CN212135221U - 火电厂集控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂集控系统，包括综合控制网络、集中控制模块与全厂设备，其中，综合控制网络包括原有子网与新增子网。基于本实用新型提出的火电厂集控系统，火电厂可实行火电运行集中控制优化创新型运行管控模式，将原有的集控系统作为原有子网，将以往分散的辅控系统作为新增子网，并将新增子网全部整合进原有的集控系统，与原有子网进行合并，从而形成一个实现大集控的综合控制网络，使得所有生产运行人员能够统一集中通过集中控制模块对火电厂全厂设备进行管理控制，提高了集中控制模块对全厂的管理效率，进而提升了火电厂的生产效率。

Description

火电厂集控系统

技术领域

本实用新型涉及火电厂领域，尤其涉及发明一种火电厂集控系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电力系统改革持续深入，提高劳动生产率与减人增效的矛盾也逐渐成为电力企业目前的主要矛盾。目前的燃煤电厂运行管理主要采用传统的集控+辅控+燃料模式，该种管控模式下主辅控位置分散，在重大操作或事故处理以及机组加减负荷等重要时间节点上人员沟通不畅，信息传递相对滞后，难以适应当前智能电厂的发展需求，从而导致了现有火电厂的生产效率低下的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种火电厂集控系统，旨在解决现有火电厂的生产效率低下的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种火电厂集控系统，所述火电厂集控系统包括综合控制网络、集中控制模块与全厂设备，其中，所述综合控制网络包括原有子网与新增子网，所述原有子网的输入端与所述新增子网的输出端通信连接，所述原有子网与新增子网分别与所述全厂设备通信连接，所述集中控制模块与所述原有子网以及所述新增子网通信连接，所述集中控制模块对所述综合控制网络进行双工通信连接以实现集中监控管理，以控制所述全厂设备的运行。

优选地，所述集中控制模块包括监测单元与控制单元，所述监测单元与控制单元分别与所述综合控制网络通信连接。

优选地，所述监测单元包括若干监控大屏，所述控制单元包括操作员站，所述操作员站由若干服务器与若干计算机显示屏组成。

优选地，所述控制单元还包括值长操作台，所述值长操作台与所述集中控制模块通信连接。

优选地，所述原有子网包括：至少一个汽机单元、至少一个锅炉单元与至少一个电气单元，所述汽机单元、锅炉单元与电气单元分别与所述集中控制模块通信连接。

优选地，所述新增子网包括：至少一个公用单元、至少一个吸收塔单元与至少一个精处理单元，所述公用单元、吸收塔单元与精处理单元分别与所述集中控制模块通信连接。

优选地，所述新增子网还包括500KV升压站操作系统，所述500KV升压站操作系统与所述集中控制模块通信连接。

优选地，所述综合控制网络还包括基于可编程逻辑控制器PLC的电除尘单元，所述电除尘单元与所述集中控制模块通信连接。

优选地，所述综合控制网络是由分散控制系统DCS构成的计算机网络。

优选地，所述原有子网的输入端与新增子网的输出端采用光纤连接。

本实用新型提出的火电厂集控系统，所述火电厂集控系统包括综合控制网络、集中控制模块与全厂设备，其中，所述综合控制网络包括原有子网与新增子网，所述原有子网与所述新增子网通信连接，所述原有子网与新增子网分别与所述全厂设备通信连接，所述集中控制模块与所述原有子网以及所述新增子网通信连接，所述集中控制模块对所述综合控制网络进行双工通信连接以实现集中监控管理，以控制所述全厂设备的运行。基于本实用新型提出的火电厂集控系统，火电厂可实行火电运行集中控制优化创新型运行管控模式，将原有的集控系统作为原有子网，将以往分散的辅控系统作为新增子网，并将新增子网全部整合进原有的集控系统，与原有子网进行合并，从而形成一个实现大集控的综合控制网络，使得所有生产运行人员能够统一集中通过集中控制模块对火电厂全厂设备进行管理控制，提高了集中控制模块对全厂的管理效率，同时也提升了火电厂的生产效率，从而解决了现有火电厂的生产效率低下的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例方案涉及的火电厂集控系统的工作原理框图；

