CN217157138U - 一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，涉及电气自动化控制工程技术领域网络层包括站控层、通信管理层以及现场间隔层；各网络层采用双网、双冗余配置，并按照机组、公用系统分别组网；机组电子间内各个智能设备采用设置单独通讯管理屏采集信息的方案；电厂内的高低压配电间内的智能设备及通讯管理机/交换机分散布置在各区域的开关柜内；通过冗余光纤将分散布置的各个通讯管理机/交换机接入站控层的核心交换机。本实用新型对现有网络结构合配置进行优化，节省了大量的通讯电缆，节省了通讯管理机/交换机的盘柜，有效降低电气监控系统的工程造价，提高电厂电气监控系统的自动化水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气自动化控制工程技术领域，尤其是一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，属于一种火电厂的分散式电气监控管理系统实施方案或者用于。
背景技术
发电厂电气监控管理系统(ECMS)是应用自动控制技术，计算机数字化技术和数字化信息传输技术，将发电厂厂用系统相互有关联的各部分总成为一种有机的整体。ECMS系统功能包括发电厂电气设备的监控及管理，主要为机组(高低压厂用电系统、发电机变压器)的监控管理实现发电厂电气系统正常运行及事故情况下的监控/监测和管理、维护。
火电厂为了提高电厂电气监控系统的自动化水平，实现电厂的厂用电率及电能量分析，对厂内的过程监视和控制方式通常采用“电气系统ECMS全通信+热控系统DCS硬接线”方式。
如专利附图1所示，保护装置、同期装置、快切装置、电度表、直流系统、UPS系统、柴油发电机系统属于间隔层设备。机组保护装置、同期装置、快切装置、电度表、直流系统、UPS系统根据电厂的实际功能需求进行集中布置；而6kV和400V的保护装置装在相应开关柜内，在电厂内布置分散是客观事实。电气监控管理系统是通过采集电厂内这些设备信息，实现全厂的电气监控。电气监控管理系统本身的主要成本为通讯管理层设备及通讯管理层至间隔层各设备间的通讯线缆。
如专利附图1所示，高压柜内智能保护测控装置属于现场间隔层。目前国内外高压柜内智能保护测控装置均配有支持IEC61850协议的通讯模块或支持MODBUS通讯协议的通讯模块。如高压柜内智能保护测控装置采用IEC61850协议的通讯模块，则通过网线接至通讯管理层的采集装置的网口；如高压柜内智能保护测控装置采用MODBUS协议的通讯模块，则通过屏蔽双绞线接至通讯管理层的采集装置的MODBUS-485接口。
低压柜内智能保护测控装置属于现场间隔层。目前国内外低压柜内智能保护测控装置均支持MODBUS通讯协议的通讯模块，仅个别国外厂家配有支持IEC61850协议的通讯模块。且由于低压柜较高压柜在电厂布置更加分散，采用采集装置集中布置时，其通讯线缆的总长度更长。
IEC61850通讯协议作为新一代通讯协议，较原有的MODBUS通讯协议对具体设备的要求更规范，方便现场不同厂家设备间的组网和可靠通讯，因此正在成为电厂通讯的主流趋势。因IEC61850通讯协议受电力行业内热捧，各大保护厂家均开发出相应高压成熟产品。低压保护由于门槛低，厂家众多，低价竞争激烈，不同厂家的MODBUS协议需要转换，至今未形成标准一个通讯协议版本，也是工程实践中一个痛点。
现在部分工程要求全厂保护采用IEC61850通讯协议时，由于网线超过100米时无法正确传输信息，须增设大量的光电转换设备实现光纤传输信息，工程实际应用时难以实现，同时工程造价将大幅度增加。
常规的ECMS系统采用分层分布式结构，一般设站控层、通信管理层，现场间隔层。站控层通过网线与通信管理层设备通讯，组成100M以太网。通讯管理层与现场间隔层设备通过通讯线实现各个间隔设备的控制、监测功能。这种方案缺点如下：1、由于电厂内各个间隔层设备布置分散，此种结构对于采用MODBUS、PORFIBUS通讯协议的间隔层可实现通讯，但是电缆量巨大，工程造价高；2、由于电厂内各个间隔层设备布置分散，如采用现在推广的IEC61850通讯协议的间隔层设备，受网线通讯传输距离限制需要增加大量的光电转换设备才能实现集中组网。如就地设置通讯采集屏，需单独考虑通讯采集屏的土建安装和电源供电，增加系统造价。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，对现有网络结构合配置进行优化，实现火电厂电气监控系统的合理配置，节省了大量的通讯电缆，节省了通讯管理机/交换机的盘柜，有效降低电气监控系统的工程造价，提高电厂电气监控系统的自动化水平。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，网络层包括站控层、通信管理层以及现场间隔层；各网络层采用双网、双冗余配置，并按照机组、公用系统分别组网；机组电子间内各个智能设备采用设置单独通讯管理屏采集信息的方案；电厂内的高低压配电间内的智能设备及通讯管理机/交换机分散布置在各区域的开关柜内；通过冗余光纤将分散布置的各个通讯管理机/交换机接入站控层的核心交换机。
本实用新型技术方案的进一步改进在于：在所述站控层设置有包括1台操作员、1台工程师站、2台服务器以及4台核心交换机的2套百兆的站控层监控以太网络。
本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述通讯管理层的机组保智能设备设置有通讯管理机屏，通讯管理层通过IEC6185O接入保护装置、同期装置、快切装置，通讯管理层通过MODBUS接入电度表、直流系统、UPS系统、柴油发电机系统。
本实用新型技术方案的进一步改进在于：还包括高低压开关柜内的智能保护测控装置，通讯管理机或交换机下放至各区域的高压开关柜。
本实用新型技术方案的进一步改进在于：通过IEC6185O接入高压柜内智能保护测控装置，通过IEC6185O或MODBUS接入低压柜内智能保护测控装置。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
