451自動控制程序的設(shè)計開發(fā)及調(diào)試各工作站的硬件安裝及系統(tǒng)配置調(diào)試通訊前置機系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)及調(diào)試設(shè)計開發(fā)全新的控制界面多調(diào)度中心通訊程序的設(shè)計開發(fā)及調(diào)試20*.6-20*.11第八頁，共三十頁。調(diào)度(diod)通信調(diào)試3現(xiàn)場安裝(nzhung)調(diào)試1234系統(tǒng)(xtng)硬件安裝 通訊調(diào)試上下位機之間自動控制程序的模擬測試控制功能靜、動態(tài)聯(lián)合調(diào)試5時間：20*.122021.02.第九頁，共三十頁。時間： 2021.22021.8在試運行階段，設(shè)備運行

4、穩(wěn)定，到達(dod)設(shè)計要求，試運行結(jié)束后正式投運。4投入(tur)試運行第十頁，共三十頁。二、關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新(chungxn)點1、計算機自動(zdng)控制程序2、設(shè)計基于(jy)多種技術(shù)平臺的上下位機通訊解決方案3、設(shè)計開發(fā)了大型蓄能電廠監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫移植工具4、設(shè)計開發(fā)配合監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試的模擬測試平臺5、設(shè)計開發(fā)多調(diào)度通訊程序6、設(shè)計全新的人機操作界面第十一頁，共三十頁?；?jy)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的AGC功能基于(jy)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的AVC功能全廠機組(jz)成組控制技術(shù)蓄能機組工況控制管理容量/負荷曲線控制程序不同調(diào)度負荷聯(lián)合控制自動控制程序下位機上位機1、計算機自動控制程序第十二頁，共

5、三十頁。二、關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新(chungxn)點1、計算機自動(zdng)控制程序12基于電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的AGC功能1自動跟隨調(diào)度負荷設(shè)定(sh dn)；2自動調(diào)整全廠負荷出力，穩(wěn)定500kV或18kV頻率在50Hz。全廠機組成組控制技術(shù)機組處于自動控制狀態(tài)，參與全廠的定值控制或者調(diào)節(jié)。第十三頁，共三十頁。3基于電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的AVC功能1自動跟隨(n su)調(diào)度電壓設(shè)定；2自動調(diào)整全廠無功出力，穩(wěn)定500kV電壓。4蓄能機組工況控制管理1對蓄能機組的工況轉(zhuǎn)換進行控制管理，防止錯誤(cuw)切換，解決泵停機轉(zhuǎn)發(fā)電工況偶爾失敗的問題。2對受限制的工況進行靈活管理，防止工況誤運行。第十四頁，共三十頁。5

6、6蓄能機組(jz)容量/負荷曲線控制程序模塊。 提供曲線控制運行的功能，為調(diào)度提供多種負荷調(diào)節(jié)方式不同調(diào)度聯(lián)合負荷控制的設(shè)計1解決不同調(diào)度轉(zhuǎn)移(zhuny)負荷導(dǎo)致機組誤開誤停問題2提供便捷的負荷轉(zhuǎn)移界面第十五頁，共三十頁。 新的控制程序徹底解決了廣蓄多項長期存在但無法解決的重大缺陷： 1程序計算(j sun)漏洞導(dǎo)致的機組啟動失敗，停機失敗。 2計算存在死區(qū)導(dǎo)致機組不按設(shè)定值啟/停故障。 3機組負荷控制調(diào)節(jié)性能不佳，響應(yīng)緩慢，向電網(wǎng)多送 或少送負荷。 4機組并網(wǎng)大量吸收無功功率等重大缺陷。第十六頁，共三十頁。廣蓄下位機由多個不同的系統(tǒng)組成，必須設(shè)計開發(fā)集成多種通訊協(xié)議的通訊前置機系統(tǒng)，使不同

