国华河北沧东电厂AVC子站技术方案Word文件下载.docx
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AVR:
ABB
1.2AVC控制方式
电厂侧AVC子站接收省调AVC主站下发的母线电压调整量,根据该值计算该条母线下对应机组无功功率需求值,按照一定的分配策略合理分配给每台机组,在充分考虑各种约束条件后,计算出对应的控制脉冲宽度,下发至AVC执行终端,执行终端输出增减信号给励磁系统,由励磁系统调节机组无功功率。
系统拓扑图
1.3系统的输入输出
电厂AVC子站与省调AVC主站通过调度数据网通信。
发电厂AVC子站具有数据采集功能。
为避免信息的重复采集,保证与省调接受的电厂数据一致,发电厂AVC子站通过与远动系统(RTU)的通信获取出线和机组的实时数据,数据包括:
发变组出线电压、机组有功、机组无功、机端电压和机端电流数据。
AVC装置以脉宽调节方式输出控制信号,其控制信号输出至电厂DCS系统,由DCS系统转发至AVR对发电机励磁进行调节。
AVC子站状态信号输出至电厂DCS系统,供电厂运行人员监视。
2技术方案
2.1设备配置
本工程采用上下位机配置方式,配置2台上位机和2台AVC执行终端,终端与机组一对一配置。
AVC子站500KV上位机接收河北省调AVC主站下达的国华河北沧东电厂500KV母线电压调整量指标,子站220KV上位机接收省调220KV母线电压调整量指标,根据母线电压调整量计算对应机组无功功率目标值,分配至各机组,在充分考虑各种约束条件后,计算出对应的控制脉冲宽度,下发至AVC执行终端,执行终端输出增减磁信号经DCS转发至励磁系统,由励磁系统调节机组无功功率。
2.2组屏方式
两台上位机组一面屏,两台执行终端组一面屏,共两面屏。
上位机组屏布置在电厂继电器楼,执行终端组屏布置在机组电子间。
后台管理机安放在集控室。
2.3设备间接口方式
2.3.1主站下发指令
主站通过调度数据网下发220KV和500KV母线电压调整量指令。
此遥调信号经数据交换机网络接口发送给两台上位机,500KV段上位机经过解析得到500KV母线电压调整量,220KV段上位机得到主站下发的220KV电压调整量指令。
数据交换机与上位机屏柜采用屏蔽双绞线联接(100米)。
2.3.2子站上传信号
子站可将各机组的AVC运行状态信号以遥信方式上传至主站。
上传主站遥信量:
✓远方/就地控制模式;
✓电厂子站自检正常状态
✓#1机组投/退状态;
✓#2机组投/退状态;
✓#1机组增磁闭锁;
✓#1机组减磁闭锁;
✓#2机组增磁闭锁;
✓#2机组减磁闭锁;
子站可将控制电压的目标电压值以遥测方式上传至主站。
2.3.3与主站通讯规约IEC60870-104-2002。
2.3.4实时数据采集方式
通过电厂远动系统,以截取通讯报文的方式采集实时数据,与RTU通讯规约采用CDT。
RTU与上位机屏柜采用RS485串口总线方式(屏蔽通讯电缆)连接(<
100米)。
采集的模拟量数据包括:
✓220KV母线电压;
✓500KV母线电压;
✓各机组有功出力;
✓各机组无功出力;
✓各机组定子电压;
✓各机组定子电流;
2.3.5上位机与执行终端接口方式
上位机与执行终端接口采用通讯方式,通讯链路为Profibus,规约为企业内部规约,通过RS485串行口传送信号,全双工通信方式。
上位机屏与执行终端屏,采用光缆通信(200米左右),用光电转换器进行变送。
2.3.6子站与公用信号系统接口
国电河北龙山发电厂#1,#2号机组子站输出控制信号和状态信号接入DCS系统。
执行终端输入、输出信号类型均为无源空触点。
(1)子站输出控制信号
子站将#1,#2机组控制信号通过屏蔽控制电缆直接送至DCS,由DCS转发至励磁调节器(AVR)。
信号包括:
✓#1机组增磁信号
✓#1机组减磁信号
✓#2机组增磁信号
✓#2机组减磁信号
(2)子站输出状态信号
子站#1,#2机组执行终端输出的状态信号通过屏蔽铜质电缆接入DCS,供信号类型为无源空触点。
子站输出的状态信号有(每机组):
✓自检正常信号
✓投入返回信号
✓通信正常信号
✓闭环运行信号
✓电源正常信号
✓增磁闭锁信号
✓减磁闭锁信号
(3)子站接收的输入信号
子站接收的信号类型为无源空节点,通过硬接线方式接入子站执行终端。
