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发电厂厂用电源备自投可编程逻辑控制方法

阅读：71发布：2021-02-26

IPRDB可以提供发电厂厂用电源备自投可编程逻辑控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于现场总线通信技术实现发电厂厂用电源备自投可编程逻辑控制方法。该方法利用发电厂厂用电间隔层现场总线网络1，主控单元采集间隔层总线上的综合保护装置、测控装置数据，在主控单元中实现了厂用电源的备自投功能。本发明突破了传统的备自投装置局限性，省掉了传统备自投装置。利用平行节点通信功能使整个逻辑组态更加直观、数据全局共享和数据品质参与逻辑，整个逻辑组态更加的灵活方便，有效的提高了系统的灵活性和易用性。该方法在实现厂用电源备投逻辑的灵活性，以及节约设备投资方面具有明显优点。，下面是发电厂厂用电源备自投可编程逻辑控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种发电厂厂用电电源备自投可编程逻辑控制方法，该方法在发电厂主控单元中实现发电厂厂用电源备自投逻辑控制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)分层分布式的数据采集：发电厂厂用电管理系统采用分层分布式系统结构，电厂两段进线的间隔层设备通过现场总线接入本段中的主控单元，所述间隔层设备通过现场总线网络将采集的本段进线开关的分合状态和各相电流、电压信号以及母联开关的分合状态、母线电压、电流上传至主控单元，所述间隔层设备还接收主控单元下发的开关跳、合闸指令；

(2)数据交互和处理：电厂各段进线的主控单元之间采用高速双以太网进行通信，实时交互数据，使得每段进线的主控单元能够实时、可靠的采集到厂用电电源备投所需要的互为备用的两段线路开关分合状态、线路各相电流和电压、母联开关分合状态，母线电压、电流；

(3)备投逻辑判断：各进线的主控单元根据获取的互为备用的两段进线的开关分合状态，线路各相电流和电压，母联开关分合状态，母线电流、电压，根据设定的备投逻辑进行判断；

(4)厂用电电源备投投入：所述主控单元经过备投逻辑判断后，如果符合备投逻辑，则下达线路开关或者母联开关分合指令，相应间隔层设备根据分合指令，断开或者合上相应进线段开关或母联开关，实现互为备用的两段线路开关和母联开关的备投投入。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述间隔层设备包括综合保护装置、测控装置；间隔层设备还进一步采集各段进线开关的闭锁信号和事故告警信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：各段进线主控单元之间具有冗余同步数据功能，每段进线采用两个主控单元互为冗余，实现信息增量同步，当其中一个主控单元下接入的间隔层设备出现故障后，自动同步另一个互为冗余的主控单元下该间隔层设备的测量信息。

说明书全文

发电厂厂用电源备自投可编程逻辑控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统技术领域，具体涉及发电厂厂用电源备自投逻辑的实现方法。

背景技术

[0002] 发电厂厂用电源备自投功能在火力发电厂厂用电源系统中占据非常重要的地位。在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中明确指出要防止全厂停电事故以免造成机组失控、设备损坏的严重后果。要防止全厂停电事故发生，确保厂用电源备自投逻辑功能投入尤其重要。同时，根据不同电厂的接线方式不同，各电源运行方式的不同，备投逻辑一般需要一种基于灵活组态的方式实现。

[0003] 在发电厂厂用电源传统控制中，都是采用专门的备自投装置，备自投装置的I/O数据都是基于硬接线来采集完成的，其工程造价高，工程实施强度大。备自投所用到的数据在发电厂厂用电源监控系统中都已经采集到各主控单元中，因此具备在主控单元中实现厂用电源备自投功能的条件。

[0004] 随着现场总线技术的日臻成熟，已经逐渐应用到发电厂自动化控制系统。基于现场总线、工业以太网等通讯技术的可编程逻辑控制器能够节省大量的硬接线、变送器等其他硬件设备，降低整个工程造价。同时现场总线在传输速率、时间确定性、故障自诊断，数据品质上都有着上佳的表现。

发明内容

[0005] 为解决现有技术中，专门的备自投装置存在造价高、工程实施强度大、逻辑组态不够灵活等问题，本发明提供了一种基于现场总线通信技术实现发电厂厂用电源备自投可编程逻辑的方法，该方法是在主控单元中实现发电厂厂用电源备自投可编程逻辑，而不是采用专门的备自投装置。

[0006] 本发明具体采用以下技术方案：

[0007] 一种发电厂厂用电电源备自投可编程逻辑控制方法，该方法在发电厂主控单元中实现发电厂厂用电源备自投逻辑控制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

[0008] (1)分层分布式的数据采集：发电厂厂用电管理系统采用分层分布式系统结构，电厂两段进线的间隔层设备通过现场总线接入本段中的主控单元，所述间隔层设备通过现场总线网络将采集的本段进线开关的分合状态和各相电流、电压信号以及母联开关的分合状态、母线电压、电流上传至主控单元，所述间隔层设备还接收主控单元下发的开关跳、合闸指令；

[0009] (2)数据交互和处理：电厂各段进线的主控单元之间采用高速双以太网进行通信，实时交互数据，使得每段进线的主控单元能够实时、可靠的采集到厂用电电源备投所需要的互为备用的两段线路开关分合状态、线路各相电流和电压、母联开关分合状态，母线电压、电流；

[0010] (3)备投逻辑判断：各进线的主控单元根据获取的互为备用的两段进线的开关分合状态，线路各相电流和电压，母联开关分合状态，母线电流、电压，根据设定的备投逻辑进行判断；

[0011] (4)厂用电电源备投投入：所述主控单元经过备投逻辑判断后，如果符合备投逻辑，则下达线路开关或者母联开关分合指令，相应间隔层设备根据分合指令，断开或者合上相应进线段开关或母联开关，实现互为备用的两段线路开关和母联开关的备投投入。

