京能集团海淀北区域能源中心智能热网监控系统技术规范概要.docx
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京能集团海淀北区域能源中心智能热网监控系统技术规范概要
热网监控系统招标
技术规范书
2012年12月
一、热网调度中心SCADA系统技术规范
1.1项目介绍
北京上庄燃气热电有限公司将建设一座规模为1x9E+2x58MW的热电厂,在太舟坞村绿地建设一座规模为2x58MW的调峰锅炉房,在4-1街区建设一座规模为2x29MW的调峰锅炉房,“十二五”末,规划建筑面积约909万m2,采暖热负荷约466MW;其中3片区规划建筑面积约814万m2,采暖热负荷约411MW,4-1街区规划建筑面积约95万m2,采暖热负荷约55MW,预计换热站100座。
1.2智能热网介绍
公司热网系统内,热源点分散,用户和热力站数量随开发区滚动建设逐年增多,网区内多为公建用户,采用热计量收费后,热网负荷随时序变化较大。
为了适应新型热网的调配特性,确保安全经济运行,合理调配热能,预防生产事故发生及在突发事故时及时、正确处置,提高供热管理的数字化与信息化程度,将换热站监控、地理信息、模拟仿真系统等信息化建设整合为能源管控中心综合管理系统,实现公司管网联网、环网调度管理,保证公司管网的安全、稳定、节能运行,充分发挥智能供热调度,节能降耗的管理职能。
通过系统的建立,将大大提升公司的生产管理水平,为公司安全运行、节能降耗、应急抢险、管网建设、工程管理、提供全面、快捷的管理平台。
1.3热网监控系统概况
本次招标热网监控系统为预建设的北京上庄燃气热电有限公司智能热网项目中的一部分。
热网调度中心组态包括将所属的各换热站(包括首站)的参数接入热网调度中心的监控系统,全面实现远方监视控制功能。
卖方提供的全套的热网调度中心控制系统应无条件满足工艺系统和买方提供的控制要求。
(一).规范和标准
供货商提供的控制系统应满足相应的标准:
如
ISO《国际标准组织》
IEC《国际电工委员会》
JIS《日本标准》
DIN《德国标准》
BS《英国标准》
ASME《美国机械工程师协会》
ASTM《美国试验及材料协会》
GB、JB(国家、部级有关标准)
其他国际公认的与上述标准相当或更好的标准也可以接受,但应同时符合现行的国际有关标准和规定,并且投标者应满足相关的ISO等标准和GB、JB标准,并保证根据这些标准进行产品设计、制造、试验、检验等。
供货商应在标书中说明满足上述标准的具体情况
供货商提供的软件系统应满足国际公认标准。
(二).设计内容
2.1前言
北京上庄燃气热电有限公司热网工程的热网监控SCADA系统,包括1台数据库服务器、1台WEB服务器、1台工程师站、1台操作员站、打印机和交换机等设备。
2.2热网监控系统的概念
该热网监控系统包括热网远程监控和数据采集SCADA系统、远程终端站RTU及相应的通讯系统。
它将实时、全面的反映和控制整个热网的运行情况,监视热网最不利点的压差,提供热源调节处理热网变化的依据。
同时它还是热源和热网安全、可靠、高效经济运行的保证。
2.3供货范围
供货商应按照规范要求,对热网监控系统进行软件编程,并通过测试、调试,利用招标方提供的光纤通讯网路,实现与约100个换热站的远程数据监测和监控功能,实现各换热机组无人值守,并提供相应的技术服务、文件和培训。
本供货范围规定了热网监控系统在供货、安装指导、调试各阶段所需的全部设备与要求的工作内容。
尽管标书中不一定指明,但也认为属于供货范围。
“包括在供货范围内”指包括在供货总价内。
热网监控系统应能在本标书规定的各种工作条件下运行。
供方应保证该系统的各部分协调工作,最终形成一套完整的功能齐全的热网监控系统。
供货范围的每项工作需单独报价,并包含在总价中。
2.4供货商的工作
(1)热网监控系统的软件编程,完成要求设备的组态,并完成要求的所有功能。
(2)网络通讯:
