DL电力标准-DLT 578-1995 水电厂计算机监控系统基本技术条件.pdf
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1、 中华人民共和国电力行业标准 中华人民共和国电力行业标准 水电厂计算机监控系统基本技术条件 水电厂计算机监控系统基本技术条件 DL/T57895 Specification of supervisory computer control system for hydroelectric power plants 中华人民共和国电力工业部中华人民共和国电力工业部 19950713 批准 批准 19951201 实施 实施 1 主题内容与适用范围 本标准规定了水电厂计算机监控系统的有关术语、基本结构、技术要求、试验和检验、 包装和运输以及文件等内容。 本标准适用于大型水电厂计算机监控系统的设计、
2、制造和运行管理, 梯级水电厂和中型 水电厂计算机监控系统亦应参照使用。 2 引用标准 GB2887 计算机场地技术要求 DL5003 电力系统调度自动化设计技术规程 DL5002 地区电网调度自动化设计技术规程 GB6162 静态继电器及保护装置的电器干扰试验 GB7450 电子设备雷击保护导则 GB3453 数据通信基本型控制规程 GB3454 数据终端(DTE)和数据电路终端设备(DCE)之间的接口定义 GB7260 不间断电源设备 DL476 电力系统实时数据通信应用层协议 JB/T5234 工业控制计算机系统验收大纲 3 术语 3.0.1 电站级(或主控级)(Power Plant L
3、evel):指水电厂中央控制一级。 3.0.2 现地控制单元级(Local Control Unit):指水电厂被控设备按单元划分后在现地建立的 控制级。 3.0.3 人机接口(Man-Machine Interface):指操作人员与计算机监控系统设备的联系。等同人 机通信(MMI)或人机联系。 3.0.4 通信接口(Communication Interface):计算机与标准通信系统之间的接口。 3.0.5 局部网(Local Area Network):局部区域计算机网络的简称。 3.0.6 点设备(Point):输入输出接口设备。点的分类含义如下: (1)报警点(Alarm Poin
4、t):它用于输入能产生报警功能的信息。 (2)累加点(Accumulator Point):它接收脉冲数字输入信号,累加到脉冲计数的总数中去。 (3)模拟点(Analog Point):它输入模拟量完成模数转换。 (4)控制点(Control Point):它输出实现控制功能的信息。 (5)指示(状态)点(Indication (Status) Point):它接收作为指示功能的数字信号输入。 (6)事件顺序点(Sequence of Event Point):它接收实现寄存事件顺序功能的数字信号输 入。 (7)备用点(Spare Point):指没有被使用但已经配好线和有设备的点。 (8)布
5、线点(Wired Point):这些点的公用设备、布线和空间位置均已提供,要使用这些点 只需要加入硬插件。 (9)空位点(Space on Point):机柜中留下的点设备空间位置,可供将来添加插件、设备、 机箱和布线。 3.0.7 数字量(Digital Quantity):用编码脉冲或状态所代表的变量。 3.0.8 模拟量(Analog Quantity):连续变化量,它被数字化并用标量表示。 3.0.9 数据(Data):数字量或模拟量含义的数值表示。 3.0.10 比特率(Bit Rate):传送二进制位的速度。单位为每秒传送的位数。 3.0.11 波特(Baud):信号传输速度的一种
