我公司在多年從事變電站綜合自動化系統(tǒng)開發(fā)、研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,充分吸收了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的成功經(jīng)驗,采用系統(tǒng)化設(shè)計思想,結(jié)合本公司多年從事SCADA/HMI軟件的編程經(jīng)驗,將通用組態(tài)軟件和電力專業(yè)技術(shù)知識完美結(jié)合起來,統(tǒng)一開發(fā)的新型變電站綜合自動化系統(tǒng)平臺。適用于電力系統(tǒng)內(nèi)以及各廠礦企業(yè)110KV、35KV、10KV等各級變電站綜合自動化系統(tǒng)中,是廣大供電局和集成商用來構(gòu)建無人值守或少人值守變電站綜合自動化系統(tǒng)的有利工具。
1系統(tǒng)特點
系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),按縱向分為變電站層和間隔層。
間隔層在站內(nèi)按間隔分布式配置。各間隔設(shè)備相對獨立,通過通信網(wǎng)互聯(lián),并同變電站層的設(shè)備通信,取消了原本大量引入主控室的信號、測量、控制、保護等使用的電纜,節(jié)省了投資,提高了系統(tǒng)可靠性。
變電站層設(shè)備也采用分布式、開放式的設(shè)計,組態(tài)完成站內(nèi)監(jiān)控功能,全面提供設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及控制、保護信息記錄與分析等功能。變電站層設(shè)備采用此種配置模式,一方面保證了系統(tǒng)整體的可靠性,另一方面也使得功能選擇、配置更靈活、更合理。
2典型配置
系統(tǒng)從功能上分為變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、保護與控制子系統(tǒng)以及測控子系統(tǒng)等若干部分。保護與控制子系統(tǒng)采用各知名品牌保護裝置,測控子系統(tǒng)采用各知名品牌測控裝置。變電站層以及間隔層通訊采用以太網(wǎng)。采用pFieldComm通訊服務(wù)器作為遠(yuǎn)動主站及智能設(shè)備的集中器。采用了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議棧及IEC870-5-103通訊規(guī)約,實現(xiàn)了上位機管理層的平衡式傳輸,可充分地將保護設(shè)備的各種信息匯總到后臺監(jiān)控系統(tǒng)。
2.1間隔層
保護測控裝置包括主變保護裝置、線路保護裝置、中低壓保護測控裝置、備自投裝置、公共測控裝置等一系列裝置??梢园惭b在各個開關(guān)間隔單元內(nèi),也可以根據(jù)需要集中安裝。各個保護測控單元在功能上不依賴于其它軟硬件單元獨立工作,與站控主機依據(jù)其規(guī)約實現(xiàn)高速通訊。其他裝置也都可以按照自己不同的規(guī)約接入通信系統(tǒng)中。間隔層設(shè)備可直接下放至開關(guān)場就地連接,減少大量的二次接線,各間隔設(shè)備相對獨立,通過通訊網(wǎng)絡(luò)進行連接,取消了原本大量引入主控室的信號、測量、控制、保護等使用的電纜,節(jié)省投資,提高系統(tǒng)可靠性。
2.2變電站層由監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動主站兩部門組成
◇監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn):變電站所有保護、測控、自動裝置的信息收集;進行綜合處理、分析、計算、統(tǒng)計、現(xiàn)實、打??;對全站運行設(shè)備發(fā)布遙控遙調(diào)命令。
系統(tǒng)采用Windows 2000 server/professional操作系統(tǒng)、pFieldComm專業(yè)電力系統(tǒng)自動化軟件,使用高性能的計算機系統(tǒng),可以實現(xiàn)在安全、穩(wěn)定、可靠、先進的基礎(chǔ)上勝任變電站綜合自動化的各種任務(wù)。
◇遠(yuǎn)動主站
根據(jù)用戶需要系統(tǒng)可提供遠(yuǎn)程維護功能,GPS對時功能,同時系統(tǒng)提供完善的遠(yuǎn)動遠(yuǎn)傳設(shè)備,實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理和實現(xiàn)無人值班。
圖一
3系統(tǒng)的冗余處理:
為了提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性,力控電力電氣監(jiān)控組態(tài)軟件提供多種冗余方式,主要有單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)、雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng)、客戶端冗余、控制設(shè)備冗余等等。
3.1單網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng):
在此系統(tǒng)中,主機和從機僅使用了單一網(wǎng)絡(luò)適配器,主/從機之間只有一個網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,缺點是單一網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,會同時出現(xiàn)兩個活動站,并導(dǎo)致I/O設(shè)備采集沖突等問題。
3.2雙網(wǎng)雙機冗余系統(tǒng):
在此系統(tǒng)中,主機和從機都使用兩個網(wǎng)絡(luò)適配器,并分配在兩個不同的網(wǎng)段,主/從機之間存在兩個網(wǎng)絡(luò)連接。兩個網(wǎng)絡(luò)互為備用,可保證主/從機之間的可靠網(wǎng)絡(luò)通信。
3.3客戶端冗余:
冗余客戶端既可以是人機界面運行系統(tǒng),也可以是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),冗余客戶端將雙機冗余系統(tǒng)的主機或從機作為數(shù)據(jù)源。冗余客戶端能夠自動判斷出是主機還是從機處于活動狀態(tài),并保持與該活動站的通信。當(dāng)發(fā)生狀態(tài)切換后,客戶端節(jié)點能自動找到新的活動站,并保持通信。
3.3.4控制設(shè)備冗余:
在變電站綜自系統(tǒng)中,為了提高控制系統(tǒng)的可靠性,控制站的電源、CPU、通訊模塊需要進行冗余配置即設(shè)備冗余方式,冗余的控制設(shè)備一般為主、從控制器,控制器上的主從CPU同時連接設(shè)備總線,主從設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)同步來防止控制出錯,同步包括時間同步、IO狀態(tài)同步等,主設(shè)備損壞時,從設(shè)備自動接管控制權(quán),對于有些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),有時也會用兩個完全一樣的設(shè)備同時采集數(shù)據(jù),上位機監(jiān)控軟件和此類系統(tǒng)通訊時,要考慮到主從設(shè)備CPU的切換時,上位機監(jiān)控軟件要同步切換來保證正確的數(shù)據(jù)獲取IO設(shè)備的數(shù)據(jù),力控在單機、網(wǎng)絡(luò)下都支持控制設(shè)備冗余。
4部分系統(tǒng)指標(biāo)
系統(tǒng)使用壽命≥10年;
系統(tǒng)平均無故障時間:系統(tǒng)MTBF≥30000小時;
遙測量:遙測合格率 >99.9%;
開關(guān)量:遙信正確率 >99.9%;
遙控、遙調(diào)正確率為100%;
CPU負(fù)載:正常情況下負(fù)荷率≤15%(任意5分鐘內(nèi)平均);事故情況下負(fù)荷率≤35%(任 意1分鐘內(nèi)平均);
遙信變化送到主站 ≤1.5秒;
遙測量送到主站 ≤1.5秒;
遙控命令 ≤1.5秒;
畫面調(diào)用時間 ≤1秒;
畫面刷新周期 ≤1秒;
SOE分辨率:1ms
實時數(shù)據(jù)庫容量,支持到10000點基本保持以上性能指標(biāo)
5典型案例
云南三環(huán)化工60萬噸工程變電站綜合自動化系統(tǒng)
河南平頂山建設(shè)變電站綜合自動化系統(tǒng)
海南三亞路回頭變電站綜合自動化系統(tǒng)
河南周口西華變電站綜合自動化系統(tǒng)