專利名稱：一種火電廠熱工電氣一體化控制系統的制作方法
—種火電廠熱工電氣一體化控制系統技術領域
本發明屬于電力系統技術領域，具體涉及為發電廠全廠控制提供統一的軟硬件平臺。
背景技術：
隨著國家能源政策的實施，節能降耗和提高可靠性是火電廠提高運行效益的本質要求，同時，2008年電監會發布了各個區域的《并網發電廠輔助服務管理實施細則》和《發電廠并網運行管理實施細則》，開始大力考核和補償并網發電機組的可靠性和調度性能，這些措施使得火電廠的必須不斷強化發電機組運行的效率、運行安全性和可靠性。發電集團為了適應市場發展趨勢，提高競爭力，正逐步完善分層管理模式，電廠層逐步作為生產車間， 管理功能逐步遠程化、信息化。而所有這些目標的實現都必須依賴一個數字化的、統一的全廠控制平臺，沒有一個統一的全廠一體化控制平臺，就不可能實現數字化、信息化、遠程化、 高可靠性的發電廠。
火電廠控制一體化設計將使得大量技術人員從眾多型式不一的控制系統的繁冗的維護中解放出來，更好的投入到對生產技術研究上來，為提高發電廠效益提供的必備的人力資源，一體化全廠控制系統也極大的方便信息共享和數據交換，為生產運行提供全面數據支持，同時，節約了大量的備品備件的庫存，極大降低運行維持成本。發明內容
為實現發電廠熱工電氣一體化控制，將電氣和熱工無縫融合在一起，實現完全面向電力生產的工藝流程。本發明公開了一種發電廠熱工電氣一體化控制系統。
本發明具體采用以下技術方案。
—種發電廠熱工電氣一體化控制系統，該系統包括單兀機組、升壓站、熱工電氣一體化監控主站；其特征在于
所述單元機組、升壓站分別與熱工電氣一體化監控主站之間通過網絡實現通信；
所述單元機組通過網絡隔離裝置與所述升壓站實現網絡通信，通過所述網絡隔離裝置，單元機組能夠接收升壓站的采集數據，而升壓站只能接收由單元機組發向升壓站的控制命令；
所述單元機組包括熱工自動化系統和廠用電電氣自動化系統，其中，熱工自動化系統包括分散處理單元DPU、現場儀表和執行機構，所述現場儀表將采集的現場信號傳輸至所述分散處理單元，所述分散處理單元為執行機構下發控制命令，所述分散處理單元與監控層網絡相連；所述廠用電電氣自動化系統包括6KV微機綜合保裝置、380V測控裝置、其他電氣智能設備和現場總線主站卡，所述6KV微機綜合保裝置、380V測控裝置、其他電氣智能設備通過現場總線主站卡與監控層網絡相連；
所述升壓站主要包括升壓站自動化系統，升壓站自動化系統包括線路測控裝置、 線路保護裝置和現場總線主站卡(CA)，線路測控裝置和線路保護裝置經過現場總線主站卡(CA)接入到監控層網絡；
單元機組直接通過監控層網絡向所述熱工電氣一體化監控主站上傳現場儀表采集的現場信號，所述熱工電氣一體化監控主站通過監控層網絡向單元機組的分散處理單元下發控制命令；所述廠用電電氣自動化系統中的電動機部分6KV微機綜合保護裝置和電動機部分380V測控裝置直接通過現場總線主站卡接入到分散處理單元中，通過分散處理單兀上傳電動機米集數據和下發電動機控制命令；電氣自動化系統中的6KV電源部分微機綜合保護裝置、電源部分380V測控裝置部分和其它電氣智能設備直接通過現場總線主站卡與監控層網絡連接，通過現場總線主站完成電源部分的綜合保護和測控裝置采集信息上傳和下發6KV電源部分的微機綜合保護裝置和電源部分380V測控裝置控制指令；
升壓站中的線路保護裝置和線路測控裝置通過現場總線主站卡與監控層網絡連接，完成線路保護裝置和線路測控裝置數據采集和控制指令下發；
一體化監控主機通過所述監控網絡既與單元機組連接，又與升壓站連接，完成對單元機組和升壓站統一監控。
本發明具有以下技術效果
(I)實現了發電廠熱工、電氣統一管理、統一維護，避免出現各自為政的局面，有效的降低電廠成本，提高工作效率；
(2)統一的網絡結構和數據庫，達到全網數據透明、數據共享，消除信息孤島，充分發揮電廠效益；
(3)統一的硬件平臺，減少備件種類，便于管理和檢修維護；
(4)統一的軟件平臺，統一的顯示風格，提高了系統故障自檢能力，便于運行人員的培訓和管理。