其目的是将运行人员对AVC的操作命令(投入、切除)发给AVC,以改变AVC运行模式;
并将AVR自动信号等作为AVC系统运行的判据之一。
子站接收的输入信号包括:
✓AVC投入信号(1秒以上)
✓AVC切除信号(1秒以上)
✓AVR自动信号
#1,#2机组执行终端的输入信号由DCS系统输出。
2.3.7子站与后台管理接口
后台管理机放置在集控室值长工作台,与中控单元距离较远(500米),采用网络通讯方式,故传输媒质采用光缆。
主要功能为:
AVC运行状态监视;
AVC系统运行维护与参数整定
3功能规范和技术要求
3.1应用的标准及规范
除非另作特别规定,所有设备的设计、制造、检查、试验及特性都遵照最新版本的IEC标准、中国国家标准(GB)及电力行业(DL)标准。
如果这些标准内容矛盾时,按最高标准的条款执行或按双方商定的标准执行。
电厂侧子站设备引用的标准:
✓ISO国际标准化组织标准
✓IEC国际电工委员会标准
✓ITU-T国际电信联盟推荐标准
✓GB中华人民共和国国家标准
✓DL中华人民共和国电力行业标准
✓JB电力系统继电保护技术条件
3.2设备运行条件要求
3.2.1一般工况
3.2.1.1海拔高度:
≤1000m
3.2.1.2环境温度
✓最高温度:
45℃
✓最低温度:
-10℃
✓最大日温差:
25℃
3.2.1.3相对湿度(环境温度为20℃时)
✓日平均相对湿度:
≤95%
✓月平均相对湿度:
≤90%
3.2.1.4抗震等级:
✓水平加速度:
0.2g
✓垂直加速度:
0.1g
3.2.2安装和存放条件
所有设备均放置在无屏蔽、无防静电措施的机房内。
3.2.3工作电源
✓上位机AC:
220V10%,50Hz0.5Hz波形:
正弦,波形畸变不大于5%;
✓下位机AC:
3.2.4接地
机柜以及电缆屏蔽层的接地线均应与主接地网可靠连接。
3.2.5抗干扰
3.2.5.1在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作及其它强干扰作用下,装置不发生误动作。
3.2.5.2装置快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、冲击电压试验和绝缘试验符合IEC标准。
3.2.6在屏间距离小于100m且不经过高压电磁场时,屏间采用屏蔽电缆,否则采用光缆连接。
3.2.7可维修性要求
3.2.7.1机柜中的插件有良好的互换性,检修时能迅速更换。
3.3电厂AVC子站的功能规范和技术要求
3.3.1设备配置
采用上下位机配置方式。
上位机两台,为发电厂AVC子站监控中心,用于数据分析和计算。
执行终端与机组配套配置,每台机组配置一台执行终端,为发电厂AVC子站执行终端,用于信号采集和控制输出。
后台管理机一台,用于运行人员监控和参数维护。
3.3.2上位机配置
上位机采用嵌入式工控机,配置如下:
✓CPU:
Pentium,主频≥400MHz。
✓内存:
≥256M。
✓硬盘:
≥40GB。
✓显示器:
17”液晶
✓标准键盘、鼠标。
✓网络口:
双网10/100Mbps(自适应)
3.3.3功能规范
发电厂AVC子站具备以下功能:
✓信号采集:
通过RTU采集发电机组的电压、电流、有功、无功,高压母线电压等信号;
✓与AVC主站通信:
通过调度数据网接收主站调节数据,上送子站运行工况等参数;
✓数据计算:
按照策略(等功率因数),实现同一母线下机组间无功计算;
✓控制功能:
发出增减信号给励磁系统,由励磁系统调节机组无功功率;
✓故障判别:
根据输入信息,自动进行故障判别,并能及时闭锁输出;
✓母线切换:
双母线结构下,在线识别母线检修,控制母线自动切换至另一条母线;
✓安全保护:
设备异常时,及时输出闭锁,保护机组安全运行;
✓事件追忆:
可以至少记录1个月的各种输入事件和输出信息,作为AVC子站的事件追忆功能;
✓数据存储:
长时间纪录运行数据、曲线、事件、参数和离线电压设定曲线等数据;
✓输出AVR调节脉冲,宽度:
10~2500ms(可选)。
✓系统电源选用高可靠、宽范围的工业开关电源,稳定性强;
✓与后台管理机通讯,将数据传输到后台机的界面,并读取后台管理机的操作;
✓系统CPU板具有硬件DOG功能,一旦出现故障,可通过硬件DOG重新启动系统,系统自动恢复正常运行;