6、单位。它等于每秒内离散状态或信号事件的个数。 在每个信号事件表示一个二进制位的情况下,波特和每秒比特数一样;在异步传输中,波特 是调制率的单位,它是单位间隔的倒数。若单位间隔的宽度是 20ms,则调制率是 50 波特。 3.0.12 信息(Information):根据数据表示形式中所用的约定赋予数据的意义。 3.0.13 报文(Message):用于传递信息的字符有序序列。 3.0.14 事件(Event):系统或设备状态的离散变化。 3.0.15 分辨率(Resolution):被测量可能被识别的最小值。 3.0.16 事件分辨率(Event Resolution):事件发生时间的可识别的
7、最小值。 3.0.17 状态(State):指元件或部件所处的状态。例如,逻辑“0”或“1” 。 3.0.18 状况(Status):描述一个点或一台设备或一个软件工作状况的信息。例如,点报警状 态,点禁扫状态。 3.0.19 禁止(Disable):阻止某个特定事件处理的命令或条件。 3.0.20 允许(Enable):允许某个特定事件处理的命令或条件。 3.0.21 人工操作(Manual Operation):通过人机接口对被控设备进行操作。 3.0.22 响应时间(Response Time):从启动某一操作到得到结果之间的时间。 3.0.23 平均故障间隔时间(Mean-Time-B
8、etween Failures):工作设备的故障之间所能期望的间 隔时间(h)。 3.0.24 平均维修时间(Mean Time to Repair):使故障设备恢复正常工作所能期望的时间(h)。 3.0.25 电磁相容性(Electromagnetically Compatibility (EMC):设备对外界电磁场容忍能力 的一种量度。 3.0.26 电磁干扰(Electromagnetic Interference(EMI):从设备中辐射出的电磁场的一种量度。 3.0.27 有功功率联合控制(Joint Control of Active Power):在电厂内调整有功功率以如此方 式进
9、行, 即让被控制的多台发电机组的行为同单台机组的行为一样。 其发电机联合组成和执 行控制规律是按照电厂控制任务特性来确定的。 3.0.28 无功功率联合控制(Joint Control of Reactive Power):在电厂内调整无功功率以如此 方式进行, 即让被控制的多台发电机组的行为同单台机组的行为一样。 其发电机联合组成和 执行控制规律是按照电厂控制任务特性来确定的。 3.0.29 厂内自动发电控制(Automatic Generation Control):水电站自动发电控制是电力系统 自动发电控制一个子系统。它的任务是:在满足各项限制条件的前提下,以迅速、经济的方 式控制整个电
10、站的有功功率来满足系统的需要。 3.0.30 厂内自动电压控制(Automatic Voltage Control):水电站自动电压控制是电力系统自动 电压控制一个子系统。它的任务是按厂内高压母线电压及全厂的无功功率进行优化实时控 制,以满足电力系统的需要。 4 基本结构 4.1 开放、分布式计算机监控系统结构 按水电厂控制对象或系统功能分布设置多台计算机装置, 它们连接到资源共享的网络上 实现分布处理。 4.2 开放、分层分布式计算机监控系统结构 按水电厂控制层次和对象设置电站级和现地控制单元级: a.电站级根据要求可以配置成单机、双机或多机系统; b.现地单元控制级按被控对象(如水轮发电机
11、组、开关站、公用设备、闸门等)由多台现 地控制单元(LCU)装置组成; c.电站级和现地控制单元级间一般采用星形网络或总线网络结构。 4.3 现地控制单元级结构 4.3.1 现地控制单元级可以选用下列设备配置: a.工业控制微机; b.高性能的可编程控制器; c.工业控制微机加可编程控制器。 4.3.2 现地控制单元是实现水电厂计算机监控的关键设备,根据计算机监控系统实用要求, 其结构配置可为: a.双重化冗余结构; b.局部双重化冗余结构; c.多处理器非冗余与简化常规设备相结合的结构。 4.3.3 现地控制单元应能独立运行,具有现地监控手段。 5 系统功能和操作要求 5.1 数据采集 5.