本实用新型对现有网络结构合配置进行优化，实现火电厂电气监控系统的合理配置，本方案节省了大量的通讯电缆，同时节省了通讯管理机/交换机的盘柜，充分利用分散布置在电厂各处的开关柜内富余空间，有效降低电气监控系统的工程造价，提高电厂电气监控系统的自动化水平。
对于机组电子间内各个智能设备，采用设置单独通讯管理屏采集信息的方案；对于电厂内的高低压配电间内的智能设备，将部分通讯管理机/交换机分散布置在各区域的开关柜内，实现对全厂开关柜的电气量信息采集，这样可以显著缩短开关柜内智能设备至通讯管理机/交换机的通讯线。
在站控层设置核心交换机，通过冗余光纤将分散布置的各个通讯管理机/交换机接入核心交换机，实现全厂各个区域开关柜内智能设备的信息采集。
较原有严格集中分层设计方案节省了通讯管理层的屏体和大量的通讯电缆，有效降低了原有设计方案的工程造价。本实用新型有效解决了电气设备通讯全部采用IEC61850通讯组网困难的问题，对于推广IEC61850通讯协议在电厂应用有积极影响。
附图说明
图1是本实用新型的集中分层设计电厂电气监控管理系统示意图；
图2是本实用新型的分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：
如图1、图2所示，一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，所述ECMS系统设置站控层、通信管理层，现场间隔层。ECMS各网络层采用双网、双冗余配置，并按照机组、公用系统分别组网。对于机组电子间内各个智能设备，采用设置单独通讯管理屏采集信息的方案；对于电厂内的高低压配电间内的智能设备，将部分通讯管理机/交换机分散布置在各区域的开关柜内，实现对全厂开关柜的电气量信息采集，这样可以显著缩短开关柜内智能设备至通讯管理机/交换机的通讯线。在站控层设置核心交换机，通过冗余光纤将分散布置的各个通讯管理机/交换机接入核心交换机，实现全厂各个区域开关柜内智能设备的信息采集。
所述的ECMS站控层设置1台操作员、1台工程师站、2台服务器、4台核心交换机，组成2套百兆的站控层监控以太网络。通讯管理层对于机组保智能设备设置通讯管理机屏，通过IEC6185O接入护装置、同期装置、快切装置、电度表等，通过MODBUS接入直流系统、UPS系统、柴油发电机系统等。对高低压开关柜内的智能保护测控装置，不再单独设置通讯管理机屏，而是将通讯管理机或交换机下放至各区域的高压开关柜；通过IEC6185O接入高压柜内智能保护测控装置，通过IEC6185O或MODBUS接入低压柜内智能保护测控装置。
Claims (5)
1.一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，其特征在于：网络层包括站控层、通信管理层以及现场间隔层；各网络层采用双网、双冗余配置，并按照机组、公用系统分别组网；机组电子间内各个智能设备采用设置单独通讯管理屏采集信息的方案；电厂内的高低压配电间内的智能设备及通讯管理机/交换机分散布置在各区域的开关柜内；通过冗余光纤将分散布置的各个通讯管理机/交换机接入站控层的核心交换机。
2.根据权利要求1所述的一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，其特征在于：在所述站控层设置有包括1台操作员、1台工程师站、2台服务器以及4台核心交换机的2套百兆的站控层监控以太网络。
3.根据权利要求1所述的一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，其特征在于：通讯管理机/交换机设备下放至现场间隔层，通过IEC6185O接入保护装置、同期装置、快切装置，通过MODBUS接入电度表、直流系统、UPS系统、柴油发电机系统。
4.根据权利要求1所述的一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，其特征在于：还包括高低压开关柜内的智能保护测控装置，通讯管理机或交换机下放至各区域的高压开关柜。
5.根据权利要求4所述的一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统，其特征在于：通过IEC6185O接入高压柜内智能保护测控装置，通过IEC6185O或MODBUS接入低压柜内智能保护测控装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202121759493.9U CN217157138U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统 |
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| CN202121759493.9U CN217157138U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统 |
Publications (1)
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| CN202121759493.9U Active CN217157138U (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113485276A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-08 | 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 | 一种分散式布置的智慧电厂电气监控管理系统 |
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- 2021-07-30 CN CN202121759493.9U patent/CN217157138U/zh active Active
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