燃煤电厂网络计算机监控系统（NCS）方案设计崔军勇

燃煤电厂网络计算机监控系统（NCS）方案设计崔军勇
发布时间：2022-05-25T07:59:14.491Z 来源：《建筑模拟》2022年第2期作者：崔军勇
[导读] 常规发电厂微机远动系统（RTU），自动发电控制系统（AGC），自动电压控制系统（A VC）各有一套独立的IO子系统，因为IO模块重复设置，增加了设备成本和运行维护成本，也会出现数据采集不同源。

例如调度监视的数据来自RTU，电厂运行人员监视的数据是来自NCS，出现AGC A VC被调度考核情况。

网络计算机监控系统提高了电力网络安全运行的运行效率及自动化水平和系统可性，也能适应发电厂竞价上网、经济调度的发展要求。

广州普瑞电力控制系统设备有限公司广东广州 510660
摘要：论述了燃煤电厂网络计算机监控系统（NCS）的主要设计理念、系统功能和组成结构，从技术先进性和经济实用性角度对网络计算机监控系统和常规发电厂网络监控系统进行了分析与比较。

常规发电厂微机远动系统（RTU），自动发电控制系统（AGC），自动电压控制系统（A VC）各有一套独立的IO子系统，因为IO模块重复设置，增加了设备成本和运行维护成本，也会出现数据采集不同源。

例如调度监视的数据来自RTU，电厂运行人员监视的数据是来自NCS，出现AGC A VC被调度考核情况。

网络计算机监控系统提高了电力网络安全运行的运行效率及自动化水平和系统可性，也能适应发电厂竞价上网、经济调度的发展要求。

关键词：燃煤发电厂；自动发电控制；自动电压控制；网络计算机监控系统；
早期发电厂网络控制系统采用常规的控制方式。

发电厂微机远动系统（RTU），自动发电控制系统（AGC），自动电压控制系统（A VC）各有一套独立的IO子系统，IO模块重复设置，不但增加了设备成本和运行维护成本，也出现数据不同源导致AGC A VC考核问题。

针对这种现状，广州普瑞电力控制系统设备有限公司提出设计方案，推进燃煤发电厂电力网络计算机监控系统（NCS）的改进。

1 设计理念
1.1电厂NCS和微机远动系统RTU共同一套采集单元，采集单元的数据即送给NCS的两套服务器，也送给微机远动系统的两套网关机，保证远动信息直采直送，调度下发给远动的AGC A VC指令直收直控。

至调度的远动信息通过一平面实时调度数据网二个IP地址和二平面实时调度数据网二个IP地址传输。

1.2取消电厂模拟屏手动操作系统，所有操作均通过放置在集控室的两台操作员站操作。

NCS采用分层分布式结构的开放式系统。

1.3NCS包括五防系统，具有防误操作闭锁功能，实际操作前，先在五防系统上模拟操作，生成工作票，NCS获得五防系统的解锁指令后，才能对电厂的刀闸，断路器进行操作。

1.4电能量信息由智能电度表以网路或者串行接口方式接入NCS系统的服务器，关口计量的电能量信息由计费系统的两台网关机通过一平面非实时调度数据网二个IP地址和二平面非实时调度数据网的两个IP传输到调度。

2 NCS功能
2.1数据采集和处理通过现场测控单元采集有关信息，SOE顺序时间记录、故障、状态、变位信号及交流直流模拟量电流、电压、功率、遥测越限信息等，并对数据合理性校验在内的各种预处理，实时更新数据库，其范围包括模拟量输入、开关量输出、开关量输入、数字量等。

2.2设备的状态监视、报警和控制（1）监视。

运行人员能通过监视单线图及主要数据一览表对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面调用采用键盘、鼠标。

（2）报警。

模拟量发生遥测时间越上限、越下限、开关量COS和SOE变化或NCS计算机系统故障，立即发出声光报警，根据报警等级的不同，发出不同的声音，弹出不同颜色的报警信息，方便运行人员检查。

（3）控制。

采用软逻辑编程方式，当现场的远方就地选择开关在就地时，只能就地操作，当现场选择开关在远方时，间隔层才可以操作；当间隔层远方就地选择开关在就地时，间隔层可以操作；间隔层远方就地选择开关在远方时，控制层在可以操作；控制层远方就地在就地时，控制层可以操作；当控制层远方就地开关在远方时，调度中心可以远方操作。

