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1、多布水电站可行性研究报告多布水电站可行性研究报告（电气二次部分）批准核定审查校核编写6.3 电气二次6.3.1调度管理多布水电站工程位于西藏自治区林芝县境内，是雅鲁藏布江一级支流尼洋河干流巴河口以下河段水电开发规划的第二个梯级电站。工程主要任务为发电，电站装机容量430MW，保证出力12.3MW，年发电量5.06亿kW.h，多年平均年发电量5.51亿kW.h。年利用小时数4217h。多布水电站属等中型工程，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。工程区地震基本烈度为度，地震设防烈度也为度。多布水电站主接线结构为发变组单元，220kV侧采用单母分段接线，以220kV电压等级两条出线
2、及110kV电压等级一条出线接入系统。电站调度管理接收拉萨调度中心调度管理。6.3.2 电站的自动控制6.3.2.1 计算机监控系统（1） 监控系统设计原则a) 多布电站计算机监控系统设计原则为采用以计算机为基础的控制方式，满足电站实现“无人值班”(少人值守)的运行管理模式。b) 电站计算机监控系统为开放式计算机系统，采用分层分布结构，由电站层监控设备、现地层控制单元和网络设备构成。电站层设备与各现地控制单元设备通过交换式工业以太网交换机连接。电站设置中央控制室，站控层设备布置在中控室，实现对全厂机电设备的集中监控管理，调度中心通过电站层远动通信工作站实现对电站的调度管理和数据采集。现地各控制
3、单元设备按设备现地布置原则，实现对本单元设备的数据采集和处理，与站控层设备通信，接受站级设备下达的指令实现对电站的运行和监控。各机组控制单元设置机组机械保护回路，满足计算机监控系统因故退出时电站运行人员对重要设备进行紧急处理的要求。计算机监控系统配置采用冗余技术，采用光纤双以太网，主机及现地控制单元PLC均冗余配置。c) 在设计时应充分考虑监控方案的经济性、合理性、实用性、可靠性、安全性和成熟性，在满足上述要求的基础上，尽量体现其先进性。（2） 计算机监控系统结构电站计算机监控系统采用分层分布系统结构。系统设备由电站层监控设备、现地层控制单元设备和网络设备构成，数据分层分布管理。主控级采用功能
4、分布结构，各工作站之间可实现功能冗余。现地控制单元按每台机组单元、全厂公用系统以及开关站各系统设置。电站主控级和现地控制单元网络连接采用交换式工业以太网双网结构，网络介质为光纤。现地控制单元通过I/O模块和通信方式采集所属分散单元信息，分散单元包括保护系统、故障录波系统、励磁系统、调速系统、温度和状态检测设备、机组辅助设备、公用等系统综合信号和现地元件状态信号。现地控制单元与各单元内分散设备通信可采用以太网、现场总线和串口通信等方式实现。通信电缆采用屏蔽双绞线，信号电缆均采用屏蔽电缆。多布电站主控级和调度中心的通信通过配置站内调度通信工作站，经电力系统通信网络实现，具体通信方式及设备配置根据接
5、入系统报告确定。（3） 计算机监控系统的主要任务a) 对全厂主要机电设备进行实时监控，保证电站安全运行和管理自动化。b) 准确、及时地对整个电站设备运行信息进行采集和处理并实时上送。c) 根据系统调度对本电站的运行要求，进行电站最佳控制和调节。（4） 计算机监控系统功能1) 电站层功能a) 通信功能 与各现地控制单元、调度中心进行通信，接收各类实时数据以及操作员向计算机监控系统手动登录的数据信息。 上送和接收调度中心的信息和指令，实现电站和调度中心间数据的通信； 根据需要可与厂内其他子系统的通讯。这些子系统包括：电站MIS系统、水情测报系统等； 通过卫星同步时钟系统，实现站内设备的时钟同步。b
