CN211956212U - 一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统，单元机组系统中第一电气系统保护测控装置与机组DPU通过过程层GOOSE通讯网络，共享电气信号等数据资源；公用及升压站系统中第二电气系统保护测控装置与公用DPU通过过程层GOOSE通讯网络，共享电气信号等数据资源；单元机组系统与公用及升压站系统之间设有网络隔离装置；单元机组系统与公用及升压站系统均通过冗余以太网与热工电气一体化HMI后台通信。本实用新型降低了成本，大幅减少接线、调试、运维等工作量，提高了电厂运维效率，实现中小型机组火电厂一体化运维。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统技术领域，尤其涉及一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统。
背景技术
目前，在中小型机组火电厂(如生物质电厂、垃圾焚烧电厂等)的自动控制系统中，机组、锅炉、公辅等设备的监控和保护由分散控制系统(DCS)纳入，厂用电气管理控制系统(ECMS)和升压站控制系统(NCS)一般独立于DCS系统以外，若DCS系统需要ECMS和NCS系统的部分电气信号，则通过DCS系统中专门的电气子系统(ECS)负责接入，并最终在DCS后台展示和操作。这种方式下，尽管在DCS操作员站后台中可以对电厂的电气系统进行监控，但实际在过程层电气信号既接入了ECMS、NCS，又接入了DCS系统，出现了重复接入现象，增加了建设成本及调试工作量，热工与电气专业独立运维，全厂的运维管理水平难以得到进一步提高。
实用新型内容
为了解决中小型机组火电厂一直以来存在的热工电气部分信号重复采集、建设成本偏高、运维效率不高、专业壁垒明显等问题，本实用新型提供了一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统。
实用新型技术方案：本实用新型提供一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统，所述中小型机组火电厂包括生物质电厂、垃圾焚烧电厂；所述一体化系统包括热工电气一体化HMI后台、单元机组系统、公用及升压站系统；所述热工电气一体化HMI后台通过冗余以太网与单元机组系统、公用及升压站系统建立通信连接；所述单元机组系统与公用及升压站系统之间设有网络隔离装置；
所述单元机组系统包括第一电气系统保护测控装置和机组DCS屏柜；所述机组DCS屏柜包括：机组DPU；所述第一电气系统保护测控装置与机组DPU上均设有GOOSE通讯卡，第一电气系统保护测控装置与机组DPU通过光纤互接，构成机组过程层GOOSE网络；所述第一电气系统保护测控装置通过该过程层GOOSE网络与机组DPU建立通信连接；
所述公用及升压站系统包括第二电气系统保护测控装置和公用DCS屏柜；所述公用DCS屏柜包括：公用DPU；所述第二电气系统保护测控装置与公用DPU上均设有GOOSE通讯卡，第二电气系统保护测控装置与公用DPU通过光纤互接，构成公用及升压站过程层GOOSE网络；所述第二电气系统保护测控装置通过该过程层GOOSE网络与公用DPU建立通信连接。
进一步的，所述第一电气系统保护测控装置包括：发变组保护装置、励磁系统、机组厂用电综保装置、厂用电快切装置、准同期装置；且发变组保护装置、励磁系统、机组厂用电综保装置、厂用电快切装置、准同期装置均通过SOE形式采集开关量信息。
进一步的，所述第二电气系统保护测控装置包括：启备变保护装置、公用厂用电综保装置、主变保护装置、线路保护和测控装置；且启备变保护装置、公用厂用电综保装置、主变保护装置、线路保护和测控装置均通过SOE形式采集开关量信息。
进一步的，所述机组DPU、第一电气系统保护测控装置、公用DPU、第二电气系统保护测控装置基于IEC61850标准通过冗余以太网与热工电气一体化HMI后台建立通信连接。
有益效果：
(1)本实用新型在电厂各专业横向数据融合的基础上，实现厂站端一体化系统与上层管理、调度等系统间数据的纵向流动、共享和互通，实现一次调频综合治理、智能故障综合分析、设备状态监测、运行优化分析等功能。
(2)电气信号通过GOOSE网络直接接入DCS，取消原DCS中的ECS子系统，DCS单台机组减少1～2面机柜。避免信号重复采集，少量光纤替代大量电缆，降低成本，大幅减少接线、调试、运维等工作量，缩短调试周期，提高电厂运维效率。
(3)以IEC61850标准为基础，打破热工、电气的专业壁垒，集成了完整机炉电信号，且所有信号均为SOE形式，实现横向各专业的数据共享；促进生产过程控制、监控、继电保护、计量等专业的横向融合，实现中小型机组火电厂一体化运维。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本实用新型技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。其只是包含了本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本实用新型的各种变化获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实施例中所述的中小型机组火电厂包括生物质电厂、垃圾焚烧电厂等。
本实施例的系统以IEC61850标准为基础，电气系统保护测控等装置与DCS分散处理单元(DPU)通过过程层GOOSE通讯网络，采用少量光纤代替大量硬接线电缆，共享电气信号等数据资源，以供DCS逻辑运算所需；站控层采用一体化HMI后台，热工、保护测控等设备按IEC61850标准建模，导入后台数据库，统一展示及运维，所有数据可进一步应用于故障分析、状态监测、能效管理、运行优化分析等高级应用。
