镜泊湖地下电站计算机监控系统的改造与设计

论文摘要

镜泊湖地下电站1978年建成,由4台机组组成,装机容量60MW（4×15MW）,现水轮发电机组已运行二十八年,设备陈旧且老化严重,近年来虽然对一些附属设备包括计算机监控方面等进行了技术改造,但计算机监控系统始终没有全面完善。镜泊湖发电厂地下电站虽然机组容量较小,但由于我省水电厂调峰机组较少,所以镜泊湖地下电站在黑龙江省电网尤其省东部网中占有很重要地位,现在镜泊湖地下电站已不能满足机组快速开停机并网、精确自动调整负荷的要求,也不能满足水电厂自动发电控制（AGC）的要求,随着国家电网公司“三抓一创、一强三优”目标的提出,随着“厂网分开、竞价上网”的必然趋势,今年对镜泊湖地下电站计算机监控系统进行了彻底改造,并满足了现场实际应用、达到了预期目标。本文通过分析水电厂计算机监控系统的模式,现地控制单元以及通信系统的发展情况,结合镜泊湖地下电站的设备现状及地理结构特点,阐述了与之相适应的计算机监控系统控制模式、结构配置,电厂级采用100Mbps快速以太网,现地控制单元通过SJ-30通讯管理装置相连接,并针对LCU、上位机在监控系统及实际运行中的重要性,对LCU、上位机开停机流程图及人机界面进行了介绍。这套系统已成功应用于镜泊湖地下电站,效果较好,系统在软、硬件配置及功能上均达到了运行人员实际需求,为镜泊湖地下电站实现真正意义上的“无人值班、少人值守、梯调遥控”打下了坚实基础,提供了可靠保障。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 水电厂计算机监控的内容及意义
• 1.2 水电厂计算机监控系统的发展趋势
• 1.2.1 我国水电站计算机监控系统的发展概况
• 1.2.2 水电厂计算机监控系统的发展趋势
• 1.3 水电厂自动发电控制AGC
• 1.3.1 水电站在电力系统中的作用
• 1.3.2 水轮发电机组的经济运行
• 1.3.3 自动发电控制（AGC）的原理
• 1.3.4 自动发电控制（AGC）的意义
• 1.4 镜泊湖地下电站现状
• 1.4.1 计算机监控系统存在的问题
• 1.4.2 站内经济运行存在问题
• 1.5 镜电站实现计算机监控的意义
• 1.5.1 提高电厂安全运行的可靠性
• 1.5.2 提高镜电站的经济运行
• 1.5.3 提高供电质量
• 1.5.4 提高劳动生产率
• 2 镜电站计算机监控系统的设计
• 2.1 计算机监控系统结构模式的分析比较
• 2.1.1 水电站计算机监控方式的发展
• 2.1.2 水电站计算机监控系统结构的发展
• 2.1.3 计算机监控系统的分析
• 2.2 网络通信的选择
• 2.2.1 以太网通信
• 2.2.2 SJ-30 通讯装置简介
• 2.3 镜电站计算机监控系统的结构设计
• 2.3.1 镜电站计算机监控系统的设计原则
• 2.3.2 镜电站计算机监控系统结构设计
• 2.3.3 计算机监控系统硬件配置
• 2.3.4 镜电站计算机监控系统软件选择
• 2.4 镜电站计算机监控系统的主要功能
• 2.4.1 功能概述
• 2.4.2 各级功能的分配
• 2.4.3 计算机监控系统的主要功能
• 2.5 镜电站计算机监控系统的特点
• 2.5.1 采用全开放分布式系统结构
• 2.5.2 网络设备具有特定功能
• 2.5.3 拥有丰富的组态工具
• 2.5.4 报警功能强大
• 2.5.5 系统先进、可靠
• 2.5.6 全面的监控功能
• 3 机组LCU 的硬件设计
• 3.1 机组LCU 的功能概述
• 3.1.1 数据采集与处理
• 3.1.2 安全运行监视
• 3.1.3 控制和调节
• 3.1.4 数据通信
• 3.1.5 自诊断
• 3.1.6 测量
• 3.1.7 音响、信号
• 3.1.8 水力机械保护功能
• 3.2 国内LCU 的现状及配置模式
• 3.2.1 国内LCU 的现状
• 3.2.2 LCU 的结构模式
• 3.3 镜电站机组LCU 的结构设计
• 3.3.1 可编程序控制器PLC
• 3.3.2 以PLC 为核心的LCU 的优点
• 3.3.3 机组LCU 的结构配置
• 3.4 机组PLC 控制系统监控点的选择
• 3.5 机组控制器PLC 的硬件配置
• 3.5.1 机组控制器PLC 的选择原则
• 3.5.2 机组控制器PLC 的硬件配置
• 4 机组LCU 应用程序的改造设计
• 4.1 LCU 顺控流程的设计原则
• 4.2 机组状态闭锁条件的判断
• 4.2.1 机组开机准备条件判断
• 4.2.2 机组停机备用态判断
• 4.2.3 机组空转态判断
• 4.2.4 机组空载态判断
• 4.2.5 机组发电态判断
• 4.3 机组LCU 顺控流程的改造设计
• 4.3.1 机组开蝶阀流程
• 4.3.2 机组关蝶阀流程
• 4.3.3 机组开机流程
• 4.3.4 机组正常停机流程
• 4.3.5 机组事故停机流程
• 4.4 LCU 功能在软件中的实现方法
• 4.5 现地控制单元（LCU）的特点
• 4.5.1 应用SJ-30 将不同功能、不同接口的设备相连接
• 4.5.2 可靠性高
• 4.5.3 模块化设计
• 4.5.4 防误闭锁设计
• 5 现地控制单元人机界面的设计应用
• 5.1 LCU 人机界面设计原则
• 5.2 LCU 人机界面的功能
• 5.3 NC2000 组态软件简介
• 5.3.1 NC2000 组态软件功能及作用
• 5.3.2 NC2000 组态软件主要特点如下如示
• 5.3.3 生动的实时动画功能
• 5.4 LCU 人机界面的改造设计
• 5.4.1 自动方式
• 5.4.2 召唤方式
• 5.5 监控画面的改造设计
• 5.5.1 画面监视功能
• 5.5.2 画面控制功能
• 5.5.3 画面报警功能
• 5.5.4 历史数据查询功能
• 5.6 LCU 人机界面的特点
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 读工程硕士期间发表的论文及工程实践