国产风电机组主控系统开发与应用

主控系统是风电机组的控制核心,但其国产自主化程度很低,对外依赖较大,是风电设备最薄弱的环节。在分析风电机组主控系统国产化现状的基础上,介绍了国内首批100%国产化风电机组主控系统——华能睿渥风电可编程逻辑控制器（PLC）系统的设计、开发与应用情况。针对软硬件适配性差、缺少CANopen模块等问题,设计了CPU、FPGA等核心芯片全国产的风电PLC模块,研制出国产CANopen通信模块。经权威第三方测试,该国产化风电机组主控系统功能性能、可靠性指标完全满足风电机组实际需求。经陆上 2 MW、海上5 MW风电机组示范应用以及陆上1.5 MW风电机组批量应用表明,该风电机组主控系统已具备较强的实时性、极高的环境适应性和抗电磁干扰等能力,完全满足各类风电机组应用要求,标志着我国风电机组控制核心实现了完全自主可控。     

分散控制系统自主可控技术的发展

分散控制系统（DCS）作为火力发电领域的核心控制系统,其软硬件长期严重依赖进口产品,存在重大安全隐患和断供风险。在说明国产品牌DCS发展历程及软硬件国产化现状的基础上,分析了国产化替代对于实现自主可控的必要性,并提出实现DCS国产化并非简单的硬件替代与软件移植,还需重点解决好专用芯片替代、芯片功能缺陷、软硬件适配及综合算力等问题;然后介绍了全国产、自主可控DCS如华能睿渥、华电睿蓝、国能智深、南京科远和浙江中控等发展应用现状,全国产DCS在300、600、1 000 MW等级机组相继投入运行,标志着我国DCS已实现完全自主可控,具备大规模推广应用的条件;最后对国产DCS推广应用中存在问题,如缺少嵌入式低功耗处理器、国产元器件性能存在批次性差异、国产软硬件性价比和供应链安全等进行分析,并提出了相关建议。     

全国产分散控制系统开发与应用

分散控制系统（DCS）是火电机组的“神经中枢”,但其核心软硬件自主化率较低,对外依存度较高。在分析DCS应用及国产化现状基础上,介绍了国内首套全国产DCS—华能睿渥DCS的设计、开发与应用情况。针对缺少国产专用芯片、模拟量芯片功能不全、软硬件适配性差等问题,设计了以国产CPU+FPGA为核心的主协计算框架,研发了基于国产ADC、DAC芯片的自校准补偿方法,提出了国产MCU与FPGA芯片软硬件协同的现场总线通信技术,研制出全国产冗余控制器及I/O模件,并大幅提高模拟量卡件精度,同时实现了现场总线技术国产化。经国家权威第三方测试,该国产控制系统的功能与性能达到或超过国家和行业标准要求;经300 MW及1 000 MW等级机组示范应用表明,该控制系统完全满足大型火力发电厂应用要求,标志着我国火电机组核心控制设备实现完全自主可控。     

全国产分散控制系统组态软件框架的设计和实现

介绍了新一代国产工控系统华能睿渥分散控制系统（HNICS-T316）组态设计与调试软件的架构设计及技术实现。该软件针对全国产软硬件平台开发,采用基于组态设计流程的分层式组件架构,以消息总线技术为基础,提出了基于数据驱动的模块化组件集成方案,设计了组件式数据管理系统和增量式刷新的模型/视图的图形系统,实现了内存数据到操作界面的快速刷新,降低了模块之间的耦合性和程序的复杂度,实现了跨平台软件的快速并行开发,提高了组态软件的可维护性、可扩展性和可移植性。基于以上架构,设计了基于控制器锁存机制的组态数据系统架构和高颗粒度与低更新资源的分段式组态产物文件结构,开发了组态多级解析及主备同步技术和基于标签名动态分级校核的组态资源共享技术,解决了全站多人同时编辑时数据定义冲突问题,提升了快速控制周期下组态无扰下载及同步 的效率,同时,减少了工程师站的软硬件资源消耗,简化了工程应用中工程师站的部署流程,实现了组态软件在国产自主可控平台上的高效运行。基于此开发的国产组态软件已在300 MW和1 000 MW火电机组成功示范应用,经第三方机构测试和应用实践表明,该软件运行稳定,使用方便灵活,能满足大型火电机组工程组态需求。     

