专利名称：一种火电厂热工电气一体化控制系统的制作方法
—种火电厂热工电气一体化控制系统技术领域
本发明属于电力系统技术领域，具体涉及为发电厂全厂控制提供统一的软硬件平台。
背景技术：
随着国家能源政策的实施，节能降耗和提高可靠性是火电厂提高运行效益的本质要求，同时，2008年电监会发布了各个区域的《并网发电厂辅助服务管理实施细则》和《发电厂并网运行管理实施细则》，开始大力考核和补偿并网发电机组的可靠性和调度性能，这些措施使得火电厂的必须不断强化发电机组运行的效率、运行安全性和可靠性。发电集团为了适应市场发展趋势，提高竞争力，正逐步完善分层管理模式，电厂层逐步作为生产车间， 管理功能逐步远程化、信息化。而所有这些目标的实现都必须依赖一个数字化的、统一的全厂控制平台，没有一个统一的全厂一体化控制平台，就不可能实现数字化、信息化、远程化、 高可靠性的发电厂。
火电厂控制一体化设计将使得大量技术人员从众多型式不一的控制系统的繁冗的维护中解放出来，更好的投入到对生产技术研究上来，为提高发电厂效益提供的必备的人力资源，一体化全厂控制系统也极大的方便信息共享和数据交换，为生产运行提供全面数据支持，同时，节约了大量的备品备件的库存，极大降低运行维持成本。发明内容
为实现发电厂热工电气一体化控制，将电气和热工无缝融合在一起，实现完全面向电力生产的工艺流程。本发明公开了一种发电厂热工电气一体化控制系统。
本发明具体采用以下技术方案。
—种发电厂热工电气一体化控制系统，该系统包括单兀机组、升压站、热工电气一体化监控主站；其特征在于
所述单元机组、升压站分别与热工电气一体化监控主站之间通过网络实现通信；
所述单元机组通过网络隔离装置与所述升压站实现网络通信，通过所述网络隔离装置，单元机组能够接收升压站的采集数据，而升压站只能接收由单元机组发向升压站的控制命令；
所述单元机组包括热工自动化系统和厂用电电气自动化系统，其中，热工自动化系统包括分散处理单元DPU、现场仪表和执行机构，所述现场仪表将采集的现场信号传输至所述分散处理单元，所述分散处理单元为执行机构下发控制命令，所述分散处理单元与监控层网络相连；所述厂用电电气自动化系统包括6KV微机综合保装置、380V测控装置、其他电气智能设备和现场总线主站卡，所述6KV微机综合保装置、380V测控装置、其他电气智能设备通过现场总线主站卡与监控层网络相连；
所述升压站主要包括升压站自动化系统，升压站自动化系统包括线路测控装置、 线路保护装置和现场总线主站卡(CA)，线路测控装置和线路保护装置经过现场总线主站卡(CA)接入到监控层网络；
单元机组直接通过监控层网络向所述热工电气一体化监控主站上传现场仪表采集的现场信号，所述热工电气一体化监控主站通过监控层网络向单元机组的分散处理单元下发控制命令；所述厂用电电气自动化系统中的电动机部分6KV微机综合保护装置和电动机部分380V测控装置直接通过现场总线主站卡接入到分散处理单元中，通过分散处理单兀上传电动机米集数据和下发电动机控制命令；电气自动化系统中的6KV电源部分微机综合保护装置、电源部分380V测控装置部分和其它电气智能设备直接通过现场总线主站卡与监控层网络连接，通过现场总线主站完成电源部分的综合保护和测控装置采集信息上传和下发6KV电源部分的微机综合保护装置和电源部分380V测控装置控制指令；
升压站中的线路保护装置和线路测控装置通过现场总线主站卡与监控层网络连接，完成线路保护装置和线路测控装置数据采集和控制指令下发；
一体化监控主机通过所述监控网络既与单元机组连接，又与升压站连接，完成对单元机组和升压站统一监控。
本发明具有以下技术效果
(I)实现了发电厂热工、电气统一管理、统一维护，避免出现各自为政的局面，有效的降低电厂成本，提高工作效率；
(2)统一的网络结构和数据库，达到全网数据透明、数据共享，消除信息孤岛，充分发挥电厂效益；
(3)统一的硬件平台，减少备件种类，便于管理和检修维护；
(4)统一的软件平台，统一的显示风格，提高了系统故障自检能力，便于运行人员的培训和管理。
