发电厂厂用电气监控管理系统(ECMS)

《发电厂厂用电气监控管理系统(ECMS)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂厂用电气监控管理系统(ECMS)（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、RCS9700发电厂厂用电气监控管理系统（ECMS ）1 概述2000年起，为了适应电厂厂用电监控自动化的需要，南瑞继保在 总结多年从事厂站开发、研究的基础上,采用统一硬件平台、统一软 件平台，开发了新一代RCS-9700监控系统，该系统对电厂厂用电信息 从系统的高度进行了全面统一的考虑。2002年8月25日通过国电公司鉴定：系统设计先进，运行稳定，性 能优良，调试维护方便，满足电力系统使用要求.系统的主要技术性能 指标达到了国际同类系统的先进水平。RCS9700发电厂厂用电气监控管理系统集合保护功能和测控功 能，保护和测控功能自始至终既相对独立又相互融合，为发电厂电气 自动化提供了一个完整的

2、解决方案，能满足各种机组容量等级发电厂 的电气自动化需要.发电厂电气监控管理系统ECMS （Electrical Control andManagement System in power plants）即原来的 FECS、EFCS、ECS 等， 是中国电力顾问集团鉴于厂用电监控管理系统名称混乱而进行统一 的（详见电顾问 2008 20号文）。2 电气监控管理系统2。1分布式结构RCS-9700发电厂厂用电气监控管理系统（以下简称RCS9700ECMS 系统）采用分层、分布、开放式网络系统结构，具有典型的三层结构： 站控层、通信管理层、智能终端层。站控层采用双以太网冗余结构，根据需要可设置数据

3、库服务 器、电气操作员站、电气工程师站、打印机以及负责与其它系统通信 的通信网关，形成电气系统监控、管理中心。通信管理层-主要由通信管理单元、交换机等组成。采用通信管 理单元实现规约转换和装置通信，并转发站控层及DCS系统的遥控命 令。由于现场保护测控单元等智能设备数量多，一般机组10kV厂用电 子系统、6kV厂用电子系统、380V厂用电子系统、厂用公用子系统和 其他智能设备可分别组网，保证了系统的实时性和稳定性。各子系统 可分别设置通信管理单元，根据需要可为双机冗余设计。各通信管理 单元接于上位机层以太网，同时可以经RS232/RS485/RS422串口直接 与相应机组DCS的电气控制器DP

4、U相联，实现数据交换.智能终端层-由分散的电气智能装置（如安装在厂用高低压配电 柜的保护测控装置、微机型元件保护装置、AVR、ASS、UPS控制器、 直流系统控制器等）构成，执行DCS或电气监控的各种指令并向DCS或 电气监控发送监控、监测信息.智能终端层采用RS485、Worldfip等现 场总线或以太网组网，双网冗余配置，将综合保护测控装置中的保护、 测量、控制、计量等信息量通过通信口上传到通信管理单元。 2.2厂用电气监控管理系统方案2.2.1组网方案1如图1为RCS-9700 ECMS系统方案1。图中工程师站（兼数据 库服务器）、操作员站、网络打印机、与SIS. MIS等系统的通讯网关

5、、 GPS时钟接受和同步系统等组成站控层监控中心；通信管理单元、以 太网交换机等组成通信管理层;厂用电保护、测控装置、机组保护以 及其他智能设备组成智能终端层.发电机变压器组、高低压厂用电源等电气设备的控制、监视和 管理在ECMS实现，电动机的监测管理信息进入ECMS。电动机的控 制仍由机组DCS实现.在机组集控室设置ECMS操作员站，ECMS不与 机组DCS通信，两个系统互相独立，职责明确oDCS系统负责全厂的 热控系统的监控，DCS系统可以减少用于厂用电源部分的控制器及卡 件；ECMS系统负责厂用电源部分的监控,同时可以通过通讯方式监测 电动机状态。高压厂用电保护测控装置通过双 100M

