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      五強(qiáng)溪水電廠開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

      2023-01-09 20:54:08王香玲盧小芳梁玉飛李英杰張聰穎閔陳鵬
      水電站機(jī)電技術(shù) 2022年12期
      關(guān)鍵詞:開(kāi)關(guān)站優(yōu)點(diǎn)調(diào)試

      王香玲,盧小芳,梁玉飛,李英杰,張聰穎,閔陳鵬

      (1.北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司,北京 100038;2.五強(qiáng)溪電廠,湖南 懷化 419600)

      五強(qiáng)溪水電廠始建于1956年,總裝機(jī)容量125萬(wàn)kW(5×250 MW),1994年12月第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電,計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用美國(guó)蘭吉爾SCADA系統(tǒng)。隨著設(shè)備停產(chǎn)與老化,監(jiān)控系統(tǒng)故障頻發(fā),2006年10月,五強(qiáng)溪水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行第一次升級(jí)改造,改造后計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司自主研發(fā)先進(jìn)成熟的H9000 V3.0系統(tǒng),截至2019年底,系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行13年。近年來(lái),因智能化步伐的加快與推進(jìn),五強(qiáng)溪電廠進(jìn)入第二次計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造,升級(jí)改造后計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司新一代iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng),本次升級(jí)改造項(xiàng)目還包括五強(qiáng)溪水電廠正在建設(shè)的擴(kuò)機(jī)工程機(jī)組(2×250 MW)和擴(kuò)機(jī)公用系統(tǒng)的接入。擴(kuò)機(jī)工程未設(shè)置獨(dú)立的廠站層系統(tǒng),其監(jiān)視控制直接由升級(jí)改造后的iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)完成,擴(kuò)機(jī)工程出線五張線等設(shè)備直接接入五強(qiáng)溪水電廠老廠開(kāi)關(guān)站。

      1 監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造目標(biāo)

      首先確定整套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造計(jì)劃,根據(jù)電廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)與調(diào)度許可確定實(shí)施工期和完成節(jié)點(diǎn)。2020年11月26日,iP9000智能一體化平臺(tái)伴隨4號(hào)機(jī)組檢修工期的結(jié)束,與4號(hào)機(jī)組升級(jí)改造同步投運(yùn)。iP9000智能一體化平臺(tái)與老監(jiān)控H9000 V3.0系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互,成功將升級(jí)改造后的4號(hào)機(jī)組設(shè)備信息上送至湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)兩上級(jí)調(diào)度。升級(jí)改造后的4號(hào)機(jī)組亦成功接入五凌集控,實(shí)現(xiàn)了五凌集控對(duì)五強(qiáng)溪電廠的遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控四遙功能。安全Ⅱ區(qū)的投運(yùn)實(shí)現(xiàn)了與機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信,接收4號(hào)機(jī)組振動(dòng)擺度數(shù)據(jù)并上送五凌集控,確保了五凌集控對(duì)機(jī)組在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

      2020年12月至2021年10月期間,相繼完成1號(hào)機(jī)組、3號(hào)機(jī)組、5號(hào)機(jī)組、公用系統(tǒng)、2號(hào)機(jī)組的升級(jí)改造目標(biāo)。2021年10月,iP9000智能一體化平臺(tái)安全Ⅱ區(qū)與電廠水情水調(diào)系統(tǒng)、五防系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)互通。

      2 開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造設(shè)計(jì)方案

      開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造有三種設(shè)計(jì)方案,分別是分階段實(shí)施、新開(kāi)關(guān)站LCU一次上線、與擴(kuò)機(jī)工程同步接入。其優(yōu)缺點(diǎn)比較如下。

      2.1 分階段實(shí)施

      (1)老監(jiān)控上位機(jī)設(shè)備停產(chǎn)老化

      優(yōu)點(diǎn):直接接入新監(jiān)控系統(tǒng),老監(jiān)控上位機(jī)退役。

      (2)運(yùn)行維護(hù)

