水利水电技术分公司-流域水电站梯级集控中心计算机监控系统介绍ppt课件.ppt

南瑞水利水电技术分公司流域水电站梯级集控中心计算机监控系统介绍 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势目录 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 梯级集控中心的含义流域梯级水电站集控中心是水资源开发和电力建设过程中产生的一种新型、先进、高效的调度和管理模式和平台。它可以对同一流域内的多个水电站设备进行集中监视、集中控制、集中调度、集中管理，最大程度地实现资源优化和能源效益化。 梯级集控中心的意义集控中心的建设有利于梯级各电站安全、稳定、可靠、经济地运行，能有效提升公司参与电力市场竞争的手段和能力，降低生产运行和管理成本。集控中心的建设符合国家关于建立资源节约型社会和发展低碳经济的产业政策。随着智能电网的逐步发展，集控中心需要进一步提高技术和管理水平，实现向智能化方向的发展。 梯级集控中心的效益节水增发电效益管理效益和劳动生产率效益电站设备效益和运行效益网厂协调效益社会效益 梯级集控中心的系统定位梯级集控中心是电力系统中电源端和电网端之间的重要环节和联系纽带。水文气象防汛梯级集控中心网调或省调控制中心智能或常规水电厂火电风电太阳能 梯级集控中心的架构流域梯级集控中心体系架构 计算机监控系统典型结构 水调自动化系统典型结构湖北省水调自动化系统结构图 通信系统典型结构大渡河集控中心通信网络图 梯级集控中心的架构流域梯级集控中心体系架构 集控中心的安全分区硬件防火墙硬件隔离装置 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 设计原则（一）1.2.3.4. 设计原则（二）5.6.7.8. 常见模式-集中监控模式…集控中心监控系统电站A监控电站N监控…………LCU1LCU1LCUnLCUn…特点优点缺点适用 常见模式-扩大厂站模式…集控中心监控系统电站A电站NLCU1LCU1LCUnLCUn………特点优点缺点适用 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 集控监控的层次结构上级调度部门集控系统层网络通信层电站控制层…………高速数据通道 通道介质最常用通道；稳定、可靠，传输速率可达100M、1000M;可租用通信部门通道，也可自行组成专网。光纤低速通道；可作为备用通道，常用PCM模式，即四线通道；主要有600或1200波特率。载波紧急通道；可作为特殊情况下的应急通道，需向相关部门租用。卫星 网络设备路由器纵向加密认证装置安全隔离装置防火墙入侵检测装置 网络结构-星型网络优点:控制简单故障诊断和隔离容易增加或减少设备方便缺点:缆线长度和安装工作量较大中央节点的负担较重，易形成瓶颈 网络结构-环型网络优点:缆线长度短，安装方便对“中央”节点交换机性能要求不高故障切换较快缺点:多节点故障会引起全网故障故障检测困难节点很多时会造成速度变慢 案例-广域网拓扑结构 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 1.SCADA实时数据服务器7.Web信息发布服务器2.集群历史数据服务器8.打印服务器及打印设备3.网络及安全设备9.培训工作站4.操作员、工程师工作站10.大屏幕背投系统5.通信网关服务器11.时钟同步系统6.ON-CALL及报警服务器12.不间断电源系统(UPS) SCADA实时数据服务器负责：数据采集与管理、控制与调节操作、事件报警处理、综合运算、数据广播等任务；实现电站AGC/AVC/EDC运行。两台实时数据服务器互为热备用。高可靠性64位服务器系统(UNIX)采用双机热备冗余国际知名厂商 含集群系统和RAID。主要完成处理、归档，数据库管理，历史数据库的生成、转储，参数越复限记录，测点定义及限值存储，各类运行报表生成和储存等数据处理和管理。系统按指定的周期和存储实时数据库缓冲区中的数据转储到该系统，实现实时数据的长期存档。2台服务器与1套磁盘阵列通过RAID卡及电缆连接，监控系统数据中历史数据存放在磁盘阵列中，保证数据库的唯一性，并且2套服务器互为冗余备份，共同管理维护一个完整的历史数据库。高可靠性64位服务器系统(UNIX)商用数据库软件高可靠的的集群系统国际知名厂商 采用冗余星型或环型网络系统采用交换式以太网传输速率1000Mbps网络协议采用通用的TCP/IP传输介质为双绞线或光缆支持网络管理安全隔离装置 操作员工作站的功能包括图形显示、定值设定及变更工作方式等。运行值班人员通过彩色液晶显示器可以对电厂的生产、设备运行做实时监视，取得所需的各种信息。