且同一时间内，被控设备只接收一个主站下发的操作命令。

对断路器的操作，具有防误操作闭锁功能和同期检测功能，并保证在同一时间内，仅有一个开关可以操作，当某个开关操作时，发出正在操作指令到局域网上，禁止其它所有开关操作。

2.3远动通信采用NCS中设置远动网关机实现远动功能，与NCS共用一套间隔层控制设备BCU，降低设备成本和运行维护管理费用。

3 NCS构成
3.1系统硬件构成（1）2台服务器／操作员工作站。

运行人员通过操作员工作站对电厂电气单线图，电力网络一次、二次设备进行监视、测量、记录及处理各种信息，并对主要电气设备实现远方控制。

2台服务运行在并行工作模式，当其中l台主机发生故障时，系统自动切换到另外一台机自动投入运行，不会发生任何数据丢失，数据跳变的现象。

（2）1台工程师工作站。

工程师工作站用于整个监控系统的维护和管理，例如修改配置、系统诊断、控制参数调整、数据库备份、导出、导出操作、人机画面修改、单线图修改，参数设置等。

（3）远动网关机gateway 远动网关机gateway采用双主双网配置．四个子站侧IP地址采用网络104规约与调度通讯，上传电厂的遥信、遥测等信息
表，同时接收调度下发的控制指令，其容量及性能满足厂站端远动功能。

（4）AGC测控单元。

通过104规约，接收调度下发的负荷指令，AGC测控单元实现单机组控制或全厂的自动发电控制。

（5）公共测控模块。

公共测控模块完成与网控直流系统、不间断电源系统（UPS）、电能量采集装置、保护信息管理子站、故障录波系统、DCS、电厂MIS、电厂报价计算机系统的通信接口。

（6）间隔层的测控单元BCU。

间隔层测控单元BCU具有间隔设备的电流、电压、功率、频率等交流采样、监控、五防防误操作闭锁、断路器同期合闸检测和
当地显示电流、电压、功率、频率等模拟量和刀闸、地刀，故障信号等开关量功能。

（7）GPS/北斗授时系统，保证全站设备的时钟统一。

3.2 网络结构NCS采用开放式分层分布式网络结构。

从通信角度看，各分布式处理计算机无主次之分；从功能上看各有侧重．有承担间隔层、站控层功能。

网络上的各节点功能、负载及危险分散，系统的可靠性获得极大提高。

网络拓扑结构可采用总线型网络、星型网络或环网型网络。

总线型网络可靠性高，扩充方便。

环网型网络开放性不好不利于扩展．如考虑电力网络的扩建．建议采用总线型网络。

NCS 设站控层和间隔层。

站控层实现整个系统的监控功能．站控层设备除操作员工作站布置在主厂房的集控制室内．其余设备如远动通信接口设备及公用接口设备布置在就地网络继电器室内。

站控层网络可考虑采用同轴电缆、双绞线或光线介质的双以太网。

间隔层由计算机网络连接的若干监控子系统组成．间隔层设备是实现计算机控制系统与生产过程设备的输入／输出接口．并完成就地监控功能．在站控层及网络失效情况下．能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

对于出线回路少，线电压等级单一，间隔层设备就近集中布置在就地网络继电器室内。

当站控层设备和间隔层设备距离比较远时．两者之间的通信介质可以采用光纤。

3.3软件系统NCS软件系统由系统软件、支持软件和应用软件组成。

软件系统应为模块化结构，以方便修改和维护．且软件应为经现场考验的成熟软件，并符合国标和国际公认的标准。

软件系统的功能可靠性、兼容性及界面友好性等指标应满足系统本期及远景规划要求。

软件应当支持用户开发新功能，开发后的软件应能在线装入系统。

软件应能支持系统的扩充，当一次系统改变或计算机监控系统扩充时不必修改程序和重新组装软件。

4结论NCS实现了对燃煤发电厂电力网络的监测、控测控单元、AGC测控柜制、调节、操作等功能，减轻维护工作量，提高了运行水平。

在NCS中设置远动通信装置可避免设备重复设置．减少设备成本和运行维护管理费用；在NCS中设置AGC控制功能更能适应发电厂竞价上网、经济调度的发展要求。

因此，在对NCS方案进行设计时，应将远动通信功能和AGC控制一并予以考虑。

参考文献：
[1] DIJT5226-2005．发电厂电力网络计算机监控系统设计技术规定IS]．
作者简介：崔军勇（1974一），男，广东广州人，工程师，从事电力控制系统现场调试及部门的日常管理工作；。