      優(yōu)點(diǎn):僅維護(hù)新系統(tǒng),工作量減半。

      (3)全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

      優(yōu)點(diǎn):僅僅影響開(kāi)關(guān)站新LCU升級(jí)改造周期。但其它LCU升級(jí)后更換下來(lái)的舊模塊,為老開(kāi)關(guān)站LCU設(shè)備持續(xù)運(yùn)行提供了充足保障。

      (4)申請(qǐng)停電次數(shù)

      優(yōu)點(diǎn):僅1次,擴(kuò)機(jī)接入時(shí)。

      (5)安全性

      缺點(diǎn):第一階段:不停電調(diào)試,必須做好安全防護(hù)。第二階段:停電施工,安全性強(qiáng)。

      (6)遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

      優(yōu)點(diǎn):僅監(jiān)控新系統(tǒng),運(yùn)維工作量減半。

      (7)遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

      優(yōu)點(diǎn):完整上送全廠數(shù)據(jù)。

      (8)AGC試驗(yàn)

      優(yōu)點(diǎn):第一階段:5套機(jī)組AGC投運(yùn)。第二階段:7套機(jī)組AGC投運(yùn)。

      (9)AVC試驗(yàn)

      優(yōu)點(diǎn):第一階段:5套機(jī)組AVC投運(yùn)。第二階段:7套機(jī)組AVC投運(yùn)。

      (10)全廠經(jīng)濟(jì)效益

      優(yōu)點(diǎn):停電僅1次,經(jīng)濟(jì)效益不受影響。

      2.2 新LCU一次性上線

      (1)老監(jiān)控上位機(jī)設(shè)備停產(chǎn)老化

      優(yōu)點(diǎn):直接接入新監(jiān)控系統(tǒng),老監(jiān)控上位機(jī)退役。

      (2)運(yùn)行維護(hù)

      優(yōu)點(diǎn):僅維護(hù)新系統(tǒng),工作量減半。

      (3)全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

      優(yōu)點(diǎn):不影響全廠監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造周期。

      (4)申請(qǐng)停電次數(shù)

      缺點(diǎn):2次。

      (5)安全性

      優(yōu)點(diǎn):停電施工,安全性強(qiáng)。

      (6)遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

      優(yōu)點(diǎn):僅監(jiān)控新系統(tǒng),運(yùn)維工作量減半。

      (7)遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

      優(yōu)點(diǎn):完整上送老廠數(shù)據(jù)。

      (8)AGC試驗(yàn)

      優(yōu)點(diǎn):第一階段:5套機(jī)組AGC投運(yùn)。第二階段:7套機(jī)組AGC投運(yùn)。

      (9)AVC試驗(yàn)

      優(yōu)點(diǎn):第一階段:5套機(jī)組AVC投運(yùn)。第二階段:7套機(jī)組AVC投運(yùn)。

      (10)全廠經(jīng)濟(jì)效益

      缺點(diǎn):停電2次,經(jīng)濟(jì)效益受影響。

      2.3 與擴(kuò)機(jī)工程同步接入

      (1)老監(jiān)控上位機(jī)設(shè)備停產(chǎn)老化

      缺點(diǎn):擴(kuò)機(jī)工程2023年底接入,老監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備恐怕無(wú)法支撐。

      (2)運(yùn)行維護(hù)

      缺點(diǎn):新老監(jiān)控系統(tǒng)并存,運(yùn)行維護(hù)工作量大。

      (3)全廠監(jiān)控系統(tǒng)改造周期

      缺點(diǎn):延長(zhǎng)了全長(zhǎng)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造周期。

      (4)申請(qǐng)停電次數(shù)

      優(yōu)點(diǎn):僅1次。

      (5)安全性

      優(yōu)點(diǎn):停電施工,安全性強(qiáng)。

      (6)遠(yuǎn)方集控監(jiān)控

      缺點(diǎn):新老監(jiān)控系統(tǒng),增加運(yùn)行維護(hù)工作量。

      (7)遠(yuǎn)方調(diào)度監(jiān)控

      缺點(diǎn):老廠上送調(diào)度數(shù)據(jù)不完整。

      (8)AGC試驗(yàn)