电厂所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘实现。工程师兼培训工作站用于系统维护和管理人员进行修改系统参数、修改定值，增加和修改数据库、画面和报表。高可靠性64位图形工作站支持多个显示器显示器采用液晶显示器采用全图形多窗口显示采用内核汉化操作系统UNIX 网调通讯服务器设置2套网调通信服务器与南方电网网调通信，调度通信服务器互为热备用方式运行。省调通讯服务器设置2台省调通信服务器与云南省调通信，省调通信服务器互为热备用方式运行。集控通讯服务器设置2台与流域集控中心调度通信的集控通信服务器，2套集控通信服务器互为热备用方式运行。高可靠性64位服务器采用UNIX或LINUX操作系统路由器采用国际知名品牌 主要负责语音/电话报警、电话查询、事故自动寻呼（ON-CALL）及手机短信报警。高可靠性32/64位计算机采用WINDOWS操作系统采用GSM或CDMA公共移动网络接入设备多路电话语音卡 高可靠性32/64位计算机采用WINDOWS或LINUX操作系统向内网数据平台或MIS系统提供生产管理信息计算机监控系统采用逻辑隔离与II区隔离，或采用物理隔离与非实时区隔离 高可靠性32/64位计算机采用WINDOWS操作系统可以打印事件报表、统计报表、画面拷贝等 采用大屏幕背投技术[等离子拼接]显示计算机监控系统画面(网络传输)显示水调系统画面(网络传输或视频接入)显示电站工业电视画面(视频接入) 应用程序服务器、数据服务器、操作员站、工程师站、培训工作站一般选用高性能的UNIX服务器或UNIX工作站，采用64位UNIX操作系统；通信服务器一般采用Linux操作系统，电话语音报警站等其它计算机可以根据具体需要选用PC工作站或PC机，可采用Windows操作系统。 C、C++、Java语言C、C++语言用于核心程序，如AGC/AVC/EDC，确保运算实时性和数据稳定性Java：用于界面、人机交互接口，跨平台，支持多种操作系统Web、Java、XML等最新技术工具JavaBeans真正意义上的“瘦客户机”网上浏览应用系统组态工具摒弃文本编辑,便捷的组态完成所有定义体现系统服务的开放友好 专用的成熟的数据库合理的数据结构完善的保护机制适用的访问接口可靠的数据安全高效的数据处理采用成熟的商用数据库具有可靠性、可伸缩性、可管理性、可用性、开放性等特点卓越的性能和良好的可操作性遵循SQL、ODBC、JDBC开放接口标准结合集群系统使数据更加安全可靠与实时数据库无缝连接通过精心调整和优化确保数据库高效运行实时数据库历史数据库NC2000NARIACC海迅ORACLEMYSQLSQLSERVERNARI®ACCess 操作系统与MIS通讯与水情通讯与调度通讯边界保护 基本功能高级功能 对频率、电压、功率、电度、负荷、水位、各种电量/非电量、设备状态、通信通道等采集、监视，并发出越限报警。周期性或召唤采集以及随机地（开关量变位和模拟量变化越限随时传送）采集各电站上送的实时数据。对采集的各种数据进行合理性、有效性检查，对不可用的数据给出不可用信息，并禁止系统使用。更新实时数据库，以支持系统完成监视、调度、控制和管理功能。运行数据存盘，历史数据保存和检索，保证数据的连续。各电站水库水情，水库运行实时数据和预报数据信息监视。各电站主要机电设备及辅助设备、公用系统设备、元件及线路保护的运行状态和运行参数，机组及高压母线电压、频率监视，各种自动过程监视，以及集控中心值班人员对电站各主要机电设备进行运行操作的过程监视等。过程监视，集控中心值班人员在执行各电站机组开、停机及断路器和主要开关倒闸操作过程显示过程的主要操作步骤；趋势分析和异常状态在线实时监视，进行在线趋势显示，及时发现故障征兆，实现状态监测和故障诊断，提高各电站运行的安全性；事故追忆和相关量记录，当线路、发电机、主变发生事故时，监控系统同时记录各参数的对应数值。管理电站的运行自动化；历史数据保存和检索；画面显示、信息编辑；完成实时监视、控制、调节和参数设置等功能；查询实时生产过程的状况或征询操作指导意见。提供多简报窗口，可分屏显示不同LCU的信息。通过各电站上位机系统或LCU，发出机组启/停、有功/无功功率增/减、断路器分/合闸命令、闸门开启/关闭命令，机组参与有功或无功成组调节投切等，并可设置和修改各项给定值和限值。数据采集与处理运行监视和事件报警人机接口联系及操作 集控中心控制室操作员工作站对各电站设备能实现与各电站中控室操作员工作站完全相同的实时控制、安全监视及调度管理。此方式下运行模式有:运行人员手动操作，通过各电站监控系统上位机完成系统下达控制、调节指令；集控中心按照省中调AGC给出的调功、调频命令，下达给梯级各电站上位机，通过各电站AGC，实现成组控制；由于通信中断或其它故障使某一个电站计算机监控系统与集控中心监控系统通信中断时，或洪水季节，或紧急情况，集控中心退出该电站控制权，同时通知电网调度，由电站上位机系统运行值班人员根据电网调度命令，在电站中控室和现地LCU屏上进行控制操作。