系统整体特点:
优化的整体设计方案
系统实现了电气系统的数据采集、测量、继电保护、控制等基本功能,并可实现电度计量、远程抄表、自动报表管理、故障信息管理、发电机运行状态监视、小电流接地选线等功能。
l 站控层及通信管理层组态一体化设计,保证组态功能一次完成,系统组态调试方便。同时在操作界面上符合运行人员习惯;
l 从整体上考虑的系统通信体系及通信机制,保证间隔层、通信层、站控层之间的通信高速可靠,同时提供了开放的与DCS及SIS、 MIS等的接口。
l 统一系统时钟,10kV/6Kv、400V保护测控装置支持IRIG-B等对时方式,对时精度为1ms。
l 工业以太网与现场总线相结合的技术实现站控层和通信管理层的分层逻辑闭锁功能。
l 系统具有高精度电能计量及自动抄表功能,可用于内部计量考核。
l 系统具有厂用电保护信息系统子站功能,实现厂用电系统故障信息及故障波形的采集、分析功能,为保护人员进行事故处理提供帮助。还可接入其它保护设备如发变组保护、起备变保护等,完成全厂的保护信息子站功能。
l 系统具有微机五防系统功能(一体化五防系统);
强大灵活的通信方式
l 站控层网络采用100M/1000M以太网,并配以适应工业控制场合应用的高可靠性交换机、网关等网络通信设备,构成系统强大的通信平台;
l 通信层及间隔层支持工业以太网,并支持PROFIBUS现场总线、CAN总线、RS485等通信方式。支持经国际认证的PROFIBUS DPV1规约,以及MODBUS规约等,支持PDM设备管理功能;
l 站控层、间隔层支持双网热备运行方式。系统采用高效、新颖的算法同时收取双网数据并甄别数据的有效性,故障时不需切换网络,消除了由于网络切换而带来的数据丢失和重复问题,保证了数据传输的快速性和安全可靠性;
l 自行开发的网络通信设备采用工业级芯片,交、直流供电,机架式安装结构,满足二次设备电磁兼容标准;
高实时性系统
HTAP-4000发电厂、变电站电气监控管理系统采用了多种方法和技术来保证了数据的实时性能,可完全满足全通信控制的实时性要求。
l 10kV/6kV保护测控装置、380V保护测控装置采用高性能32位DSP及32位微处理器,通信选用高速现场总线,最高速率12Mbps,常规速率大于100Kbps。
l 通信层采用以64位微处理器芯片自主开发的通信管理单元,硬件采用多CPU智能结构,软件采用世界先进的VxWorks嵌入式实时多任务操作系统,以及高速工业以太网和现场总线,构成强大的通信平台。
l 站控层网络采用100M/1000M以太网,通过实时数据库与商用数据库结合技术、专为发电厂公用段数据分发开发的快速智能网桥技术,提供了快速数据访问、负载自动均衡的高速网络。
l 站控层和通信管理层均采用了事件触发方式的数据处理机制,在第一时间快速实现数据的响应。事件包含了SOE事件、保护动作事件、自诊断事件等。
l 典型实时性参数:
遥信变位到ECMS数据库(后台画面)):≤1秒
模拟量变化到ECMS数据库(后台画面):≤1.5秒
遥控命令(ECMS主站发命令到就地设备执行):≤0.5秒
装置4-20mA接口数据稳定时间(到ECMS数据库):≤1.5秒
DCS遥控命令到返回DCS画面时间:≤2秒
模拟量(含4-20mA)变化至DCS数据稳定时间:≤2秒
高可靠性、安全性
l 间隔层10kV/6kV保护测控装置,380V保护测控装置均有完善的屏蔽、隔离等措施,均通过了最高等级的电磁兼容试验,抗干扰能力强。
l 系统采用了大量冗余与容错技术。包括了双现场总线网络、站控层双以太网、站控层设备冗余、双通信管理机设计、DCS通信通道冗余等多方面措施。
l 自诊断与自恢复。间隔层设备、通信管理层设备及站控层设备均具有自诊断能力,包括了通信质量的诊断、数据错误诊断、硬件故障诊断等方面。同时在间隔层和通信管理层还采用了软件看门狗和硬件看门狗相结合的技术,提高了自恢复能力。通信管理层和站控层采用了双机模式,实现了数据差异备份和数据自恢复功能。
l 除防火墙、杀毒软件等保护措施,系统使用了网络分段、专用通信端口、特殊数据包格式、加密的数据算法等方法提高网络传输的安全性。并通过权限管理、逻辑闭锁、防误等方法提高了运行操作的安全性。
开放式系统
l 站控层系统支持DCS厂家等第三方软件的嵌入,提供二次开发接口。通过开放客户/服务的中间层开放对数据库的访问,实现数据的开放。
l 通信管理层提供二次开发接口,支持其它保护及智能设备厂家的设备接入。
l 使用标准、通用的通讯部件和协议(如:OPC服务、MODBUS),保证系统内部、系统与外界互联的开放性,支持各种基于不同协议的设备与系统的互联。
系统结构图
ECMS采用了先进的分层分布式结构,一般分为站控层、通信管理层、间隔层三层,形成三层设备两层网络架构,组网方式灵活多样,满足用户的不同需求。
站控层
站控层是整个ECMS的控制管理中心,完成对整个系统数据的采集、显示、处理、监视等功能,可实现站控层的逻辑闭锁以及与DCS通信,同时实现对电气设备的控制功能(需授权)。站控层设备一般包括数据库服务器、工程师站、操作员站、通信网关等,每类功能的设备均支持冗余配置(主备关系),用户根据需要自由组合。
通信管理层
通信管理层是整个ECMS系统的核心,完成站控层和间隔层数据信息的上传下发,并可通过相应接口接入DCS,在通信管理层实现逻辑闭锁并可以与DCS通信,实现厂用电电气部分的控制功能。通信管理层由多个通信管理单元组成,通信管理单元可以同时支持多种类型的通信口,包括工业以太网接口、Profibus接口、CAN接口、RS-485、RS-232等串行通信口等。
间隔层
间隔层由众多的保护测控装置和自动装置构成,这些装置具有保护、测量、控制、计量、通信等基本功能,并完成各自的特殊功能。
间隔层设备包含:厂用中压保护测控装置(10/6/3kV);
厂用低压保护测控装置(380V);
发变组、起备变保护;
励磁、快切、UPS、绝缘监测、同期、柴油机、直流等智能设备。
系统功能
l 实时数据采集与处理
l 配合DCS分层实现控制逻辑闭锁
l 通过标准通信协议与DCS、SIS、MIS通信
l 支持Profibus DP V1协议的开放式现场总线
l 间隔层装置软件可编程
l 数据库组态与画面生成
l 图形化的人机界面
l 一体化五防
l 图形顺控
l 逻辑图闭锁
l SCADA
l 事件告警
l 报表
l 操作票
l 历史数据管理
l 实时曲线和历史曲线
l 光字牌
l 小电流接地选线
l WEB服务
l 故障录波分析
l 定值管理