      缺點(diǎn):全廠高級(jí)應(yīng)用AGC功能無(wú)法投運(yùn)。

      (9)AVC試驗(yàn)

      缺點(diǎn):全廠高級(jí)應(yīng)用AVC功能無(wú)法投運(yùn)。

      (10)全廠經(jīng)濟(jì)效益

      優(yōu)點(diǎn):停電僅1次,經(jīng)濟(jì)效益不受影響。

      3 開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)原則

      2021年10月,隨著2號(hào)機(jī)組升級(jí)改造完成,五強(qiáng)溪水電廠開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造設(shè)計(jì)方案經(jīng)多方會(huì)審,并依據(jù)上述優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,同時(shí)鑒于擴(kuò)機(jī)工程計(jì)劃2023年底投產(chǎn)的目標(biāo),開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造采用分階段實(shí)施的設(shè)計(jì)方案。第一階段,老開(kāi)關(guān)站LCU在原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保持不變的情況下接入iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng),第二階段,根據(jù)五強(qiáng)溪水電廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行新開(kāi)關(guān)站LCU的拆裝,第三階段,擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入。

      開(kāi)關(guān)站LCU改造涉及全廠機(jī)組的發(fā)電運(yùn)行,計(jì)劃安排及改造過(guò)程應(yīng)慎之又慎,必須周密部署,嚴(yán)格把關(guān)。老開(kāi)關(guān)站接入施工改造期間,盡可能不影響機(jī)組運(yùn)行,調(diào)試時(shí)間盡可能短,遵循設(shè)備接入時(shí)無(wú)誤操作及無(wú)信號(hào)動(dòng)作,調(diào)試LCU控制權(quán)切至“遠(yuǎn)方”,非調(diào)試LCU控制權(quán)切至“現(xiàn)地”,避免設(shè)備誤動(dòng)。

      4 開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造實(shí)施步驟

      4.1 第一階段-老開(kāi)關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺(tái)

      (1)老開(kāi)關(guān)站LCU畫面、數(shù)據(jù)庫(kù)、閉鎖庫(kù)

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)增加老開(kāi)關(guān)站LCU相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)庫(kù)、閉鎖庫(kù)。

      (2)通信出廠調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與老開(kāi)關(guān)站LCU通信出廠調(diào)試。

      (3)現(xiàn)場(chǎng)通信離線調(diào)試

      廠站層與現(xiàn)地老開(kāi)關(guān)站LCU通信離線調(diào)試。

      (4)與集控通信靜態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

      (5)現(xiàn)場(chǎng)通信在線調(diào)試

      廠站層與現(xiàn)地老開(kāi)關(guān)站LCU通信在線調(diào)試。

      (6)與集控通信動(dòng)態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與五凌集控動(dòng)態(tài)調(diào)試。

      (7)與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

      (8)與調(diào)度通信動(dòng)態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動(dòng)態(tài)調(diào)試。

      4.2 第二階段-新開(kāi)關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺(tái)

      (1)新開(kāi)關(guān)站LCU盤柜

      新開(kāi)關(guān)站LCU盤柜加工、配線。

      (2)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象設(shè)計(jì)

      新開(kāi)關(guān)站LCU數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象分類設(shè)計(jì)審核。

      (3)程序設(shè)計(jì)

      新開(kāi)關(guān)站LCU程序設(shè)計(jì)。

      (4)新開(kāi)關(guān)站LCU畫面、數(shù)據(jù)庫(kù)、閉鎖庫(kù)

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)增加新開(kāi)關(guān)站LCU相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)庫(kù)、閉鎖庫(kù)。

      (5)出廠聯(lián)調(diào)

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與新開(kāi)關(guān)站LCU通信出廠調(diào)試。

      (6)出廠驗(yàn)收發(fā)貨

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與新開(kāi)關(guān)站LCU通信出廠驗(yàn)收及發(fā)貨。.