圖I為本發明發電廠熱工電氣一體化控制系統結構示意圖2為熱工自動化網絡結構示意圖3為電氣自動化網絡結構示意圖4為升壓站自動化現場設備網絡結構示意圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖并通過具體實施例對本發明的技術方案作進一步詳細說明。
圖I為發電廠熱工電氣一體化控制系統結構示意圖。主要包括監控主站、單元機組和公用系統。單元機組由熱工自動化系統和廠用電電氣自動化系統構成，公用系統有升壓站自動化系統等構成。監控主站的服務器通過監控層網絡(以太網)既與單元機組分散處理單元(即控制器DPU)連接又與公用系統連接，構成系統實時信息主干網，負責與分散處理單元之間的數據信息采集和管理；單元機組和公用系統控制層之間設置隔離裝置，既可以通過C-NET實現機組控制站和公用控制站之間的數據交換；又可以實現單元機組和公用系統之間的隔離，避免網絡之間互相影響。單元機組直接通過分散處理單元上傳現場儀表采集的數據，同時通過分散處理單元下發控制命令到執行機構；單元機組中廠用電電氣自動化系統的6KV微機綜合保護(電動機)和380V測控裝置(電動機)部分直接通過現場總線主站卡接入到熱工自動化系統中的分散處理單元中，通過分散處理單元完成上傳數據和下發控令；單元機組的廠用電電氣自動化系統中的6KV微機綜合保護(電源)、380V測控裝置(電源)部分和其他電氣智能設備直接通過現場總線主站卡與監控網絡連接，通過現場總線主站卡完成上傳數據和下發控令。升壓站中的線路測控裝置和線路保護裝置通過現場總線主站卡與監控網絡連接，完成線路測控裝置和線路保護裝置的數據采集和控令下發。一體化監控主機既與單元機組監控網絡連接，又與公用系統監控網絡連接，完成對單元機組和升壓站統一監控。
圖2為熱工自動化系統網絡結構。該網絡結構按照功能分為三層，即監控層、控制層和現場層。現場層包括現場儀表和執行機構，控制層包括分散處理單元(控制器DPU)和 I/O板卡，分散處理單元通過I/O板卡連接至所述現場儀表和執行機構，監控層包括所述一體化監控主站。分散處理單元通過DP-NET實現與I/O板卡之間的數據通信，完成現場儀表的數據采集和執行機構的控制功能；各分散處理單元通過C-NET組成高速實時控制網絡， 完成分散處理單元之間的數據通信；監控層通過O-NET完成一體化監控主站間的數據交換以及一體化監控主站和控制層之間的數據交換，并可以在一體化監控主站接入其他廠家的 PLC，完成與其他輔控系統的整合。所述現場儀表、執行機構可以通過硬接線與所述I/O板卡相連，也可以直接通訊卡與所述分散處理單元相連，支持Profibus、CAN、Lonfforks等多種標準現場總線協議。
圖3為廠用電電氣自動化系統網絡結構。該網絡結構自上而下分監控層、通信控制層和間隔層三層，監控層包括一體化監控主站，通訊控制層包括現場總線主站卡，間隔層包括6KV微機綜合保護、380V測控裝置電動機和電源部分、其他電氣智能保護裝置。通信控制層和間隔層設備可分散分布配置，易于設備維護和系統擴展。監控層完成對整個廠用電電氣自動化網絡的數據收集、處理、顯示、監視功能。通信控制層完成監控層和間隔層之間的實時信息交換，實現與廠用電電源相關的電氣智能設備的采集和控制功能。間隔層由6KV 微機綜合保護、380V測控裝置電動機和電源部分、其他電氣智能保護裝置組成，完成就地電氣設備的保護、測量、控制功能，通過現場總線、工業以太網等通訊方式與通信控制層通信。 6KV微機綜合保護(電動機)和380V測控裝置(電動機)直接通過現場總線主站卡接入到熱工自動化系統的分散處理單元中，通過分散處理單元完成上傳數據和下發控令；6KV微機綜合保護(電源)、380V測控裝置(電源)部分和其他電氣智能設備直接通過現場總線主站卡與監控網絡連接，通過現場總線主站卡完成6KV微機綜合保護(電源)、380V測控裝置(電源)部分和其他電氣智能設備采的上傳數據和下發控令。