图2是本实用新型一优选实施例方案涉及的火电厂集控系统的工作原理框图；

图3是本实用新型一具体实施例方案涉及的第一阶段网络拓扑结构示意图；

图4是本实用新型一具体实施例方案涉及的第一阶段操作台布置示意图；

图5是本实用新型一具体实施例方案涉及的第二阶段网络拓扑结构示意图；

图6是本实用新型一具体实施例方案涉及的第二阶段操作台布置示意图；

图7是本实用新型一具体实施例方案涉及的第三阶段网络拓扑结构示意图；

图8是本实用新型一具体实施例方案涉及的第三阶段操作台布置示意图；

图9是本实用新型一具体实施例方案涉及的第四阶段网络拓扑结构示意图；

图10是本实用新型一具体实施例方案涉及的第四阶段操作台布置示意图。

附图标号及名称

标号	名称	标号	名称
				1	集中控制模块	2aa	汽机单元
1a	监测单元	2ab	锅炉单元
				1b	控制单元	2ac	电气单元
2	综合控制网络	2ba	公用单元
				2a	原有子网	2bb	吸收塔单元
2b	新增子网	2bc	精处理单元
				2c	500KV升压操作系统	3	全厂设备
2d	电除尘单元

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种火电厂集控系统，在本实用新型实施例中，如图1所示，火电厂集控系统包括集中控制模块1、综合控制网络2与全厂设备3。综合控制网络2是由分散控制系统(DCS，Distributed Control System)构成的计算机网络，在集中控制模块1中对于设置有综合控制网络2的DCS机柜。在综合控制网络2中包括原有子网2a与新增子网2b，原有子网2a的输入端与新增子网2b的输出端通信连接，可为光纤连接、串口连接等，优选为光纤连接方式。原有子网2a与新增子网2b分别与全厂设备3通信连接，具体连接方式可为光纤连接、串口连接等。集中控制模块1与原有子网2a以及新增子网2b通信连接，具体是通过将综合控制网络的DCS机柜设在集中控制模块1中，将连接线接在DCS机柜的接线端子上以实现连接。集中控制模块1对综合控制网络2进行双工通信连接以实现集中监控管理，以控制全厂设备3的运行，优选为全双工通信方式。

作为一优选实施例，如图2所示，集中控制模块1中还包括监测单元1a与控制单元1b。监测单元1a由多个监控大屏组成，具体可采用液晶拼接屏。控制单元1b中设有操作员站与值长操作台，操作员站中设有多台服务器与多台计算机显示屏，以及综合控制网络2的辅控DCS机柜。值长操作台由多台服务器与多台计算机显示屏组成。监测单元1a与控制单元1b均通过串口与综合控制网络2连接。原有子网2a中包括汽机单元2aa、锅炉单元2ab与电气单元2ac。汽机单元2aa所对应控制的设备为火电厂汽轮机设备，锅炉单元2ab所对应控制的设备为火电厂锅炉设备，电气单元2ac所对应控制的设备为火电厂电气设备。新增子网2ba中包括公用单元2ba、吸收塔单元2bb与精处理单元2bc。其中，公用单元2ba中还包括有灰硫公用单元、化学公用单元与输煤公共单元。吸收塔单元2bb所对应控制的设备为火电厂脱硫吸收塔，精处理单元2bc所对应控制的设备包括前置过滤器、高速混床与树脂分离塔等。各单元均与综合控制网络2通过接线连接。综合控制网络2中还包括500KV升压站操作系统2c与电除尘单元。500KV升压站操作系统2c具体采用网络计算机监控系统(NCS，Net ControlSystem)，NCS采用南京中德公司的变电站综合自动化系统。NCS是指使用综合测控装置、通信接口设备、自动准同期装置、监控系统等实现对中大容量发电厂110kV、220kV、500kV升压站的监控和远动功能，并实现NCS与DCS的接口，同时实现升压站相关保护装置信息的收集与管理。电除尘单元2d基于可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)设计。500KV升压站操作系统2c与电除尘单元2d均与综合控制网络2通过接线连接。