      (7)新盤柜安裝

      拆除舊盤柜、安裝新盤柜。

      (8)現(xiàn)場(chǎng)通信離線調(diào)試

      廠站層與現(xiàn)地新開(kāi)關(guān)站LCU通信離線調(diào)試。

      (9)與集控通信靜態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

      (10)現(xiàn)場(chǎng)通信在線調(diào)試

      廠站層與現(xiàn)地新開(kāi)關(guān)站LCU通信在線調(diào)試。

      (11)與集控通信動(dòng)態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與五凌集控動(dòng)態(tài)調(diào)試。

      (12)與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

      (13)與調(diào)度通信動(dòng)態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動(dòng)態(tài)調(diào)試。

      (14)高級(jí)應(yīng)用

      全廠高級(jí)應(yīng)用AGC、AVC廠控、調(diào)度開(kāi)環(huán)、閉環(huán)調(diào)試(5套機(jī)組試驗(yàn))。

      4.3 第三階段-擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入iP9000智能一體化平臺(tái)

      (1)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象設(shè)計(jì)

      擴(kuò)機(jī)工程五張線數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象分類設(shè)計(jì)審核。

      (2)程序設(shè)計(jì)

      新開(kāi)關(guān)站LCU擴(kuò)機(jī)工程五張線程序設(shè)計(jì)。

      (3)五張線路

      擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入新開(kāi)關(guān)站LCU。

      (4)現(xiàn)場(chǎng)通信離線調(diào)試

      廠站層與現(xiàn)地開(kāi)關(guān)站LCU擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備通信離線調(diào)試。

      (5)與集控通信靜態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與五凌集控靜態(tài)調(diào)試。

      (6)現(xiàn)場(chǎng)通信在線調(diào)試

      廠站層與現(xiàn)地開(kāi)關(guān)站LCU擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備通信在線調(diào)試。

      (7)與集控通信動(dòng)態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與五凌集控動(dòng)態(tài)調(diào)試。

      (8)與調(diào)度通信靜態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)靜態(tài)調(diào)試。

      (9)與調(diào)度通信動(dòng)態(tài)調(diào)試

      iP9000智能一體化平臺(tái)系統(tǒng)與湖南省調(diào)與華中網(wǎng)調(diào)動(dòng)態(tài)調(diào)試。

      (10)高級(jí)應(yīng)用

      全廠高級(jí)應(yīng)用AGC、AVC廠控、調(diào)度開(kāi)環(huán)、閉環(huán)調(diào)試(7套機(jī)組試驗(yàn))。

      5 結(jié)語(yǔ)

      五強(qiáng)溪水電廠開(kāi)關(guān)站LCU根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案、實(shí)現(xiàn)原則和實(shí)施步驟,已順利完成開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造的第一階段工作,即老開(kāi)關(guān)站LCU(H9000 V3.0系統(tǒng))直接接入iP9000智能一體化平臺(tái)。第二階段新開(kāi)關(guān)站LCU接入iP9000智能一體化平臺(tái)工作正在實(shí)施。2023年年底即開(kāi)展第三階段擴(kuò)機(jī)工程五張線設(shè)備接入iP9000智能一體化平臺(tái)。經(jīng)過(guò)將近一年的驗(yàn)證,五強(qiáng)溪開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造分段實(shí)施方案行之有效,特別是電廠運(yùn)行維護(hù)人員不再同時(shí)監(jiān)控維護(hù)兩套系統(tǒng),不僅減少了人力物力,也為電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障,降低了經(jīng)濟(jì)與社會(huì)成本。五強(qiáng)溪水電廠開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造設(shè)計(jì)方案的成功實(shí)現(xiàn),為未來(lái)其它電站開(kāi)關(guān)站的升級(jí)改造提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)與借鑒。

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