五矿营口中板厂动力调度自动化系统设计方案.doc
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1、五矿营口中板厂动力调度自动化系统设计方案技术部分本 溪 电 力 勘 察 设 计 院二 O O七 年 六 月 营口目 录1 概述11 设计依据12 设计范围13 设计原则14 主要设计结论2 工程建设的必要性21 五矿营口中板厂的电网概况22 五矿营口中板厂动力系统及变电所自动化系统的现状23 五矿营口中板厂动力调度自动化系统工程建设的必要性3 五矿营口中板厂动力调度自动化系统功能规划目标31 SCADA功能32 计算机联网通信功能33 五矿营口中板厂动力调度系统的性能指标4 营口市内地区集控站系统工程建设方案41 系统配置原则42 系统应遵循的标准及要求43 系统硬件配置方案及要求44 系统软
2、件配置方案及要求5 工程实施计划6 工程可行性分析及经济效益分析61 工程可行性分析6 工程效益分析1 概 述11 设计依据a 五矿营口中板厂委托的动力调度自动化系统设计任务书。b DL/T 5002-2005 地区电网调度自动化设计技术规程c DL/T 5003-2005 电力系统调度自动化设计技术规程d NDFJ98-90 地区电网调度自动化系统设计内容深度规定(试行)12 设计范围本设计为五矿营口中板厂的动力调度自动化系统设计任务书。内容包括:a 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的功能规划;b 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的系统配置原则;c 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的硬
3、、软件配置方案;d 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的变电所自动化系统接入方案;e 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的投资估算。13 设计原则a 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统按2007年8月份投运,进行设计,其经济寿命按10年计算;b 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统投运后,能满足电力系统要求的分级调度、集中控制和五矿营口中板厂动力调度的需要。c 设计采用标准化、成熟、先进的系统平台,以确保系统的开放性,满足多厂家RTU 的接入功能,以及未来系统功能不断扩充的需要;d 本工程设计应体现电力系统分散控制的特点,并充分考虑多岛自动化的集成和无缝连接;e 应注重系统运行的高可靠性和安全性
4、;f 设计内容深度按有关规程、规定执行;g 本设计所涉及的电网资料均按五矿营口中板厂的动力调度自动化系统现有资料设计。14 主要设计结论a 由于五矿营口中板厂没有动力调度自动化系统,按电力系统的要求,新建五矿营口中板厂的动力调度自动化系统已势在必行,刻不容缓。只有这样才能满足电力系统要求的分级调度、集中控制的安全性和可靠性需要。b 本工程的目标是建立先进的动力调度自动化系统,大幅度提高五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的运行管理水平和服务水平。c 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统采用开放式、功能分布式系统,各项功能分别由相应的服务器(或工作站)来完成。为实现与营口地调的数据通讯、与电量计费系