图I为本发明发电厂热工电气一体化控制系统结构示意图2为热工自动化网络结构示意图3为电气自动化网络结构示意图4为升压站自动化现场设备网络结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图并通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
图I为发电厂热工电气一体化控制系统结构示意图。主要包括监控主站、单元机组和公用系统。单元机组由热工自动化系统和厂用电电气自动化系统构成，公用系统有升压站自动化系统等构成。监控主站的服务器通过监控层网络(以太网)既与单元机组分散处理单元(即控制器DPU)连接又与公用系统连接，构成系统实时信息主干网，负责与分散处理单元之间的数据信息采集和管理；单元机组和公用系统控制层之间设置隔离装置，既可以通过C-NET实现机组控制站和公用控制站之间的数据交换；又可以实现单元机组和公用系统之间的隔离，避免网络之间互相影响。单元机组直接通过分散处理单元上传现场仪表采集的数据，同时通过分散处理单元下发控制命令到执行机构；单元机组中厂用电电气自动化系统的6KV微机综合保护(电动机)和380V测控装置(电动机)部分直接通过现场总线主站卡接入到热工自动化系统中的分散处理单元中，通过分散处理单元完成上传数据和下发控令；单元机组的厂用电电气自动化系统中的6KV微机综合保护(电源)、380V测控装置(电源)部分和其他电气智能设备直接通过现场总线主站卡与监控网络连接，通过现场总线主站卡完成上传数据和下发控令。升压站中的线路测控装置和线路保护装置通过现场总线主站卡与监控网络连接，完成线路测控装置和线路保护装置的数据采集和控令下发。一体化监控主机既与单元机组监控网络连接，又与公用系统监控网络连接，完成对单元机组和升压站统一监控。
图2为热工自动化系统网络结构。该网络结构按照功能分为三层，即监控层、控制层和现场层。现场层包括现场仪表和执行机构，控制层包括分散处理单元(控制器DPU)和 I/O板卡，分散处理单元通过I/O板卡连接至所述现场仪表和执行机构，监控层包括所述一体化监控主站。分散处理单元通过DP-NET实现与I/O板卡之间的数据通信，完成现场仪表的数据采集和执行机构的控制功能；各分散处理单元通过C-NET组成高速实时控制网络， 完成分散处理单元之间的数据通信；监控层通过O-NET完成一体化监控主站间的数据交换以及一体化监控主站和控制层之间的数据交换，并可以在一体化监控主站接入其他厂家的 PLC，完成与其他辅控系统的整合。所述现场仪表、执行机构可以通过硬接线与所述I/O板卡相连，也可以直接通讯卡与所述分散处理单元相连，支持Profibus、CAN、Lonfforks等多种标准现场总线协议。
图3为厂用电电气自动化系统网络结构。该网络结构自上而下分监控层、通信控制层和间隔层三层，监控层包括一体化监控主站，通讯控制层包括现场总线主站卡，间隔层包括6KV微机综合保护、380V测控装置电动机和电源部分、其他电气智能保护装置。通信控制层和间隔层设备可分散分布配置，易于设备维护和系统扩展。监控层完成对整个厂用电电气自动化网络的数据收集、处理、显示、监视功能。通信控制层完成监控层和间隔层之间的实时信息交换，实现与厂用电电源相关的电气智能设备的采集和控制功能。间隔层由6KV 微机综合保护、380V测控装置电动机和电源部分、其他电气智能保护装置组成，完成就地电气设备的保护、测量、控制功能，通过现场总线、工业以太网等通讯方式与通信控制层通信。 6KV微机综合保护(电动机)和380V测控装置(电动机)直接通过现场总线主站卡接入到热工自动化系统的分散处理单元中，通过分散处理单元完成上传数据和下发控令；6KV微机综合保护(电源)、380V测控装置(电源)部分和其他电气智能设备直接通过现场总线主站卡与监控网络连接，通过现场总线主站卡完成6KV微机综合保护(电源)、380V测控装置(电源)部分和其他电气智能设备采的上传数据和下发控令。