集控中心通过梯级电站EDC优化分配各站负荷，再由各站站内AGC完成成组控制。控制和调节的每一步骤都应有严格的软件校核、检错和安全闭锁逻辑功能，硬件方面也应有防误措施。由集控中心运行人员在满足电力系统正常调度要求前提下，根据经济运行和优化调度系统计算的结果，通过操作员站下达给各站上位机系统全厂总负荷。由集控中心根据电力调度系统所确定的日负荷曲线给定各站总负荷。由集控中心按照电力调度中心系统AGC、AVC命令给定各站总负荷。1.1集控中心控制方式⑵集控中心按照省中调AGC给出的调功、调频命令，下达给梯级各电站监控系统上位机，通过各电站AGC，实现成组控制；⑶集控中心通过梯级电站EDC优化分配各站负荷，再由各站站内AGC完成成组控制。1.2电站控制方式由于通信中断或其它故障使某一个电站计算机监控系统与集控中心监控系统通信中断时，或洪水季节，或紧急情况，集控中心退出该电站控制权，同时通知电网调度，由电站上位机系统运行值班人员根据电网调度命令，在电站中控室和现地LCU屏上进行控制操作。1.3电网调度控制方式电站控制权在电网调度，电网调度通过电站上位机或LCU直接控制机组操作。控制和调节的每一步骤都应有严格的软件校核、检错和安全闭锁逻辑功能，硬件方面也应有防误措施。1.4负荷给定方式由集控中心运行人员在满足电力系统正常调度要求前提下，根据经济运行和优化调度系统计算的结果，通过操作员站下达给各站上位机系统全厂总负荷。由集控中心根据电力调度系统所确定的日负荷曲线给定各站总负荷。由集控中心按照电力调度中心系统AGC、AVC命令给定各站总负荷。控制与调节 监控系统各设备通过接收统一的GPS时钟同步装置的时钟同步信息，保持全系统的时钟同步。系统时钟同步系统自诊断和自恢复具备完善的通信功能，做到整个系统资源、数据共享、运行高效、分类分级实时传输。系统通信规约基于TCP/IP协议，与各电站、电网调度的通信采用广域通信方式，具备多种标准的通信规约。完备的数据通信功能 对主要机电设备进行静态和动态安全分析。积累各电站运行数据，为提高集控中心值班人员对各电站主要机电设备静态和动态安全分析提供依据。充分利用电厂已有的移动手机、计算机网络、固定电话等多种通信资源，将ONCALL系统接入处理的各种信息(以下统称“告警信息”)按照相关规则全自动地发布到上述信息接收终端上。对于人工编写的文字信息的发送操作，如手机短信息，都可在内部MIS系统网络进行，并具有实现对员工的用户组、用户群的信息发布功能。8.运行维护和管理9.ONCALL及报警功能系统采用MVC的设计理念和Jsp＋Servlet+Applet+JavaBean的实现技术，应用tomcat为web服务程序的发布工具；web浏览系统作为B/S构架的监控信息发布平台，采用XML技术对信息结构进行分类分层管理；系统可以跨平台部署。10.Web浏览功能 自动发电控制的主要任务是在满足各种安全发电的约束下，以迅速、经济的方式控制整个电厂的有功功率以满足电力系统多方面的要求。AGC应根据全厂负荷和频率的要求，在遵循最少调节次数、最少开停机次数并满足机组各种运行限制条件的前提下确定最佳机组运行台数、最佳运行机组组合，实现运行机组间的经济负荷分配。 自动发电控制(AGC)是在满足各种安全发电的约束条件下，在运行机组间实现经济负荷分配，以迅速、经济的方式调整整个电厂的有功功率以满足电力系统多方面的要求，最终实现二次调频。 自动电压控制是在满足电站及机组的各种安全约束条件下，根据不同的运行方式和运行工况，对机组做出实时的控制决策，以自动维持母线电压或无功功率为当时的设定值，并合理分配机组的无功功率，提高电站整体安全运行水平。 高级功能-AVC自动电压控制（AVC）是在满足电站及机组的各种安全约束条件下，对机组做出实时的控制决策，以自动维持母线电压或无功功率为要求的设定值，并合理分配机组的无功功率，提高电站整体安全运行水平。 视频联动功能状态检修结合培训仿真结合 1993年2001年2005年正在研发中NARIACCess监控软件NC2000监控系统软件NC2000监控系统软件（V2.0版)智能水电厂监控系统通用平台软件 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 1水利水电技术分公司简介2梯级集控中心含义和架构3集控监控系统设计原则和模式4集控监控系统结构层次5集控监控系统功能和配置6集控监控系统关键技术7集控监控系统典型案例8集控监控系统发展趋势 监控系统 光纤光纤时钟同步系统采用双冗余主机。可同时接收GPS信号和北斗卫星信号。提供多种对时方式（分脉冲、IRIG-B码、DCF77等）。可提供光纤传输通道。