[0012] 该方法的采用，解决了传统备投装置工程造价高，工程实施强度大、逻辑组态不够灵活的问题。在节省工程造价的同时，该方法能够更好的适应现场不同的接线方式和不同的备投方式，具有更大的灵活性。同时该方法可以实现完备的事件记录和录波，实现了备投逻辑分析透明化。

附图说明

[0013] 图1是实现发电厂厂用电源备投逻辑步骤示意图；

[0014] 图2是主控单元和间隔层设备通讯示意图；

[0015] 图3是一个典型母联开关备投一次接线图；

[0016] 图4是母联开关备投逻辑图；

[0017] 图5是母联开关备投逻辑功能块图。

具体实施方式

[0018] 下面结合说明书附图并通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。本申请中用到的专门术语：

[0019] 主控单元：指处于发电厂电气系统中间层通信控制设备，集监控子站、终端设备管理

[0020] 机和通信管理机、过程控制器等诸多功能于一体

[0021] 平行节点通信：指处于同一系统层次的节点之间高速交互数据

[0022] 图1为实现发电厂厂用电源备投逻辑步骤示意图。该方法在发电厂主控单元中实现发电厂厂用电源备自投逻辑控制，所述方法包括以下步骤：

[0023] 主控单元设备有多个通讯采集端口，支持多种通讯协议，保证采集数据的实时性。主控单元各个通讯端口在物理层通过现场总线和间隔层设备相连，应用层根据物理层现场总线的不同使用相应的通讯协议进行数据的收发。具体收发数据包括：接收间隔层设备的电压，电流，开关状态，事故告警状态等；主控单元经过备投逻辑判断后，下发开关分合指令。间隔层设备通过测量模块直接采集各线路以及母线的电压、电流，开关分合状态，事故告警状态，线路母联开关状态，电压电流状态等测点信息，接收主控单元下发的开关分合指令，通过开出模块直接合上或断开线路或母联开关。

[0024] 各个主控单元之间具有相互高速通信的能力，采用高速双以太网进行通信，各个主控单元之间可以实时交互数据，从而主控单元可以实时、可靠得到备投所需要的所有数据。厂用电管理系统中，每条线路用一台主控单元设备接入该线路下多台间隔层设备，其中两条线路的母线联络开关接入其中一条线路的主控单元。比如工作1A段主控单元，一般接入1A电源进线和母联，1A母线PT测控装置以及该段下的风机等辅机设备；工作1B段主控单元，接入1B电源进线，1B母线PT测控装置以及该段下的风机等辅机设备。要保证电厂各段设备正常稳定带电运行，同时保证经济最优化，需要互为备用的两条线路和母联的备投功能。这就需要主控单元之间进行实时的数据交互，从而主控单元可以实时、可靠的得到备投所需的所有数据。主控单元的平行节点之间通过以太网互联，通过通讯的方式实现数据交换，保障不同主控单元间的测点信息同步的完整性与实时性。数据交换的范围可以配置选择，采用高效可靠的内部通讯协议保证通讯的可靠性和实时性。主控单元根据采集到的互为备用的两条线路的开关分合状态，电压电流，母联开关的分合状态，母线电压电流等信息，根据现场具体接线方式，进行备投逻辑判断，实现厂用电源的备投投入。一个典型的备投逻辑如附图4所述。主控单元支持灵活完备的逻辑开发功能，全面支持IEC61131-3标准，针对各个发电厂厂用电源备投逻辑的特点，封装开发了特有的备投逻辑功能块库，根据现场具体接线方式，灵活的组态备投逻辑。

[0025] 主控单元根据备投逻辑判断的结果，以通讯的方式下发指令给相应的间隔层设备。间隔层设备根据开关分合指令，接通或者断开相应的一次开关，实现备投的正确投入，保证系统各段线路正常供电，稳定运行。

[0026] 图2示意了主控单元和间隔层设备之间通过现场总线实现数据通讯。主控单元之间采用高速双以太网，TCP/IP通讯协议。主控单元和间隔层之间采用Profibus-DP现场总线通讯。间隔层设备直接采集各线路开关状态，事故告警状态，电压电流等测量量。

[0027] 图3示意了一个典型的母联开关的一次接线图，该接线图中1DL、2DL线路相互热备用，正常运行时，I、II母均有压，DL1、DL2在合位，DL3在分位。当DL1或者DL2故障跳开时，必须合DL3.，保证I、II两条母线都供电。

[0028] 图4所示为母联开关的备投逻辑图。该逻辑由主控单元实现。主要备投逻辑动作如下：

[0029] 1)、I母失压，线路I无流，II母有压，延时T1跳开DL1、检测II母有压延时T3合3DL保证正常供电。

[0030] 2)、II母失压，线路II无流，I母有压，延时T2跳开DL2、检测I母有压延时T3合3DL保证正常供电。

[0031] 3)、1DL或2DL偷跳时，延时T3合3DL保证正常供电。

[0032] 图5为一个具体备投逻辑的实现，其中自动执行逻辑块是由很多电气功能块搭建而成，实现了备投的自动执行逻辑。动作逻辑最终执行的条件是：满足所有动作条件，且不满足任何一条闭锁条件，且已完成对充电器的充电，且以上状态保持的时间大于逻辑执行延时。图5最左侧的输入条件，如：母线无压，开关分位，线路无压等是主控单元采集到的间隔层设备测点信息，经过逻辑与，逻辑或，延时，计数器等一系列逻辑处理后，发出动作指令。自动执行逻辑块由主控单元封装而成的特定备投逻辑功能块，实现备投逻辑的自动执行。

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