7、平臺(pngti)的上下位機能可靠通訊。前置機系統(tǒng)由三局部組成：1前置機CSS-F：實現(xiàn)上位機與機組流程控制RTU通訊，基于串口通訊技術(shù)2前置機PCX-8035-1：上位機與模擬量采集控制RTU通訊，基于PROFIBUS通訊技術(shù)。3前置機PCX-8035-2：上位機與振動保護系統(tǒng)通訊，基于MODUS通訊技術(shù)。2、設(shè)計基于多種技術(shù)平臺(pngti)的上下位機通訊解決方案第十七頁，共三十頁。運用該工具可以(ky)一次完成數(shù)據(jù)庫的移植減少變量數(shù)據(jù)出差的幾率3、設(shè)計(shj)開發(fā)了大型蓄能電廠監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫移植工具4、設(shè)計開發(fā)配合監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)調(diào)試的模擬測試平臺1模擬下位機運行工況，測試上位

8、機的自動控制程序。2提供訓(xùn)值班員培訓(xùn)平臺。第十八頁，共三十頁。1集成了101，104，DNP3.0等多種通訊協(xié)議，提供與4個調(diào)度及其后備(hubi)調(diào)度的通信接口2解決了不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換、主備用通道的切換控制、模擬量/數(shù)字量信息堵塞等問題 5、設(shè)計開發(fā)多調(diào)度通訊(tngxn)程序第十九頁，共三十頁。6、設(shè)計(shj)全新的人機操作界面 新的操作界面保存原操作界面風(fēng)格，并在計算(j sun)機程序后臺增加了大量的平安計算(j sun)程序，確保值班員操作的正確性，大大降低誤操作的風(fēng)險。第二十頁，共三十頁。1新的監(jiān)控系統(tǒng)投產(chǎn)至今運行正常廣蓄A(yù)廠新的監(jiān)控系統(tǒng)上位機系統(tǒng)于2021年1月投入運行，經(jīng)過2年

9、多的運行檢驗(jinyn)，各項控制功能運行良好，均到達了設(shè)計要求。多種控制功能的完善令廣蓄A(yù)廠能更好地適應(yīng)電網(wǎng)日益嚴(yán)格的調(diào)峰調(diào)頻要求。 2上下位機通訊前置機系統(tǒng)運行穩(wěn)定投產(chǎn)運行2年多，實現(xiàn)了不同時代、不同平臺的上下位機數(shù)據(jù)通訊的無縫連接，上下位機數(shù)據(jù)變量對接準(zhǔn)確，杜絕了變量關(guān)聯(lián)錯誤導(dǎo)致的誤操作風(fēng)險。三、應(yīng)用(yngyng)情況第二十一頁，共三十頁。3多調(diào)度聯(lián)合負荷控制正常作為國內(nèi)唯一的多調(diào)度聯(lián)合控制電廠，廣蓄A(yù)廠通訊程序設(shè)計穩(wěn)定、可靠，同時與4個調(diào)度中心及其后備調(diào)度中心通訊，很好的實現(xiàn)了多調(diào)度聯(lián)合控制，投產(chǎn)以來從未出現(xiàn)因為通訊信息錯誤導(dǎo)致誤操作現(xiàn)象。4監(jiān)控系統(tǒng)投產(chǎn)后經(jīng)受了多個保電時刻的考驗廣

10、蓄A(yù)廠不但為南方電網(wǎng)效勞，同時也為香港電網(wǎng)輸電。由于電網(wǎng)遭遇南方冰雪災(zāi)害本工程提前竣工，此后，歷經(jīng)奧運保供電、60周年國慶保供電、香港東亞運動會保供電、系統(tǒng)屢次緊急調(diào)度的考驗。在這些重要的時刻，穩(wěn)定、可靠、功能完備的監(jiān)控系統(tǒng)為電網(wǎng)靈活調(diào)度廣蓄A(yù)廠機組、為廣蓄電廠保一方平安做出了應(yīng)有(yn yu)的奉獻。 第二十二頁，共三十頁。1舊系統(tǒng)(xtng)備品更換情況統(tǒng)計，每年節(jié)約20萬元。1、經(jīng)濟效益(jn j xio y)四、效益(xioy)分析2021年節(jié)支：20+17.44+2000+800=2837.44萬2021年節(jié)支：20+17.44=37.44萬2每年平均減少機組啟動失敗5次，按一次啟動