协调AGC与PFR的水电机组有功/频率联合控制策略及应用

电网频率在系统扰动发生后将持续波动，机组一次调频(primary frequency control, PFR)与自动发电控制(automatic generation control,AGC)将先后动作，AGC与PFR作为系统频率调节的主要手段，二者协调动作对频率稳定至关重要。近年来电网实际扰动和水电机组现场试验多次出现了机组AGC与PFR不协调的现象，AGC反向调节PFR，或者PFR动作闭锁AGC(含闭锁反向AGC)调节的现象十分普遍。基于系统计算分析及机组调试发现的问题，提出了一种多模式适应的监控系统有功/频率联合控制系统模型结构，通过在监控系统有功控制结构上设计调频修正逻辑，可实现当频率变化时实时计算调频功率目标值以动态修正监控系统功率给定，实现AGC和PFR的指令叠加。同时为提高监控系统有功/频率联合控制的适应性，在监控系统新增的调频修正逻辑可设置2套独立参数，以匹配调速系统大/小网控制模式。该策略已在白鹤滩等20余台水电机组示范应用，从机组投产至今保持安全稳定运行，解决了水电机组PFR与AGC协调难题。在高占比水电系统及水电高占比新型电力系统中，该策略可以保障水电机组稳定、...     

XDPS-400系统在长兴华能电厂自动化改造中的应用

华能长兴电厂在自动化改造中 ,选用了XDPS_400控制系统。实现了机组的集中监控、AGC和一次调频功能 ,达到了300MW及以上机组的自动化水平。文中对该系统的结构、软硬件的特点作了详细介绍分析     

水电机组状态检修现状分析

状态检修能最大限度地延长检修间隔,降低水电机组的运行成本,保证安全生产。在分析我国水电机组现有检修制度不足的基础上,系统介绍我国开展状态检修工作的发展状况及存在的问题,特别对于不同的故障诊断方法在水电机组上的应用进行详细描述。指出对水电机组开展状态检修是水电机组检修的发展方向。     

基于互联网的水电机组监测系统研究

为了确保水电机组的安全稳定和经济运行,需要实现对水电机组的监测.在Internet和Windows环境下,利用有效的网络资源、PXI、MXI-3和DataSocket技术,采用易于扩展的客户/服务器结构模式来设计水电机组的远程监测系统.并对该系统的总体方案、软硬件组成及系统的功能做了详细的说明.该系统实现了水电机组信号的数据采集、数据分析和处理,并能通过网络进行远程监测,具有良好的应用前景.     

业界要闻

我国首台国产化70万千瓦水电机组投产发电本刊讯7月10日,我国首台国产化70万千瓦水电机组在长江三峡右岸电站投产发电。这台高50米、重7000吨、最大出力80.4万千瓦的26号国产特大水电机组,由哈尔滨电机厂有限责任公司独立制造并拥有部分知识产权,中国葛洲坝集团施工安装。到明年底,由哈尔滨电机厂和东方电机厂设计制造的三峡工程另外7台同规模国产水电机组将陆续投入运行。     

基于实时数据库的水电机组远程监测中心设计和实现

将实时数据库系统应用在水电机组远程监测诊断中心,通过设计分布式系统结构,将软硬件系统分为现地采集层、厂级集成层和中心发布层3层,并充分利用eDNA数据库软件的数据桥分布特性,采用多存储方式融合的数据同步存取策略,最终建立结构开放、功能可扩展的远程分布式水电机组监测中心,为集团公司远程全面掌握水电机组运行信息提供系统平台和数据依据。