5、统及EMS系统应实现分岛自动化系统的集成和无缝连接。根据现有条件及今后机构设置,五矿营口中板厂内的变电所自动化系统的接入方式将统筹考虑,但上述自动化系统的具体方案及资金不包含在本工程中。d 五矿营口中板厂的动力调度自动化系统的设计水平年内应具备SCADA、计算机数据通信及电量计费等功能,并应逐步配置PAS、DTS等功能。e鉴于投资规模,本工程的投资估算仅计及满足五矿营口中板厂的动力调度自动化系统。投运后,五矿营口中板厂的动力调度自动化系统电力调度方便指挥的基本配置要求进行估列,即SCADA、计算机通信及电量计费。实现PAS、DTS功能的硬、软件投资及相关UPS等配套设施建设投资由其他工程解决。
6、2 工程建设的必要性21五矿营口中板厂的电网概况五矿营口中板厂电网位于营口电网东北部,截止2007年厂内有66KV厂属变电所3座,老中板变电所、#1总降、#2总降;有10KV发电厂3座。厂内主要供电电源为:树钢一线、树钢二线、树钢三线、树钢四线、树钢五线、树钢六线、都钢甲线、都钢乙线、树营甲线、树营乙线、树营三线、树营四线,66KV系统的变压器容量为23.55万千瓦;其中老中板变电所有两台变压器,一台2万千瓦,一台1.25万千瓦;#1总降有两台变压器,两台均为5万千瓦;#2总降有三台变压器,两台4万千瓦,一台为2.3万千瓦。有10 KV厂属二次变24座,分别由三座66KV厂属变电所供电。按目前
7、的发展形式,五矿营口中板厂是营口地区的重要用电负荷所在地,10千伏线路调度操作频繁。动力调度是五矿营口中板厂的配、变电的枢纽。急需新建动力调度自动化系统。22五矿营口中板厂的调度自动化系统现状221 调度管理关系 五矿营口中板厂的66KV电力系统归营口地调直接调度。10KV电力系统归五矿营口中板厂自己调度,属于操作机构,目前五矿营口中板厂没有自己的动力调度自动化系统,在此情况下,动力调度属于开环式的指挥,对电网的安全运行和经济运行存在着严重的影响隐患。由于没有电量采集系统,影响营口地调对三座发电厂的电量采集,从而影响营口地调对营口地区电量的管理。222 五矿营口中板厂的动力系统及变电所自动化系
8、统概况 五矿营口中板厂现无动力调度自动化系统,下属的三个66KV变电所的自动化系统分别由的长沙华能调度自动化系统、#1总降的哈尔滨光宇调度自动化系统、#2总降的哈尔滨光宇调度自动化系统;#1发电厂的哈尔滨华能调度自动化系统、#2发电厂的西门子PLC调度自动化系统、#3发电厂的西门子PLC调度自动化系统组成,以及24个10KV变电所的各种厂家的调度自动化系统组成。23五矿营口中板厂的动力调度自动化系统建设的必要性#2发电厂#2总降变#1发电厂#1总降变老中板变#3发电厂231 新建五矿营口中板厂的动力调度自动化系统是实现五矿营口中板厂动力现代化管理和提高电网质量的需要营口地调CC-2000调度自
9、动化系统五矿营口中板厂动力调度自动化系统#2410KV变 #210KV变#110KV变 图-1 五矿营口中板厂调度自动化系统目前及未来框图动力调度自动化系统是动力现代化管理及提高电网质量不可缺少的重要工具。一方面随着厂内电网的不断扩大,动力调度可为厂内运行方式提供更为灵活多样的运行方式,厂内电网运行控制日趋复杂,信息量成倍增加,可以在动力调度直接控制厂内的用电负荷,提高厂内动力调度管理的自动化水平,动力调度自动化系统具有先进的自动化系统控制与管理功能,可大大提高动力调度的管理水平;另一方面随着厂内动力对电网质量要求的提高,动力调度自动化系统可以提高厂内的电网质量,同时将厂内的3座66KV变电所
10、的信息,特别是三座发电厂的信息上传到营口调度,满足营口地调对中板厂动力调度系统的要求。由此可以将中板厂内的调度自动化系统提高到一个新的阶段。动力调度自动化系统的投运,可以实现10千伏变电所的无人值守,发挥减人增效的效果。五矿营口中板厂的发展要求动力自动化水平与之相适应,要实现动力调度管理的现代化,就必须配备地区电网现代化管理相适应和商业化运营需要的动力调度自动化系统,而不能只局限于常规的SCADA系统功能。232 五矿营口中板厂没有动力调度自动化系统,就无法满足营口地调对五矿营口中板厂电网的信息采集和控制的需要 五矿营口中板厂没有动力调度系统主要存在如下问题:1、无法将厂内的3座66KV变电所
