概 述
由煙臺東方英達康自動化技術有限公司開發的變電站及電廠NCS自動化系統,總結了煙臺東方電子二十多年變電站自動化系統的開發經驗及國內外近千個現場運行經驗的基礎上利用21世紀最先進的技術成果和設計思想,并充分考慮了電力自動化技術和用戶需求的不斷增長變化。
目前,網絡技術已成為變電站自動化發展的關鍵技術,它把分散的各種智能設備組成一體化的網絡系統,進而構成功能完備、高可靠、高效率的自動化系統,使得系統的增容、升級和維護更為方便,整體處理功能大大增強。
在網絡技術方面,本系統全面支持“e環到底”的解決方案,實現了站控層、間隔層全以太網環網組網,每個測控模塊都支持雙以太網方式通訊。這種通訊方式充分考慮了工業網絡領域的各種要求,引入了高速冗余環的概念,它確保即使在網絡重構時也能實現連續的生產,使間隔層測控信息可以直接傳送到站控層主機,減少了傳統方式中通訊網關(現場總線至以太網網關)這一環節,提高了通訊可靠性,同時,可以在整個系統范圍內共享以太網高速帶寬和開放的標準。
在監控方式方面,本系統及時跟蹤用戶的最新需求,實現了“按照對象”監控管理的新模式,一個模塊完成一個電氣安裝單位內的遙測、遙信、遙控、遙調功能,同時還可完成電度累計、斷路器檢同期或檢無壓、變電站VQC調節、電廠AGC輸出、遙控防誤閉鎖、面向對象的保護通信管理功能。這種模式結構清晰,便于維護和管理,一經推出受到用戶的高度評價。
在可靠性方面,系統中各個測控模塊全面通過電磁兼容國際標準IEC61000-4中最嚴酷等級(IV級),同時在遙控閉鎖、遙控輸出等環節采用多項技術,確保可靠性。
系統設計原則
系統依據國家發布的《變電站計算機監控系統技術規范書》的要求,同時結合國外先進系統為滿足中國電力系統而設計。系統所提到的系統配置方案、設備技術性能、技術措施、通訊網架結構等完全滿足《變電站計算機監控系統工程技術規范書》中各項要求,可保證系統產品在現場設備按照技術規范書中所描述的水平下對系統的監控和實現各項管理功能,也可滿足設備擴容及功能擴展的要求。
全面面向電力系統設計,支持從軟件支撐平臺至應用層的開放,應用軟件平臺全面建立在開放的國際工業標準基礎上,采用通用商業數據庫,應用層的開放能適合于不同程度的拓展要求,為系統功能擴展和多開發廠家縱橫互連提供了方便。
采用開放式設計,除以傳統的按照功能設計測控單元外,還可以按照“電氣安裝單位”對電廠或變電站的一、二次設備進行全面、實時的監測和控制。單個模塊除可完成該電氣安裝單位遙測、遙信、遙控、遙調等基本四遙功能以外,可以把本電氣安裝單位對應的保護裝置及其它智能設備接入相應的測控模塊,還可完成電度累計、斷路器檢同期或檢無壓、變電站VQC調節、電廠AGC輸出、遙控防誤閉鎖及網絡通信功能。
間隔層測控模塊采用通用設計模式,對各種電氣安裝單位的測控均采用同一種模塊。結構清晰,便于維護。
間隔層采集模塊選用先進的嵌入式實時多任務操作系統,可實時協調處理同時發生的多個任務,適用于高電壓等級變電站及電廠等較大系統的應用。
設置當地操作板,具有遠方、就地、手分、手合功能。
自動化系統通訊接口,包括通信規約及網絡協議均滿足工業標準。
對于110kV以上部分采用保護、測控分開的方式,對于35kV以下的部分采用保護、測控一體化設計。
完備的防誤閉鎖功能,可采用站控層設置專門的五防閉鎖裝置實現,或采用間隔內測控模塊完成本間隔的閉鎖,對跨間隔的防誤閉鎖由通訊處理器CMU完成。
與站內設備可用傳統的RS232C、RS422、RS485,也可采用TCP/IP協議的局域網通訊方式;與調度通訊既可由站控層遠動工作站完成,也可由間隔層CMU直采直送。
系統結構
采用分層分級分布式結構,整個系統分為兩層(站控層、間隔層):
第一層為站控層,由監控主機、數據庫服務器(可選)、維護工作站(可選)、保護工程師站(可選)、五防工作站(可選)、遠動工作站(可選)組成。
第二層為間隔層,由一臺或多臺IDC410 CMU 通信處理裝置及IDC424、IDC425、IDC431、IDC45X系列現場測控模塊、保護裝置等組成,完成對一次設備的監控和保護功能。
站控層通訊采用單 / 雙以太網冗余分流方式。
間隔層通信網絡既可選擇以太網的方式,也可以選擇FDK-BUS +CAN-BUS雙現場總線網的方式。
結構特點
采用二級分層分布式網絡,即站控級通信網和間隔級通信網。該網絡結構符合IEC61850關于對變電站自動化系統的通信網絡結構的需求。
站控層通信網采用以太網,速率可以是10M/100M。通信介質可以采用光纖、雙絞線或同軸電纜。
間隔層通信網可采用以太網和現場總線兩種方式。
可通過IDC410CMU或IDC431、IDC424、IDC425的多個串行口接入其它廠家的直流電源、電度表、繼電保護等智能裝置。
可通過IDC410CMU、IDC431或遠動工作站以串行和網絡方式向多級調度轉發數據。
可通過獨立的保護管理機、或IDC410CMU、或面向對象的綜合測控模塊(如IDC424、IDC425)等多種方式采集保護信息。
推薦采用工業級以太環網“e環到底”,實現站控層、間隔層全以太網組網。
在當前競爭激烈的經濟環境中,工業網絡背離傳統的受供應商限制的解決方案,而朝著開放、透明的系統方向發展,這一趨勢使PC控制能方便地接入Intranet或Internet,其中最為重要的兩個標準是TCP/IP通信協議和以太網網絡架構。雖然工業自動化領域的以太網標準與辦公自動化領域中的以太網標準相同,但二者對網絡產品的要求是完全不同的。通常,工業自動化網絡需要能在極端條件如電磁干擾、高溫和機械負載等條件下正常工作。