具体地，本实用新型的火电厂集控系统通过四个阶段从原有的“集控+辅控+燃料”的管控模式进行优化实施。第一阶段：人员整合。不改变现有集控、辅控分散控制系统(DCS，Distributed Control System)网络架构，在集控室增设辅控系统操作区域，新增大辅控系统操作台，同时在大辅控操作台前墙壁上增加监控大屏，用来监控全厂辅控系统。此时，集控、大辅控DCS网络不作融合。大辅控所有人员迁入集控室共同办工，对大辅控DCS系统进行监控操作，实施“集控+大辅控”模式，将集控与大辅控合并进行值际管理，值内调度管理实现一体化管控模式。该阶段，每个运行值1名值长、2名集控主值和1名辅控主值、4名集控副值和3名辅控副值，4名集控巡检和2名辅控巡检。每个运行值共17人，负责全厂生产运行，其中3名辅控副值分别负责灰硫、化学和燃料系统的运行监控。第一阶段的网络拓扑结构示意图如图3所示。第一阶段中大辅控DCS网络中包括吸收塔单元、精处理单元、灰硫公用单元、化学公用单元与输煤系统单元，集控DCS网络中包含1号与2号两个机组，1号与2号机组中均包括有汽机单元、锅炉单元与电气单元。除此之外，辅控DCS网络中还包括有电除尘单元。第一阶段的操作台布置示意图如图4所示。第一阶段在原有的1号机组的8张弧形操作台、2号机组的8张弧形操作台以及值长台的基础上，新增了8张辅控系统的弧形操作台，并且还新增了4块监控大屏，用于监控辅控系统所控制的设备运行情况。

第二阶段：业务整合。在原辅控属单元机组部分的设备由集控监控，实现集控、辅控业务整合。对公用系统进行拆分，将辅控部分系统剥离划分到单元机组监控，打破各专业壁垒，实施真正意义上的火电运行集中控制优化业务整合。在业务整合过程中，重新敷设光纤，在1号、2号机组操作台分别增设2台辅控系统操作台，将辅控系统中的吸收塔单元、电除尘单元、精处理单元等调整至单元机组控制，大辅控操作员站保留剩余操作系统，负责全厂公用系统单元，如灰硫公用、化学公用、输煤等系统单元设备的监控，最终满足大集控建设业务整合的需要。该阶段，大集控每个运行值设置1名值长、2名机组主值和1名公用主值、6名机组副值和1名公用副值，5名巡检打破专业壁垒，不分机组和专业，设1名巡检长负责管理，统筹安排。每个运行值共16人，负责全厂的生产运行。第二阶段的网络拓扑结构示意图如图5所示。第二阶段中大集控DCS网络中包含1号与2号两个机组，1号与2号机组中均包括有两组机炉电单元(汽机单元、锅炉单元与电气单元)，并将辅控DCS网络中的电除尘单元、脱硫精处理单元也调整至1号与2号机组控制，大辅控DCS网络还剩余的公用系统包括灰硫公用、化学公用与输煤系统。第二阶段的操作台布置示意图如图6所示。第二阶段将第一阶段中2块新增的辅控监控大屏，用于监控大辅控DCS网络中剩余的公用系统，并再新增两块监控大屏，用于监控1号、2号机组中新增控制的电除尘单元与精处理单元。

第三阶段：DCS网络部分融合。将辅控DCS网络中属单元机组部分的控制器整合进集控DCS网络，公用部分单独监控。同时在已完成深度融合的前提下，建立五个运行值外加一个综合值的生产运营管控模式。将脱硫吸收塔、精处理、电除尘等单元的单元机组部分从辅网控制系统中拆分，整合进1、2号机组主机控制系统，对1、2号机组及大辅控系统DCS控制网络进行重新架构，修改控制系统画面，使得可在一台操作员站上对单元机组的设备进行控制和监视。与此同时，通过对运行岗位的优化整合及对人员的合理配置，运行值人员需求逐步减少，由运行值内推荐优秀人员进入综合值，设立1名值长助理对口管理综合值。目的是为了解决发电运行中烦、杂、散、险的运行工作，综合形成专业化管理。发挥团队效能，明确各任务分配并设置A、B角，保证每个岗位有备员。第三阶段的网络拓扑结构示意图如图7所示。第三阶段中大集控DCS网络中包含1号与2号两个机组，1号与2号机组中均包括有两组机炉电单元(汽机单元、锅炉单元与电气单元)与一组脱硫精处理单元以及电除尘单元，公用系统包括灰硫公用、化学公用与输煤系统。第三阶段的操作台布置示意图如图8所示，硬件设置上与第二阶段保持一致。