11、失敗機組需退備至少2小時計算，A廠每臺機組每小時的租賃費為17440元，即創(chuàng)造經(jīng)濟效益17.44萬元。3下位機減少一次升級換代節(jié)省的工程費用，約2000萬元4與同類工程某在建蓄能水電廠上位機的價錢相比，廣蓄A(yù)廠的上位機工程工程節(jié)省了約800萬元。第二十三頁，共三十頁。1工程極大提高了電廠的自動控制水平，在當(dāng)前電網(wǎng)負荷緊張、用電涉及到社會(shhu)的各個層面的時候，給予電網(wǎng)有力的支援2新的控制功能的使用，為電廠平安穩(wěn)定運行提供了強大的技術(shù)支持，令廣蓄電廠能更好的履行電網(wǎng)賦予(fy)的調(diào)峰填谷，緊急響應(yīng)的職責(zé)。3電廠自動穩(wěn)定電網(wǎng)頻率，經(jīng)濟運行等功能的設(shè)計開發(fā)，為電廠賦予快速(kui s)智能響應(yīng)

12、的能力。2、社會效益 本工程提高了廣蓄A(yù)廠監(jiān)控可靠性，為電網(wǎng)的平安穩(wěn)定和靈活調(diào)節(jié)提供了有力的手段。主要表達于以下幾方面： 第二十四頁，共三十頁。4解決了廣蓄A(yù)廠多項長期存在未能徹底解決的缺陷，確保機組在電網(wǎng)需要的時候“開得出、頂?shù)蒙?、停得下，為電網(wǎng)平安運行(ynxng)提供有力支持。5國內(nèi)首創(chuàng)的監(jiān)控系統(tǒng)上下位機分開升級關(guān)鍵技術(shù)的研究實施，縮短了機組退備時間，推遲了設(shè)備更新?lián)Q代的時間，在電網(wǎng)急需抽水蓄能容量時候(sh hou)，緩解了電網(wǎng)調(diào)度的壓力。第二十五頁，共三十頁。1上位機系統(tǒng)控制程序的設(shè)計理念(l nin)，數(shù)學(xué)計算模型，控制律等均能為今后蓄能電廠的自動控制程序設(shè)計提供借鑒。2自主創(chuàng)新的

13、多項控制功能，如工況管理技術(shù)，機組成組控制技術(shù)，基于頻率穩(wěn)定的AGC和基于電壓穩(wěn)定的AVC等，為今后電廠自動控制功能設(shè)計提供了借鑒。五、推廣(tugung)情況第二十六頁，共三十頁。3上下位機通訊前置機系統(tǒng)為國內(nèi)首創(chuàng)，一般的監(jiān)控系統(tǒng)改造均為上下位機整體更換，本錢高，耗時久。廣蓄首創(chuàng)只針對上位機的改造技術(shù)，本錢低，耗時短，專門設(shè)計的前置機使不同時代的設(shè)備無縫連接，為今后電廠監(jiān)控系統(tǒng)改造提供了借鑒。4多調(diào)度聯(lián)合負荷控制模式，多種通訊協(xié)議(xiy)的集成，為今后多調(diào)度控制電廠提供借鑒。第二十七頁，共三十頁。謝 謝第二十八頁，共三十頁。9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022/9/12022

14、/9/1Thursday, September 1, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022/9/12022/9/12022/9/19/1/2022 10:28:35 PM11、人總是珍惜為得到。2022/9/12022/9/12022/9/1Sep-2201-Sep-2212、人亂于心，不寬余請。2022/9/12022/9/12022/9/1Thursday, September 1, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022/9/12022/9/12022/9/12022/9/19/1/202214、抱最大的希望，作最大的努力。01 九月 20222022/9/12022/9/12022/9/115、一個(y )人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。九月 222022/9/12022/9/12022/9/19/1/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/9/12022/9/101 September 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022/9/12022/9/12022/9/12022/9/1謝謝(xi xie)收看 第二十九頁，共三十頁。內(nèi)容(nirng)總結(jié)廣蓄電廠.