该部分包括将热网监控中心与三个调峰锅炉房DCS系统、一个燃气热电机组DCS系统之间的通讯,与约100换热站由光纤组成的局域网之间的通讯,该部分网络主要由通讯网络部门完成,但供货商应与通讯部门合作共同完成所需要的通讯网络。
该部分还包括与智能热网GIS系统、建模仿真系统、负荷预测调度系统的数据传输。
(3)机组远程终端RTU:
供货商应与机组电气自控系统密切配合,在监控中心实现对各机组的远程监控,最终完成各热力站自动控制、无人值守运行。
(三).热网监控中心应实现但不限于以下功能
3.1主要性能指标
系统可用率:
不小于99.9%
平均故障间隔时间(MTBF):
不小于20000小时
动态画面响应时间:
不大于2秒
遥控、遥调正确率:
不小于99.99%
遥控、遥调命令传送时间:
不大于4秒
遥测信息传送时间:
不大于3秒
遥信变位传送时间:
不大于2秒
整个系统对时精度:
不大于1ms
各CPU的平均负荷率:
正常时(任意30min内):
低于40%
网络正常时(任意30min内):
低于20%
网络事故时(10s内):
低于40%
3.2主要功能
热网SCADA系统为1个热网监控中心与若干个远程终端站(RTU)组成的网络系统。
主要完成对各站的数据采集和分析处理功能,并对机组远程终端站做出控制指导,保证整个系统在平衡的状态下安全、稳定、高效节能运行。
3.2.1数据采集和控制:
热网监控中心通过通讯网络对远程终端站(RTU)的运行数据和运行状态进行远程实时采集,应保证采集的数据与远程终端站的数据保持一致,并实时更新数据库,并将运行数据存入历史数据库。
在进行数据采集和控制时不需要执行任何附加的应用程序。
当系统在线运行时,应能够对系统所有的部分进行组态而不影响其他通道的数据采集和控制。
特别提出的是,任何节点不得通过重新启动来完成数据库的更新。
(1)组态
数据通讯驱动程序由具有最高操作级别的工程师在线进行组态。
组态必须有权限识别。
(2)通讯
SCADA系统应能与供方所提供的远程终端装置通过通讯公司建立的通讯网络进行通讯。
如果有足够的级别授权,操作员应能从任意一个操作员站(包括远程连接站)读出、操作和分析所有的数据。
一旦对控制设备组态并使之投入使用,系统应能自动开始在后台进行对该设备的诊断扫描,以保证对系统通讯的监测与任何数据采集扫描相对独立。
系统对从所有的设备采集来的数据进行数据完整性检验。
一旦接收到无效的数据或者通讯时间溢出信号时应重发,若3次失败,系统将产生一个该次通讯错误的记录。
系统能通过该通讯监测表的结果给出报警信号,通知操作员有故障的设备或通道。
通讯的统计情况应在系统的标准显示画面上显示,并能在报表中或用户定义的显示画面中输出。
当通讯线路故障导致通讯中断无法采集数据,应在通讯线路恢复正常后,保证数据采集自动恢复正常。
(3)数据采集
系统应支持下列数据采集方式:
1)周期性扫描
2)异常报告
从若干个远程终端站(RTU)到监控中心的数据完整性是非常重要的。
数据传输的结构应是严密而完整的,这样任何有疑问的数据都将在操作员处醒目的显示。
不允许使用诸如DDE等协议向操作员站传输数据。
监控中心应能采集到以下参数
机组远程终端站RTU的数据采集
换热站视频信号的数据采集
从RTU控制器所列出的所有需要的参数进行数据采集
热源DCS系统的数据采集
通过OPC协议主要从热源DCS系统采集如下数据:
热源出口的供水压力、温度、流量,回水压力、温度,热源出口的供热量,热源总的耗电量、耗水量、耗煤量、泵的运行状态。
数据库服务器应具备与电厂MIS或OA系统的通讯接口。
(4)设备控制
将智能热网负荷预测模块计算的控制指令通过硬线或通讯方式下发到各热源点的控制系统中。
从操作员站发送到控制设备的指令应采用先写后读的方式以保证指令的完整性。
如果发送指令后读到的确认信号显示控制动作失败,操作员应接收到一个控制失效报警。
操作员可以对控制失效信号的优先级组态。