6、以太网直接与站 控层通讯,低压厂用电设备通过总线方式经通信管理单元后与站控层 通讯，通信管理单元冗余配置，保证了系统的可靠性。对于对时网，RCS9785C/D GPS对时装置接受卫星对时信号（RCS 9785C/D也可经IRIGB对时方式与DCS进行配合，确保全厂时间 同步），对时报文通过以太网发送到监控系统、通讯管理单元，同时 提供硬接点信号供各保护和智能设备精确对时，此外,RCS-9785C/D 可经IRIGB对时方式对智能装置实现精确对时，当距离较远或需要 较多的硬接点对时时，可配置对时扩展装置。图 1发电厂厂用电气监控管理系统方案 12。2.2组网方案2如图 2 为 RCS-9700

7、ECMS 系统方案 2.图中工程师站（兼数据 库服务器）、操作员站、网络打印机、与SIS. MIS等系统的通讯网关、 GPS时钟接受和同步系统等按照机组分别设置；通信管理单元、以太 网交换机等组成通信管理层；厂用电保护、测控装置、机组保护以及 其他智能设备组成智能终端层。此方案的宗旨跟方案 1 一致，发电机变压器组、高低压厂用 电源等电气设备的控制、监视和管理在 ECMS 实现,电动机的监测管 理信息进入ECMS。电动机的控制仍由机组DCS实现.在机组集控室 设置ECMS操作员站，ECMS不与机组DCS通信，两个系统互相独立， 职责明确.DCS系统负责全厂的热控系统的监控，DCS系统可以减少用

8、 于厂用电源部分的控制器及卡件；ECMS系统负责厂用电源部分的监 控，同时可以通过通讯方式监测电动机状态.系统按照机组分别组网，公用部分的信息组网后经VLAN区分后分 别接入每台机组各自的网络，机组之间的信息相互隔离，这样保证了 系统网络的负荷较低同时网络结构比较合理,符合运行、检修的习惯, 这种结构尤其适用于多台机组且装置数量较多的情况. 对时方式同方式 1。图 2 发电厂厂用电气监控管理系统方案 22。2.3组网方案3如图3为RCS9700 ECMS系统方案3。图中工程师站（兼数据 库服务器）、操作员站、网络打印机、通信网关、GPS时钟接受和同 步系统组成电气系统监控中心；通信主站、通信管

9、理单元、以太网换 交换机等组成通讯管理层；厂用电保护、测控装置、机组保护以及其 他智能设备组成智能终端层。系统通过串口或以太网口等与DCS通讯，可以上送装置保护动作、 告警、开关位置等开关量信息，以及遥测量等模拟信号，同时也可以 接受DCS下发的遥控命令.此方案ECMS系统作为DCS系统的后备系统，二者功能有重复部分。 对时方式同组网方式1.图3 发电厂厂用电气监控系统方案32。24配置方案说明对于通用的厂用电电气监控管理系统，一般根据需要采用方案1、 方案2、这是电顾问200820号文所推荐的方案，方案3为上一代ECMS 系统采取的主要方案，由于ECMS与DCS关联较多，系统划分不明确， 运

10、行效果不佳,因此电顾问200820号文不推荐此方案。而实际工 程往往要求有所不同,此时需根据需求作相应调整.典型配置说明:（1）上位机层：配置操作员站、工程师站、通讯网关、打印机，并 根据需要配置不间断；（2）通讯管理层:配置以太网交换机、以及配置适当数量的通信管理 单元；（3）对时系统：配置 GPS 对时接收装置、对时接点扩展装置；（4）通讯电缆：配置串口通信双绞线、以太网通信超五类线、多模光 纤等.3 系统特点3。1技术特点1. 整体设计思想RCS9700电气监控系统采用整体设计的思想，从厂用电监控系统自 动化的需求出发,精心设计所需的每个设备，具有技术先进、安全可 靠、联接方便等特点呢.