6、) 数据库的建立 实时数据库：存储监控系统采集的实时数据，其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新，记录被监控设备的当前状态。 历史数据库：对于需要长期保存的重要数据将存放在历史数据库中。应提供通用数据库。所有的历史数据应能够转存到光盘或磁带等大容量存储设备上作为长期存档。 生成各类运行报表、统计记录和历史数据记录，进行数据趋势分析并生成趋势曲线图记录，形成各类报警记录并发出报警音响，向调度中心发送其所需要的信息。c) 数据库的维护数据库应便于扩充和维护，应保证数据的一致性、安全性；可在线修改或离线生成数据库；用人机交互方式对数据库中的各个数据项进行修改和增删。d) 控制与调节 一般控制与调节
7、：包括机组开机停机顺序控制、机组的有功功率、无功功率调节、断路器以及隔离开关的合闸分闸操作、阀门开启、关闭，闸门的提升降落操作等。 自动发电控制(AGC)：根据全厂负荷和频率的要求，在遵循最少调节次数、最少自动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，实现机组的自动开停机操作并在运行机组间进行合理的负荷分配。 自动电压控制(AVC)：自动电压控制能根据电站220kV及110kV出线电压，对全厂无功进行实时调节，使220kV及110kV出线电压维持在给定范围内运行，并使电站无功在运行机组间平稳、合理地分配。e) 人机接口电站的运行操作人员、维护人员和系统
8、管理工程师通过操作员工作站及工程师工作站上的显示器、键盘、鼠标等设备实现对电站的监视、控制及管理功能。 人机接口原则：不同职责的运行管理人员有不同安全等级的操作权限；应用软件画面调用方式灵活可靠、响应速度快。 画面显示：应用软件画面显示功能菜单组织层次清晰明了，信息主次分明，美观实用；画面图符及显示颜色定义应符合国家有关规定的要求。屏幕显示画面的编排应至少包括时间显示区、画面静态及动态信息主显示区、报警信息显示区及人机对话显示区。显示的主要画面种类应包括电站各系统单线图、系统模拟图、棒形图类、曲线类、表格类、信息类、运行指导类。画面应是实时动态的，可实现多窗口画面显示和画面的无级缩放功能。 报
9、警：当出现故障和事故时，应立即在当前画面上显示报警信息（包括报警发生时间、对象名称、性质等），同时发出语音报警，报警内容应准确和简明扼要。对于任何确认的误报警，运行人员可以退出该报警点。 记录和打印：记录的内容应包括：各类操作记录（包括操作人员登录退出、系统维护、设备操作等）；各类事故和故障记录（包括模拟量越复限及系统自身故障）；各类异常报警和状变记录；趋势记录；各类报表记录。打印的内容应包括：各种记录、报表及曲线打印；画面及屏幕拷贝；随机时段的召唤打印。 维护和开发：画面编辑工具和报表编辑工具应具有操作方便灵活的特点，画面及报表中的动态数据项与数据库的连接应能通过鼠标进行。应允许系统维护及开
10、发人员自行编辑画面、报表及所有报警信息。 设备运行管理及指导：包括历史数据库存储；机组工况转换次数统计及机组运行停机、线路运行停运时间累计；其它被控设备动作次数累计及事故动作次数累计；发电量累计及发电量分时累计；事故处理指导；操作票自动生成；异常操作闭锁等。f) 系统诊断 监控系统应提供完备的硬件及软件自诊断功能，包括在线周期性诊断、请求诊断和离线诊断。 双机系统故障检测及自动切换。当以主热备用方式运行的双机中的主用机故障退出运行时，备用机应能不中断任务且无扰动地成为主用机运行。g) 系统安全防护根据电力系统对水电站安全运行的防护要求，电站计算机监控系统电站级设备设置横行隔离，纵向认证安全防护
11、装置，保证电站的安全可靠运行。计算机监控系统安全性能满足国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定和国家电力监管委员会 200634号文 “关于印发电力二次系统安全防护总体方案等安全防护方案的通知”的最新文件和规定的要求2) 现地层功能a) 数据采集各现地控制单元I/O模块自动采集来自本单元生产现场的DI、SOE、AI、PI等类型的实时数据；自动接收来自电站层的命令信息和数据。b) 数据处理 基本功能：对自动采集数据进行可用性检查，对采集的数据进行数据库刷新和管理，向电站层发送其所需要的信息。 开关量处理：包括防抖滤波、时间补偿、数据有效性合理性判断，根据规定产生报警、动作和记录。 模拟