12、1.1 数据类型: a.模拟量; b.数字输入状态量; c.数字输入脉冲量; d.数字输入 BCD 码; e.数字输入事件顺序量; f.外部链路数据。 5.1.2 现地控制单元(级)数据采集: a.应能自动(定时和随机)采集以上各类实时数据; b.事故及故障情况下,应能自动采集事故、故障发生时刻的各类数据。 5.1.3 电站控制单元(级)数据采集: a.自动(定时和随机)采集各现地控制单元的各类实时数据; b.自动接收各调度级的命令信息(任选项); c.自动接收电厂监控系统以外的数据信息(任选项)。 5.2 数据处理 数据处理应定义对每一设备和每种数据类型的数据处理能力和方式, 以用于支持系统
13、完 成监测、控制和记录功能。 5.2.1 模拟量数据处理: 应包括模拟数据的滤波、 数据合理性检查、 工程单位变换、 模拟数据变化及越限检测等, 并根据规定产生报警和报告。 5.2.2 状态数据处理: 应包括防抖滤波、状态输入变化检测,并根据规定产生报警和报告。 5.2.3 事件顺序数据处理: 应记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间(年、月、日、时、分、秒、毫秒)、事 件名称、事件性质,并根据规定产生报警和报告。 5.2.4 计算数据: a.功率总加; b.脉冲累积、电度量或分时电度量的累计; c.主辅设备动作次数和运行时间等维护管理统计; d.水量、耗水率、效率等计算(任选项)。 5.2
14、.5 主要参数趋势分析处理(任选项)。 5.2.6 事故追忆处理(任选项)。 5.2.7 相关量处理(任选项)。 5.3 控制与调节 监控系统按照电厂当前运行控制方式和预定的决策参数进行控制调节, 以满足电力调度 发电控制要求。 5.3.1 对运行设备控制方式的设置: a.远方调度端/电站(级)控制方式设置; b.电站(级)/现地控制单元(级)控制方式设置; c.机组单控/联合控制运行方式设置; d.运行设备自动/手动控制方式设置。 5.3.2 对单台被控设备人工操作: 运行人员通过电站(级)或现地控制单元的操作屏(台)进行操作,完成对单台设备的控制 与调节。 5.3.3 机组单元的控制调节:
15、 机组单元在现地人工控制或电站(级)远方控制均应具有以下控制调节功能: a.机组顺序控制; b.机组转速及有功功率调节; c.机组电压及无功功率调节。 5.3.4 厂内自动发电控制或有功功率联合控制的调节准则: a.按系统调度给定的日负荷曲线调整功率; b.按系统 AGC 定周期设定值自动调整功率(任选项); c.按运行人员给定总功率调整功率; d.按水位控制方式; e.按等功率、等开度或等微增率等优化方式进行有功功率的自动分配和调整。 5.3.5 厂内自动发电控制: 监控系统根据给定的电站功率, 考虑调频和备用容量的需要, 计算当前水头下电站最佳 运行的机组数; 根据电站供电的可靠性、 设备
16、(特别是水轮发电机组)的当前安全和经济状况, 确定应运行机组台号;在应运行机组间实现负荷的经济分配;校核各项限制条件,如机组汽 蚀振动区、下游最小流量、下游水位变化、用水量计算等,不满足时进行各种修正。 5.3.6 厂内自动电压控制或机组无功功率联合控制的调节准则: a.按系统调度给定的电厂高压母线电压日调节曲线进行调整; b.按运行人员给定的高压母线电压值进行调节; c.按发电机出口母线电压给定值进行调节; d.按等无功功率或等功率因数进行调节。 5.3.7 低频控制和高频控制(任选项): 监控系统根据系统频率降低和升高的程度以及机组的运行方式, 自动改变机组的运行方 式以恢复系统的频率正常
17、。 5.4 人机联系及操作要求 监控系统均通过以下接口设备完成画面显示、 打印制表、 设置参数及操作控制等人机联 系功能。 a.电站级运行人员控制台; b.现地操作台(屏); c.工程师/编程员工作台; d.模拟屏。 5.4.1 电站级运行人员控制台基本功能及操作要求: 作为电厂运行人员监视和控制电厂运行的主要手段, 运行人员与计算机监控系统的交互 作用将通过运行人员控制台使用 CRT、汉字打印机、键盘或跟踪球等来实现。 5.4.1.1 人机联系原则: a.运行人员控制台只允许完成对电厂设备运行监视、控制调节和参数设置等操作,而不 允许修改或测试各种应用软件; b.人机联系应有汉字显示和打印功