11、2. 分布式系统分层分布式结构:设备和信息的组织面向对象，配置灵活,扩展方便. 开放式系统：通过组件技术的使用,可实现硬件、软件功能“即插即 用”。3。设计先进工艺精良RCS-9700网络设备从设计到生产均考虑了工业现场的严酷需求，硬件 设计采用专用工业级芯片,模块化结构，多项抗干扰及防误措施，确 保了网络设备具有良好的抗干扰性能,保证了网络设备能在复杂的工 业环境下长期稳定运行.网络设备采用直流供电，方便现场的施工。4。嵌入式系统RCS-9700网络设备均采用先进的嵌入式处理器及工业实时多任 务操作系统构成专用软、硬件平台,与采用通用计算机方案相比，系 统构成简单、配置灵活，而且系统不会受到

12、病毒等因素的影响，安全 可靠，免维护。5。双网设计所有设备均可提供两路以上10/100 M以太网，介质为光纤或双绞 线，双网热备用，实现无损切换，采用TCP/IP、UDP等多种网络协议.6。强大的通讯功能通讯管理单元提供多种现场总线、串行口、以太网接口，支持 各种部颁标准规约,工业标准规约（和DCS通讯）。可方便地与保护、 直流、励磁、同期等智能设备的直接通讯.7。精确的对时网络从系统对时进度的要求出发，整体设计对时网络的每个装置， 可满足多种对时方式，如脉冲空节点对时、485差分对时、IRIG-B、 RS232等方式；可配置主备双时钟同步源，实现了 GPS的冗余配置。8。调试维护方便 网络设

13、备配备了功能强大的使用维护工具，维护和系统调试工作简单、便捷，同时网络设备还具有自诊断功能，可通过网络联机维 护和监测.3。2监控系统软件特点1。 先进的设计思想和编程技术后台监控系统采用了面向对象、模块化的设计思想，遵循国际标 准,符合开放性系统的设计要求。系统内的各功能、任务模块和数据 库可以分布到不同的计算机节点上.系统通过“功能插件获得强大的 可扩展性,可随时加入扩展的新功能，实现软件的“即插即用”，插 件模块接口公开、可用任何编程语言开发。2。全面的跨平台解决方案 系统可实现软硬件平台的可变性，跨平台可视化技术和操作系统 屏蔽中间件的应用，使系统具有更高的可移植性，实现了强大的UNI

14、X 平台系统与出色的Windows2000平台系统的有机结合，最大程度的满 足了用户对系统灵活性和可伸缩性的要求。3。兼顾实时与海量的数据库系统 实时数据库和商用数据相结合的一体化设计，兼顾了海量数据与频繁访问的实时数据之间的平衡。使系统能够在充分保证实时性能要 求的前提下，记录并存储各类历史数据及事件.实时数据库管理系统 采用面向对象，分布式的设计思想，具有Clien t/Server和 Producer/Consumer模式，具有极快的实时响应性，能很好的满足电 力系统实时性的要求.商用数据库主要用于电力系统数据库建模、历史数据存储、告警 信息的登录、以及数据库一致性的检查、一致性和完整性

15、的保证等。 RCS9700可支持多种基于SQL的关系型商业数据库平台，如：MySQL, MicrosoftSQLServer, ORACLE等.4。先进实用的图形系统 监控软件中的图形系统基于南瑞继保公司自行研制开发的组件化通用图形平台,该平台是一个功能强大,使用方便,集建模、组织、 开发、运行于一体的图形平台,是一套专门用来创建各种图形应用界 面的系统。5。网络体系 支持双百兆以太网运行方式,双网热备用,动态监视网络运行状况,实现无损切换，采用TCP/IP、UDP等多种网络协议。6。图模库一体化建模 通过绘制一次接线图的方式自动实现设备模型的建立、入库和拓扑关系的自动生成.7。自诊断和自恢复

16、 监控系统配备完善的在线自诊断能力，能及时发现各设备、网络或装置的故障，及时给出报警信息。系统具有自恢复功能，当系统出现程序死锁或失控时，能够使系 统恢复到正常运行状态.8。先进的软件质量管理体系软件开发遵循CMMI流程控制，为产品提供了可靠的品质保证。3。3监控系统功能3.3。1系统功能 在线监控系统在线监控系统是RCS-9700系统为运行人员提供的操作平台，视使 用的场合不同，以网络工作站的形式出现或独立计算机的形式出现. 任何一台运行在线监控系统的机器，都称为监控终端.它的主要功能 是：（1）显示一次设备状态，以及实时数据,包括接线图、地理图、 数据一览表等，并可以人工打印图形。（2）显示事件信息，事件