图4为升压站自动化系统网络结构。主要完成监控功能、操作控制功能、远动功能、操作票功能、系统自诊断和自维护等。按照监视、控制、管理的范围将设备分为监控层、 控制层、间隔层(现场层)三个层次，监控层主要包括一体化监控主站，控制层主要包括通讯卡，间隔层主要包括线路保护装置和线路测控装置。监控层设备负责监视、控制、管理整个站的信息；控制层负责将间隔层设备的信息收集上传站控层，该层主要设备是现场总线主站卡。现场总线主站卡用于接入线路保护装置和线路测控装置，实现对线路保护装置和测控装置的数据采集和下发控制命令。通讯卡可以下放到现场，就地安装在开关柜上，也可以组屏安装。
权利要求
1.一种发电厂热工电气一体化控制系统，该系统包括单兀机组、升压站、热工电气一体化监控主站；其特征在于所述单元机组、升压站分别与热工电气一体化监控主站之间通过网络实现通信； 所述单元机组通过网络隔离装置与所述升压站实现网络通信，通过所述网络隔离装置，单元机组能够接收升压站的采集数据，而升压站只能接收由单元机组发向升压站的控制命令；所述单元机组包括热工自动化系统和厂用电电气自动化系统，其中，热工自动化系统包括分散处理单元DPU、现场仪表和执行机构，所述现场仪表将采集的现场信号传输至所述分散处理单元，所述分散处理单元为执行机构下发控制命令，所述分散处理单元与监控层网络相连；所述厂用电电气自动化系统包括6KV微机综合保装置、380V测控装置、其他电气智能设备和现场总线主站卡，所述6KV微机综合保装置、380V测控装置、其他电气智能设备通过现场总线主站卡与监控层网络相连；所述升压站主要包括升压站自动化系统，升压站自动化系统包括线路测控装置、线路保护装置和现场总线主站卡(CA)，线路测控装置和线路保护装置经过现场总线主站卡 (CA)接入到监控层网络；单元机组直接通过监控层网络向所述热工电气一体化监控主站上传现场仪表采集的现场信号，所述热工电气一体化监控主站通过监控层网络向单元机组的分散处理单元下发控制命令；所述厂用电电气自动化系统中的电动机部分6KV微机综合保护装置和电动机部分380V测控装置直接通过现场总线主站卡接入到分散处理单元中，通过分散处理单元上传电动机米集数据和下发电动机控制命令；电气自动化系统中的6KV电源部分微机综合保护装置、电源部分380V测控装置部分和其它电气智能设备直接通过现场总线主站卡与监控层网络连接，通过现场总线主站完成电源部分的综合保护和测控装置采集信息上传和下发6KV电源部分的微机综合保护装置和电源部分380V测控装置控制指令；升压站中的线路保护装置和线路测控装置通过现场总线主站卡与监控层网络连接，完成线路保护装置和线路测控装置数据采集和控制指令下发；一体化监控主机通过所述监控网络既与单元机组连接，又与升压站连接，完成对单元机组和升压站统一监控。
2.根据权利要求I所述的发电厂热工电气一体化控制系统，其特征在于所述现场仪表、执行机构可以通过硬接线连接到I/O板卡后再与所述分散处理单元相连，也可以直接通过现场总线主站卡与所述分散处理单元相连，支持Profibus、CAN、 Lonfforks等多种标准现场总线协议。
全文摘要
本发明公开了一种实现发电厂热工电气一体化控制系统，包括单元机组、升压站、热工电气一体化监控主站，监控主站通过监控层网络和分散处理单元(控制器DPU)连接，构成系统实时信息主干网，负责与分散处理单元之间的数据信息采集和管理；同时通过电气通讯卡完成与各种电气智能装置的数据采集和管理。电气中与生产工艺密切相关的设备，纳入分散处理单元中，完成设备的控制，侧重过程自动化，电气中厂用电源、升压站相关的纳入机组和公用电气监控，侧重其监控。本发明将发电厂电气设备和热工设备控制功能无缝融合在一起，完全面向电力生产的工艺流程。
文档编号G05B19/418GK102541014SQ20121000723
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者刘娜, 奚志江, 焦邵华, 王海燕, 贺晋卫, 陈莉 申请人:北京四方继保自动化股份有限公司