12、量数据处理：包括模拟数据的滤波、误差补偿、数据有效性合理性判断、标度换算、梯度计算及越限复限判断等，根据规定产生报警和记录。 温度量数据处理：包括温度信号的误差补偿、数据有效性合理性判断、标度换算、梯度计算、趋势分析及越限复限判断等，根据规定产生报警和记录。 交流电量数据处理：包括交流信号的隔离、滤波、误差补偿、数据有效性合理性判断、标度换算及越限复限判断等，根据规定产生报警和记录。 事件顺序记录：记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）、事件名称、事件性质、根据规定产生报警和记录。 计算数据：包括实时功率点和阻抗点计算、功率因素计算、电度量的分时累计和总计、电
13、气量综合计算及其它计算点计算。c) 控制与调节机组开机停机顺序控制（分步或连续）；机组的有功、无功功率控制；各断路器、隔离开关、接地刀闸的闭锁及操作、各闸门的提升降落控制；各辅助系统设备的自动控制以及其它相关控制与操作。d) 人机接口 在各现地控制单元设置触摸显示屏，屏上应能显示系统模拟接线画面、模拟量测量值及事故故障状态信息，当运行人员进行操作登录后，可通过触摸显示屏进行开停机操作及其它操作； 现地控制单元应具有必要的通讯接口，便于使用便携式计算机进行现场调试。e) 自诊断现地控制单元应提供完备的硬件及软件自诊断功能，包括在线周期性诊断、请求诊断和离线诊断。功能同电站级设备。f) 通信 通过
14、交换式工业以太网与电站层计算机系统通信； 通过现场总线以及以太网等方式与各单元继电保护装置、发电机励磁系统、水轮机调速器、各辅助设备控制PLC、直流电源系统、闸门控制系统以及其它设备通信。（5） 电站计算机监控系统配置系统配置包括硬件配置和软件配置，系统硬件按以下配置。a) 电站主控级配置应用程序工作站2套；完成对电站AGC/AVC等高级应用程序功能。主机兼操作员工作站2套；系统主要功能包括：电站设备日常的运行管理、设备的操作监控等。实时数据的在线及离线计算、各图表曲线的生成、事故、故障信号的分析处理等功能。生成历史及实时数据库，数据库的刷新和管理，两台工作站数据库完全冗余。工程师、仿真培训工
15、作站1套；工程师、仿真培训工作站主要用于系统软件开发，系统软件的维护和修改，程序的调试，以及在过渡时期作为人员培训用。应用程序工作站采用高性能主流品牌服务器，操作员工作站以及工程师工作站均选用高性能主流品牌工作站，每个工作站均配大屏幕单液晶彩显、键盘、鼠标。1台打印管理服务器。调度通信工作站2套：采用专业远动通信装置或配置高性能工业计算机，完成电站监控系统与调度中心数据交换任务。厂内通信、语音报警及ONCALL配置一台通信工控机，所有通信工作站可实现组屏安装。配置1台“五防”工作站。远方操作时通过“五防”工作站实现全站的防误操作闭锁功能，就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现，在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。1套 GPS 卫星同步时钟保证系统时钟同步。网络设备，采用高性能工业级千兆以太网交换机，其它包括：光电转换接口、光纤设备、和调度中心通信交换机、路由器等。1套双机冗余并列运行UPS电源装置和配电装置。b) 现地控制级配置现地控制级是电站生产过程的基础，负责完成电站设备的控制监视，包括机组和开关站等设备的开关量、电量、非电量的数据实时采集；厂内公用系统、厂用电