11、的信息上传到营口地调,影响事故时营口地调对3座66KV变电所的事故处理。2、无法将3座发电站的信息上传到营口地调,也无法将3座发电站的电量上传到营口地调,导致3座发电站不能正常并网发电。3、无法对厂内20多个10千伏变电所的信息进行监控。4、无法提高动力调度的管理水平。5、无法提高电网的质量水平。 综上所述,五矿营口中板厂动力调度系统是解决上述问题的主要手段,所以新建五矿营口中板厂动力调度系统已势在必行。3 五矿营口中板厂动力调度系统功能规划目标31 SCADA功能 五矿营口中板厂动力调度系统应具备先进的计算机技术、数据库技术和控制技术,完善数据采集系统、人机联系系统和计算机通信系统。集数据采
12、集、监测、控制于一体的调度自动化系统。该系统除满足五矿营口中板厂动力调度对厂内电网安全运行常规监测要求外,还应满足变电站无人值班和高级应用功能运行的需要。根据五矿营口中板厂厂内电网的发展规划和自动化功能要求,初步估计新系统的数据库容量应按20000-15000点实时数据,300个拓扑节点考虑,详细指标见性能指标要求。 32 计算机联网通信功能 五矿营口中板厂动力调度系统应与营口供电公司的电网调度自动化系统、营口供电公司的电量计费系统通信,同时还应具备厂内配电系统的监控功能。33 五矿营口中板厂动力调度系统的性能指标31 动力调度系统的容量要求动力调度系统容量配置的规模应合理、实用,并留有足够的
13、扩充余地,满足远景年的发展需要。动力调度系统设计容量满足如下要求:* RTU 不小于32* 遥测测量值 8000* 遥信测量值 15000* 遥调 200* 遥控 3000* SOE 6000* PDR* -触发点 100* -PDR数据点 4000* 计算点 800032 系统可靠性和使用寿命系统的年可用率99.98%。主站各类设备的平均无故障时间(MTBF)30000小时。由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数应1次/3600小时。所有设备的寿命在正常使用(具有一定备品条件)下不少于15年,所有设备(包括电源设备)在给定的性能指标下运行,连续4000小时内不需要人工调整和维护。系统能长期
14、稳定运行,在值班设备无硬件故障和非人工干预的情况下,主备设备不发生切换。33 系统的负载率指标电网正常情况下: 在任意10秒钟内,服务器CPU的平均负荷率15% 在任意10秒钟内,人机工作站CPU的平均负荷率15% 在任意10秒钟内,主站局域网的平均负荷率15%电网事故状态下: 在任意10秒钟内,服务器CPU的平均负荷率25% 在任意10秒钟内,人机工作站CPU的平均负荷率25% 在任意10秒钟内,主站局域网的平均负荷率25%34 存储要求l 在设计年水平,历史数据存储时间不小于2年。l 对其它存储设备,其存储容量除满足系统要求的容量外,至少保留300%的备用容量。l 系统能够提供转储(如写入
15、磁带)/重装(如从磁带恢复数据)技术手段。35 SCADA性能指标系统实时数据扫描时间2-10秒 遥信变位传送时间3秒 85%画面调出时间3秒,其余画面调出时间5秒 从遥信变化信息到达前置机到告警信息推出时间1秒 遥控/遥调命令传送时间2秒 前置主备通道自动切换时间5秒 在线热备用双机自动切换及功能恢复的时间20秒 遥测量越死区传送时间3秒 计算机远程网络通信中实时数据传送时间5秒 画面实时数据刷新周期5-20秒 系统故障恢复时间98% 遥信准确率为99% 遥控(调)准确率为100%(通讯信道正常与RTU正常的情况下) 每5秒钟可处理状态量的变位不少于300个 每5秒钟可处理越死区的模拟量不少
16、于3000个 每5秒钟可接受实时量不少于10000个 系统(站间)分辨率20ms 站内分辨率4ms 主站与标准时间误差10ms (考虑规约处理和网络传输时间) 系统事故前追忆时间30分钟 系统事故后追忆时间15分钟 系统事故追忆数据扫描周期210s 系统网络速率:10/100/1000Mbps 远动通道的速率:3009600bps 计算机远程通信的通道速率:64kbps2Mbps4 五矿营口中板厂动力调度系统的体系结构及系统配置五矿营口中板厂动力调度系统的体系结构应采用全分布式的单机系结构,使传统的变电站自动化设备可通过终端服务器接入,网络化变电站自动化设备(网络RTU)可通过路由器接入,把各