第四阶段：DCS网络完全融合。将辅网及输煤系统全部整合进1、2号机组主机控制系统，使得可在一台操作员站上对全厂设备进行控制和监视。将辅网及输煤系统全部整合进1、2号机组主机控制系统，对1、2号机组及辅控DCS网络进行重新架构，修改DCS网络画面，使得可在一台操作员站上对全厂设备进行控制和监视。另外在两台机组中间区域新增操作员站，用来监控灰硫公用、化学公用、输煤系统等全厂公用系统和500KV升压站网络控制操作系统。原公用系统运行人员全部整合到单元机组中。该阶段，大集控每个运行值设置1名值长、2名机组主值、8名机组副值，4名巡检，设1名巡检长负责管理。每个运行值共15人，负责全厂生产运行。第四阶段的网络拓扑结构示意图如图9所示。第四阶段中大集控DCS网络中包含1号与2号两个机组，1号与2号机组中均包括有机炉电单元(汽机单元、锅炉单元与电气单元)、吸收塔单元、精处理单元、灰硫公用单元、化学公用单元、输煤公用单元以及电除尘单元，原先的辅控DCS网络中所控制的单元彻底整合进大集控的1号与2号机组中集中控制。第四阶段的操作台布置示意图如图10所示。此时1号与2号机组的操作员站已经完成整合到同一操作台上，原先的值长台维持不变。同时所有监控大屏共同监控全厂设备的运行情况。

本实用新型提出的火电厂集控系统，所述火电厂集控系统包括集中控制模块、综合控制网络与全厂设备，其中，所述综合控制网络包括原有子网与新增子网，所述原有子网与所述新增子网通信连接，所述原有子网与新增子网分别与所述全厂设备通信连接，所述集中控制模块与所述原有子网以及所述新增子网通信连接，所述集中控制模块对所述综合控制网络进行双工通信连接以实现集中监控管理，以控制所述全厂设备的运行。基于本实用新型提出的火电厂集控系统，火电厂可实行火电运行集中控制优化创新型运行管控模式，将原有的集控系统作为原有子网，将以往分散的辅控系统作为新增子网，并将新增子网全部整合进原有的集控系统，与原有子网进行合并，从而形成一个实现大集控的综合控制网络，使得所有生产运行人员能够统一集中通过集中控制模块对火电厂全厂设备进行管理控制，提高了集中控制模块对全厂的管理效率，同时也提升了火电厂的生产效率，从而解决了现有火电厂的生产效率低下的技术问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种火电厂集控系统，其特征在于，所述火电厂集控系统包括综合控制网络、集中控制模块与全厂设备，其中，所述综合控制网络包括原有子网与新增子网，所述原有子网的输入端与所述新增子网的输出端通信连接，所述原有子网与新增子网分别与所述全厂设备通信连接，所述集中控制模块与所述原有子网以及所述新增子网通信连接，所述集中控制模块对所述综合控制网络进行双工通信连接以实现集中监控管理，以控制所述全厂设备的运行。

2.如权利要求1所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述集中控制模块包括监测单元与控制单元，所述监测单元与控制单元分别与所述综合控制网络通信连接。

3.如权利要求2所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述监测单元包括若干监控大屏，所述控制单元包括操作员站，所述操作员站由若干服务器与若干计算机显示屏组成。

4.如权利要求2所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述控制单元还包括值长操作台，所述值长操作台与所述集中控制模块通信连接。

5.如权利要求1所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述原有子网包括：至少一个汽机单元、至少一个锅炉单元与至少一个电气单元，所述汽机单元、锅炉单元与电气单元分别与所述集中控制模块通信连接。

6.如权利要求5所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述新增子网包括：至少一个公用单元、至少一个吸收塔单元与至少一个精处理单元，所述公用单元、吸收塔单元与精处理单元分别与所述集中控制模块通信连接。

7.如权利要求1所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述新增子网还包括500KV升压站操作系统，所述500KV升压站操作系统与所述集中控制模块通信连接。

8.如权利要求1所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述综合控制网络还包括基于可编程逻辑控制器PLC的电除尘单元，所述电除尘单元与所述集中控制模块通信连接。

9.如权利要求1所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述综合控制网络是由分散控制系统DCS构成的计算机网络。

10.如权利要求1所述的火电厂集控系统，其特征在于，所述原有子网的输入端与新增子网的输出端采用光纤连接。

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