主要对换热站机组进行设备控制,所谓进行控制只是在监控中心修改所需要的参数,并远程下载到各机组控制器RTU,仍由就地的控制器进行独立控制,只有具有最高权限的操作员才能进行如下控制,原则上在就地控制器上能设定或修改的参数都应在监控中心进行修改或设定,并应具有所有控制回路的专用监控画面,控制回路采用柱状图显示,供方应满足但不限于以下所列的功能,满足换热站无人值守的要求:
二次供水温度控制:
可以在监控中心修改二次网供水温度的设定值、修改室外温度补偿的二次网供水温度设定曲线、修改设定曲线平移值、修改室外温度修正值、修改时间控制程序、修改各调节阀的实际开度,修改一次侧热量最大热量限制值等所有需要操作。
应具有控制回路直观的操作画面,包括室外温度测量值、二次供水温度测量值、二次供水温度设定值、平移值,通过柱状图进行显示。
应有室外温度补偿的二次供水温度设定曲线画面,应比较形象直观并方便修改设定值。
可方便的进行参数修改等工作。
温度控制应具有手自动切换功能。
二次网供回水压差控制:
可以在监控中心修改二次网供回水压差的设定值,修改循环泵变频器的实际频率、PID参数。
应具有控制回路直观的操作画面,包括二次侧供回水压差(的测量值与设定值通过柱状图进行显示。
可方便的进行参数修改等工作。
应有手自动切换功能。
二次网回水定压控制:
可以在监控中心修改二次网回水定压的设定值,修改补水泵变频器的实际频率、睡眠频率、低限偏差设定值、PID参数。
应具有控制回路直观的操作画面,包括二次侧回水压力的测量值与设定值通过柱状图进行显示。
可方便的进行参数修改等工作。
启停控制:
在紧急情况下,可以在监控中心进行循环泵、补水泵、泄压电磁阀的启停控制。
在条件具备的情况下,可以进行整个机组的启停控制。
3.2.2操作员界面显示:
系统应提供用于操作数据和非正常情况下有效通讯的操作员界面。
重要的区域,如报警图标应一直显示。
该界面应提供一系列的标准显示画面,用于组态和浏览SCADA系统。
这些标准画面独立于用户和过程画面之外。
操作员界面应在Windows操作环境中运行。
在不同的运行环境中,该界面保持一致的外观。
该界面是交互的,全图形化的和基于图标的。
图形支持至少256种颜色和1280×1024的分辨率。
为减少操作人员的培训,该界面应基于视窗形式。
为使常用的操作简单易行,标准显示画面和用户定义画面上应具有标准的工具条图标和下拉式菜单。
同样,不需要组态也可以使用标准的功能键实现常用的功能。
系统应提供HELP文件来帮助指导操作人员。
操作员界面应能以局域网形式与系统服务器相连。
操作员应能监视到以下画面:
(1)热网系统供热区域各站点分布画面显示:
应能利用供热区域的地图,标示出一次网主要管线走向,以及采用不同的图标区别显示热源和各换热站站点的位置,每站点应具有基本的运行参数(压力、温度、热量)显示,通过点击各站点图标即可进入换热站流程图画面。
(2)各换热站流程图画面显示:
具有换热站基本流程图画面显示,换热站所有相关的运行参数显示及相应的控制操作功能,每个控制回路都应有调节显示的画面,支持远程下载,控制功能应具有自动/手动操作模式,功能实现应直观、方便、简单。
正常数字、异常数字及超限数字显示应具有颜色变化功能。
(3)监测通讯通道画面:
显示监控中心计算机之间,监控中心与远程终端站之间的通讯状态,若发生故障能显示故障状态。
(4)注释功能:
每个站点都有专门的信息窗口,能够显示本站点的供热性质、供热区域、设计/实际供热面积、建筑类型、供热形式。
所有的过程对象都配有注释功能,与该过程对象有关的信息都收集在注释表里,同时也能存放过程对象新出现的信息。
该信息具有权限的操作员可以进行修改。
操作员留言板:
当班的操作员留言后,下一个值班的操作员可迅速的获得留言信息。
(5)水压图显示:
该系统应绘制供热外网自热源到各热力站的一次网动
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- 集团 海淀 北区 能源 中心 智能 监控 系统 技术规范 概要