如图1所示，本实施例提供的一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统主要包括：一体化HMI(人机一体化)监控后台(部署于各操作员站，并行架构)、单元机组系统(含机组DCS控制柜、第一电气系统保护测控装置，所述第一电气系统保护测控装置包括：发变组保护装置、励磁系统、厂用电综保装置(机组部分，即机组厂用电综保)、厂用电快切装置、准同期装置等)、公用及升压站系统(含公用DCS控制柜、第二电气系统保护测控装置，所述第二电气系统保护测控装置包括启备变保护装置、厂用电综保装置(公用部分，即公用厂用电综保)、主变保护装置、线路保护和测控装置等)。单元机组系统与公用及升压站系统之间配置隔离装置。该网络隔离装置，使得公用及升压站系统接受单元机组系统发来的控制指令，单元机组系统不接受公用及升压站系统的控制指令。
单元机组DCS控制柜包括：机组DPU和该DPU对应的执行机构；所述执行机构包括：阀门、仪表、泵与风机等热工设备；单元机组DCS控制柜通过硬接线电缆接入机组现地仪表和执行机构(如泵、阀门等)的各类信号，机组电气系统保护测控等装置(第一电气系统保护测控装置)通过光纤接入合并单元、智能断路器等，机组DCS与机组电气系统保护测控等装置通过GOOSE通讯卡件及光纤组成单元机组过程层GOOSE网络。通过GOOSE通讯，实现单元机组系统的热工、电气数据共享，避免重复采集。
所述发变组保护装置、励磁系统、机组厂用电综保装置、厂用电快切装置、准同期装置均通过SOE形式采集开关量信息；所述启备变保护装置、公用厂用电综保装置、主变保护装置、线路保护和测控装置均通过SOE形式采集开关量信息。
公用DCS控制柜通过硬接线电缆接入公辅系统现地仪表和执行机构(如泵、阀门等)的各类信号，公用电气电气系统保护测控等装置(第二电气系统保护测控装置)通过光纤接入合并单元、智能断路器等，公用DCS与公用电气系统保护测控等装置通过GOOSE通讯卡件及光纤组成公用及升压站过程层GOOSE网络。通过GOOSE通讯，实现公用及升压站系统的热工、电气数据共享，避免重复采集。
单元机组系统和公用及升压站系统的DPU、电气系统保护测控等装置等根据IEC61850建模形成各自的CID模型，导入一体化HMI后台数据库，实现基于IEC61850标准的站控层通讯。
所述一体化HMI后台除基础的监控功能外，部署若干火电厂高级应用，如故障分析、状态监测、能效管理、运行优化分析等，所有机炉电信号在一体化HMI后台综合后，可供高级应用使用、分析。
Claims (4)
1.一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统，其特征在于，包括热工电气一体化HMI后台、单元机组系统、公用及升压站系统；所述热工电气一体化HMI后台通过冗余以太网与单元机组系统、公用及升压站系统建立通信连接；所述单元机组系统与公用及升压站系统之间设有网络隔离装置；
所述单元机组系统包括第一电气系统保护测控装置和机组DCS屏柜；所述机组DCS屏柜包括：机组DPU；所述第一电气系统保护测控装置与机组DPU上均设有GOOSE通讯卡，第一电气系统保护测控装置与机组DPU通过光纤互接，从而构成机组过程层GOOSE网络；所述第一电气系统保护测控装置和机组DPU之间通过该过程层GOOSE网络建立通信连接；
所述公用及升压站系统包括第二电气系统保护测控装置和公用DCS屏柜；所述公用DCS屏柜包括：公用DPU；所述第二电气系统保护测控装置与公用DPU上均设有GOOSE通讯卡，第二电气系统保护测控装置与公用DPU通过光纤互接，构成公用及升压站过程层GOOSE网络；所述第二电气系统保护测控装置与公用DPU之间通过该公用及升压站过程层GOOSE网络建立通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统，其特征在于，所述第一电气系统保护测控装置包括：发变组保护装置、励磁系统、机组厂用电综保装置、厂用电快切装置、准同期装置；且发变组保护装置、励磁系统、机组厂用电综保装置、厂用电快切装置、准同期装置均通过SOE形式采集开关量信息。
3.根据权利要求1所述的一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统，其特征在于，所述第二电气系统保护测控装置包括：启备变保护装置、公用厂用电综保装置、主变保护装置、线路保护和测控装置；且启备变保护装置、公用厂用电综保装置、主变保护装置、线路保护和测控装置均通过SOE形式采集开关量信息。
4.根据权利要求1所述的一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统，其特征在于，所述机组DPU、第一电气系统保护测控装置、公用DPU、第二电气系统保护测控装置均基于IEC61850标准通过冗余以太网与热工电气一体化HMI后台建立通信连接。
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202020661601.8U Active CN211956212U (zh) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | 一种中小型机组火电厂热工电气二次一体化系统 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-04-27 CN CN202020661601.8U patent/CN211956212U/zh active Active
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