18、能,汉字应符合国家一级汉字库标准; c.人机联系操作方法应简便、灵活、可靠,对话提示说明应清楚准确,在整个系统对话 运用中保持一致; d.有关控制操作的人机联系,应充分利用具有被控对象显示画面、键盘(或跟踪球等)及 画面对话区提示三者相结合的方式;操作过程中应有必要的可靠性校核及闭锁功能; e.画面调用方式应满足灵活可靠、响应速度快的原则; f.应给不同职责的运行管理人员提供不同安全等级操作权限。 5.4.1.2 CRT 功能: a.画面显示; b.画面实时刷新(包括设备状态、运行参数及实时时钟的刷新); c.报警与操作信息报告显示; d.人机对话提示以及操作命令出错信息提示; e.光标显示与
19、控制(应能通过键盘或跟踪球等进行控制); f.画面窗口变换与局部放大; g.画面的平移与滚动。 5.4.1.3 画面显示: 运行人员通过键盘或跟踪球选择和召唤画面显示。画面内容应精炼、清晰、直观,以便 于监视和改善动态特性。可以显示的主要画面包括: a.各类菜单(或索引表)显示; b.电厂电气接线图; c.机组及其风、水、油等主要辅助设备状态模拟图; d.机组运行状态转换顺序流程图; e.各类棒图; f.各类曲线图; g.各类记录报告; h.各类运行报表; i.操作票及操作指导(任选项); j.事故处理指导(任选项); k.计算机系统设备运行状态图; l.各类维护管理报表。 5.4.1.4 屏
20、幕显示画面的编排: a.时间显示区; b.画面静态及动态信息主显示区; c.报警信息显示区; d.人机对话显示区。 5.4.1.5 画面图符及显示颜色定义: a.电气接线图中各电气设备图符应符合水利水电工程制图标准 ; b.电气接线图中各电压等级颜色应符合 NDGJ889 有关规定; c.电气接线图中机组、断路器、隔离开关、接地开关图符动态刷新颜色定义: 机组发电状态:红色; 机组调相状态:蓝色; 机组停机备用状态:黄色; 机组停机检修状态:白色; 机组水泵状态:粉红色; 断路器、隔离开关、接地开关合闸状态:红色; 断路器、隔离开关、接地开关分闸状态:绿色; d.报警与操作信息显示颜色定义:
21、报警事故信息:红色; 故障信息:黄色; 复归信息:白色; 操作信息:绿色; e.参数刷新颜色定义: 参数正常:绿色; 参数越限:红色(或闪光)(越上上限或下下限); 黄色(越上限或下限)。 5.4.1.6 键盘操作与控制: 运行人员通过键盘或跟踪球进行选择画面和屏幕管理操作之外,主要是完成 5.3 条款中 的操作控制任务。功能设计上应采取下述措施: a.充分利用人机联系方式、采用键盘(专用键或动态键)和画面对话区显示一致控制的原 则,以保障操作安全可靠; b.操作前,首先调用有关控制对象的画面,进行对象选择,在画面上,所选择的被控对 象应有显示反映及选择无误的提示,运行人员确认选择的目标后,方
22、可执行有关操作; c.被控对象的选择和控制只能在同一个控制台上进行; d.控制操作步骤应尽可能少,但应有必要复核检查。 5.4.1.7 各种参数的设置(或修改): 运行人员在控制台上应能方便准确地设置或修改运行方式、 负荷给定值及运行参数限值 等等。 5.4.1.8 报警处理: a.当对象达到事故和故障状态,应立即发出报警音响和显示信息。报警音响应将事故和 故障区别开来。声音可手动或自动解除。 b.报警显示信息应在当前画面上显示报警语句(包括报警发生时间、对象名称、性质等)。 显示颜色应随报警信息类别而改变。若当前画面具有该报警对象,则该对象标志(或参数)闪 光及其颜色变化。闪光信号应在运行人
23、员确认后方可解除。 c.对于确认的误报警,运行人员可以退出该报警点。 5.4.1.9 命令无效处理与删除: a.任何人机联系请求无效时应显示出错信息; b.任何操作命令进行到某一步时,如不进行下一步操作(在执行之前)则应能自动删除或 人工删除。 5.4.1.10 制表打印与记录: a.各类操作记录; b.各类事故及故障记录; c.报表打印; d.曲线打印(任选项); e.趋势记录(任选项); f.事故追忆及相关量记录(任选项); g.各种典型操作票(任选项); h.画面拷贝(任选项)。 上述记录报表应能自动(定时、随机)或由运行人员在控制台上选择和控制打印机打印。 5.4.2 现地操作屏(台)
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