圖4為升壓站自動化系統網絡結構。主要完成監控功能、操作控制功能、遠動功能、操作票功能、系統自診斷和自維護等。按照監視、控制、管理的范圍將設備分為監控層、 控制層、間隔層(現場層)三個層次，監控層主要包括一體化監控主站，控制層主要包括通訊卡，間隔層主要包括線路保護裝置和線路測控裝置。監控層設備負責監視、控制、管理整個站的信息；控制層負責將間隔層設備的信息收集上傳站控層，該層主要設備是現場總線主站卡。現場總線主站卡用于接入線路保護裝置和線路測控裝置，實現對線路保護裝置和測控裝置的數據采集和下發控制命令。通訊卡可以下放到現場，就地安裝在開關柜上，也可以組屏安裝。
權利要求
1.一種發電廠熱工電氣一體化控制系統，該系統包括單兀機組、升壓站、熱工電氣一體化監控主站；其特征在于所述單元機組、升壓站分別與熱工電氣一體化監控主站之間通過網絡實現通信； 所述單元機組通過網絡隔離裝置與所述升壓站實現網絡通信，通過所述網絡隔離裝置，單元機組能夠接收升壓站的采集數據，而升壓站只能接收由單元機組發向升壓站的控制命令；所述單元機組包括熱工自動化系統和廠用電電氣自動化系統，其中，熱工自動化系統包括分散處理單元DPU、現場儀表和執行機構，所述現場儀表將采集的現場信號傳輸至所述分散處理單元，所述分散處理單元為執行機構下發控制命令，所述分散處理單元與監控層網絡相連；所述廠用電電氣自動化系統包括6KV微機綜合保裝置、380V測控裝置、其他電氣智能設備和現場總線主站卡，所述6KV微機綜合保裝置、380V測控裝置、其他電氣智能設備通過現場總線主站卡與監控層網絡相連；所述升壓站主要包括升壓站自動化系統，升壓站自動化系統包括線路測控裝置、線路保護裝置和現場總線主站卡(CA)，線路測控裝置和線路保護裝置經過現場總線主站卡 (CA)接入到監控層網絡；單元機組直接通過監控層網絡向所述熱工電氣一體化監控主站上傳現場儀表采集的現場信號，所述熱工電氣一體化監控主站通過監控層網絡向單元機組的分散處理單元下發控制命令；所述廠用電電氣自動化系統中的電動機部分6KV微機綜合保護裝置和電動機部分380V測控裝置直接通過現場總線主站卡接入到分散處理單元中，通過分散處理單元上傳電動機米集數據和下發電動機控制命令；電氣自動化系統中的6KV電源部分微機綜合保護裝置、電源部分380V測控裝置部分和其它電氣智能設備直接通過現場總線主站卡與監控層網絡連接，通過現場總線主站完成電源部分的綜合保護和測控裝置采集信息上傳和下發6KV電源部分的微機綜合保護裝置和電源部分380V測控裝置控制指令；升壓站中的線路保護裝置和線路測控裝置通過現場總線主站卡與監控層網絡連接，完成線路保護裝置和線路測控裝置數據采集和控制指令下發；一體化監控主機通過所述監控網絡既與單元機組連接，又與升壓站連接，完成對單元機組和升壓站統一監控。
2.根據權利要求I所述的發電廠熱工電氣一體化控制系統，其特征在于所述現場儀表、執行機構可以通過硬接線連接到I/O板卡后再與所述分散處理單元相連，也可以直接通過現場總線主站卡與所述分散處理單元相連，支持Profibus、CAN、 Lonfforks等多種標準現場總線協議。
全文摘要
本發明公開了一種實現發電廠熱工電氣一體化控制系統，包括單元機組、升壓站、熱工電氣一體化監控主站，監控主站通過監控層網絡和分散處理單元(控制器DPU)連接，構成系統實時信息主干網，負責與分散處理單元之間的數據信息采集和管理；同時通過電氣通訊卡完成與各種電氣智能裝置的數據采集和管理。電氣中與生產工藝密切相關的設備，納入分散處理單元中，完成設備的控制，側重過程自動化，電氣中廠用電源、升壓站相關的納入機組和公用電氣監控，側重其監控。本發明將發電廠電氣設備和熱工設備控制功能無縫融合在一起，完全面向電力生產的工藝流程。
文檔編號G05B19/418GK102541014SQ20121000723
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者劉娜, 奚志江, 焦邵華, 王海燕, 賀晉衛, 陳莉 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司