✓采用工业级嵌入式整机,结构简单可靠,坚固耐用,抗干扰能力强,适用电厂的运行环境;
✓预留二期,三期软/硬件接口,方便扩充多机组。
3.3.4系统技术指标
3.3.4.1容量指标
✓模拟量输入:
4点(每台执行终端)
输入范围:
-5V~5V、-10V~+10V、0~20mA
测量精度:
0.5%
✓模拟量输出:
1点(每台执行终端)
输出范围:
0~20mA
输出精度:
✓开关量输入:
24点(每台执行终端)
信号电平:
24V(系统自备)
✓开关量输出:
16点(每台执行终端)
节点容量:
DC250V,5A
3.3.4.2通讯端口
✓串行端口数≥4(每台上位机)
✓网络端口数≥1(每台上位机)
3.3.4.3可用率
✓年可用率:
≥99.9%。
3.3.4.4控制精度
✓母线电压控制精度≤0.3KV
✓单机组无功控制精度≤3Mvar
3.3.4.5实时性和准确性
✓画面调出时间和动态数据刷新时间2~10秒(可调)。
✓遥控执行正确率:
100%
✓SOE分辨率:
≤2ms。
✓通信能力应能够满足调度端对于调度信息的时间要求(遥测传送时间≤3s,遥信变化传送时间≤2s)。
3.4发电厂AVC子站软件配置说明
3.4.1包括完整的数据采集、处理、通信和诊断等各种软件。
软件配置满足功能规范的要求,具有良好的实时性和可维护性。
3.4.2软件遵循国际标准,满足开放的要求。
3.4.3便于用户的二次开发和在线安装、生成、修改新的应用功能。
3.4.4提供所有提交给电厂的用于运行维护、二次开发的接口。
3.4.5具备较强的数据存储功能,能够长时间存储运行数据、运行事件、系统参数和离线电压设定曲线等数据。
3.5对功能模块的要求
3.5.1计算模块应具有下列功能:
✓根据高压母线电压调整量目标值计算电厂对应机组发出无功功率目标值。
✓按照给定的无功分配策略,将总的无功目标值分配给各台机组。
✓选择需要调整的机组,给出合适的调整指令。
✓自动识别母线检修,双母线结构一条母线检修,控制母线自动切换至另一条母线。
3.5.2运行约束条件:
✓AVC主站下发的调节信号突变限值;
✓AVC主站控制无效时间限值;
✓发电机参与调节的有功功率限值。
✓发电机在不同的有功出力下对应的无功功率上下限;
✓发电机的机端电压上下限;
✓发电机的机端电流上下限;
✓220KV上下限;
✓500KV上下限
✓厂用电压上下限(可增配)
✓AVR自动信号消失;
✓实时数据波动过于剧烈,超过设定值;
✓实时数据不刷新;
✓启用在线模式时省调通信中断;
✓RTU通信故障;
✓机组有功越闭锁值;
✓机组无功越闭锁值;
✓机组机端电压越闭锁值;
✓机组机端电流越闭锁值;
✓母线电压越闭锁值。
✓厂用电压越闭锁值(可增配)
AVC子站在满足以上运行约束条件时,装置闭锁输出并发出增减闭锁信号,一旦运行条件正常,增减闭锁信号消失,装置自动恢复正常运行。
3.5.3防误措施
✓上位机计算错误时有保护措施,能可靠保证不误输出。
✓执行终端掉电时不会误输出。
✓任一硬件模块或连线损坏,均不会造成设备误输出。
✓防止输出控制节点粘死措施,当输出节点粘死导致输出控制脉冲过长时,应自动切断控制输出信号保证机组安全。
3.6GPS对时接口
AVC子站能实现与省调主站的104对时报文对时。
也可提供RS485串口(RS232口备用)与厂内卫星定时系统GPS实现精确对时(对时误差不大于1ms)。
3.7设备清单
序号
设备材料名称
技术参数及要求
数量
备注
1
AVC子站上位机
工控机
2台
包括软件
2
显示器
三星17”液晶
1台
3
KVM多主机切换器
4
AVC子站执行终端
每面屏2台
5
AVC屏体
2面
6
空气开关
按需要
屏内安装
7
辅助电源
S-15-24
2只
8
上架插排
2个
9
光纤跳线
8根
10
耦合器
8个
11
光纤终端盒
1进8出
12
光电转换器
MODEL277SM
4个
13
光缆(单模)
8芯
500米
14
4芯
15
后台监控机
选配
16
屏蔽双绞线
100米
17
控制电缆
30米
18
变送器
6只
每机组采集厂用电3段共6段
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- 国华 河北 电厂 AVC 技术 方案