17、个功能模块分配到系统的各个网络节点上,保证了系统的可扩充性。集控系统硬件和软件支撑平台都必须符合分布式这一前提,且遵循国际开放式标准和规范。应用开发必须基于面向对象的应用开发体系。41 五矿营口中板厂动力调度系统配置五矿营口中板厂动力调度系统的主站系统配置应遵循下列基本原则,使该系统拥有更加完整、合理的配置方案。411 系统的配置原则a系统采购立足国内,基本系统应保证十年的可用寿命。 b采用国际标准,选用通用计算机设备,建立开放系统。 c采用高速网络和网络扩展机制,建立全分布式网络体系,以保证实时信息的高速传输,适应未来信息扩展和系统扩展的需要。 d为保证资金的合理使用和系统建设的实施,工程建
18、设应采取自上而下的建设方针,建立分层控制系统。首先重点设计、配置好集控站端系统设备,其次是变电所端的调度自动化设备。并逐步与其他自动化设备接口。e系统的应用功能应充分考虑营口市内地区集控站系统的特点,并将其他自动化系统作为该集控站系统的一个子系统来处理。f直充分利用现有设备的硬、软件资源,以节省投资。使系统达到较高的性能价格比。412 系统应遵循的标准 为确保系统的开放性,新建系统应遵循如下标准: a、操作系统标准 IEEEPOSIX工作组制定的POSIX(Portable Operating System Interface for Computer Environments)标准,它是以U
19、NIX为蓝本开发定义的操作系统方面的标准,或者是Windows为蓝本开发定义的操作系统方面的标准并得到了所有计算机厂家的支持。我国现己将其作为国家标准。 b、数据库访问标准 SQL结构化查询语言标准,它是开放式系统选用的数据库定义和管理方面的标准。 c、图形接口标准 XWINDOWS, OSFMOTIF d、计算机网络通信标准0SI的TCPIP标准42 系统硬件配置方案及要求4.2.1 服务器及工作站配置要求 五矿营口中板厂动力调度系统的主站系统配置如图-2所示:服务器数据库管理和历史数据存储节点必须采用高性能服务器。该节点的配置应采用双机冗余技术,以解决系统的高可靠性问题。服务器的具体选型及
20、配置应遵循硬件配置原则,并且以满足服务器应具有的功能和软件要求为依据。 工作站人机界面节点可以采用基于UNIX面向图形处理的工作站,运行UNIX操作系统。系统可以跨平台运行,也可采用具有实时应用环境的WINDOWS NT 或WINDOWS XXX操作系统。4.2.2 数据采集节点配置要求数据采集前置设备采用冗余热备用方式,故障时能自动切换。同时可手动切换,故障切换过程中不得丢失任何实时数据。 SCADA、历史服务器 数据采集服务器 集控工作站PC 2台地调激光打印机报表工作站PC 1台针式打印机终端服务器2 台Modem主干网交换机图-2 五矿营口中板厂动力调度系统硬件配置图支持多种RTU通讯
21、规约: SCI-1801规约、IEC 60870-5-101规约、部颁问答式规约、部颁CDT循环式远动规约、DISA规约其他标准规约,信息传输速率分别为600、900、1200bps可选。 支持网络RTU(基于IP协议)的接入,对于厂站自动化系统,网络通信方式应基于ISO/IEC MMS的IEC TASE.2、IEC60870-5-104或DL476-92系列(包括正在制定,以后将成为标准的规约等)。支持主/备通道可自动切换功能(允许主/备通道传输速率、传输方式不同)。且实现网络、数字、模拟通道的自动切换,提供稳定可靠的MODEM及其他接口设备。计算机和其它设备的电源必须配置双电源,并采用负载
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