ecms系统技术发展与实施案例分析_完整版

,发电厂电气监控管理系统（ECMS）-ECMS系统技术的发展和实施方案分析,目录,1.四方股份ECMS介绍2.ECMS技术发展历程3.规划院ECMS系统介绍4.ECMS技术发展展望,目录,四方继保大厦,企业概况,北京四方继保自动化股份有限公司,成立于1994年，注册资本4亿元；员工2100人，研发团队460人；是我国电力系统自动化领域的龙头企业，是国内电力控制及信息系统的主要供应商之一产品覆盖发电、输变电、配电、用电的保护、控制和自动化领域；,股票代码：601126,企业概况,企业相关资质,4,国家级企业技术中心国家重点高新技术企业国家规划布局内重点软件企业获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技奖26项共申请专利274项，其中发明专利218项，已授权专利139项参与100余项国际标准、国内标准、行标的制定质量体系 ISO9001（2000版）/环境管理体系 ISO14001:2004/职业健康、安全管理体系 OHSAS18001:1999ERP/SAPCMMI,发电厂电气自动化系统（ECS、NCS）发电厂仿真培训系统GEC-300 大中型发电机励磁控制系统CSFM-2002电网继电保护及故障信息系统子站同步向量测量子站系统（PMU)发电厂厂用电微机综合保护测控装置CSC-200 系列厂用电保护测控装置CSC-831系列低压保护测控装置分布式控制单元产品CSC-800M分布式控制单元CSC-861分布式自动化系统主控单元发电厂发电机、发变组微机保护装置发电厂厂用电快切装置、保安电源自投装置发电厂自动电压控制子站AVC、发电厂自动发电控制子站AGC,发电厂电气主要产品,ECMS产品线构成,主站类产品,主控单元类产品,装置类产品,CSPA-2000发展历程,四方公司微机保护产品，变电站综合自动化技术,四方公司开始研究电厂电气自动化系统CSPA-2000系统,宣威6期工程实施，基于现场总线的全通讯模式,CSPA-2000通过了中电联组织的产品鉴定，得到了与会专家的高度评价，并获得北京科学技术进步二等奖,国电宣威7期2300MW机组投运， CSPA-2000(V2) 系统研制,国电宣威6期机组投运，为国内第一套基于现场总线全通讯模式的300MW机组,90年代初期,2001年,2002年,2003年,2004年,2006年初,2007年,CSPA-2000(V2)系统开发完成，在大唐风陵渡电厂投运，为国内第一套基于现场总线全通讯模式的600MW机组，同年11月（V2）系统通过了中国电机工程学会组织的产品鉴定,2009年后,规划院ECMS，在中电投新昌发电厂2X600MW机组投运，基于现场总线全分布式过程控制系统，通信录波、预测性维护、电力系统高级应用等特色功能，极大的提高了发电厂自动化水平，具有较好的经济性,CSPA-2000系统主要荣誉,获得北京市科学技术进步二等奖北京市火炬计划项目 北京科技奖企业创新专项奖 2006-2007海淀区科技项目2008年度国家重点新产品计划项目 2008北京市工业发展专项资金云南省科技进步二等奖山西省科技进步三等奖 获得自主知识产权专利16项,CSPA-2000系统主要荣誉,通过权威机构检测和鉴定CSPA-2000系统通过了中电联组织的产品鉴定CSPA-2000系统通过了中国电机工程学会组织的产品鉴定通过电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心检测,自主知识产品专利16项,目录,1.四方股份ECMS介绍2.ECMS技术发展历程3.规划院ECMS系统介绍4.ECMS技术发展展望,目录,DCS操作员站HMI,DCS控制器DPU,厂用电设备（6kV综保、380V测控、保护）,ECS系统,国内ECMS的发展历程,DCS操作员站HMI,DCS控制器DPU电动机控制逻辑,电动机,ECS主控单元电源部分逻辑,电源部分,ECS操作员站HMI,国内ECMS的发展历程,ECMS国内首次实践,宣威项目背景介绍2001年宣电六期扩建工程开始招标，云南电力集团电力建设部组织了“火力发电机组一体化控制系统专题调研组”，调研组由宣威电厂、云南电力试验研究所、云南电力设计院的电气、热控专业技术人员组成，对一体化方案进行专项联合调研。由此，火力发电机组一体化控制系统技术应用研究立项。 联合调研结束，调研组提交了调研报告,提出了火力发电机组控制系统一体化技术实施的可行性方案 ，标志基于现场总线的全通信模式的一体化ECMS时代到来。,云南宣威项目,ECMS纳入DCS一体化控制,ECMS系统结构,ECMS国内首次实践,ECMS国内首次实践,宣威技术经济性分析,ECMS国内首次实践,设备就地安装，与DCS间通过数据交换实现连接，可节省大量测量、控制电缆，经济效益显著（根据设计院对一个应用CSPA-2000的2300MW电厂电气自动化工程的计算，直接经济效益约500万元）；采用CSPA-2000后，系统的电气信息量极大丰富，且交换不受限制，与系统投资基本无关；省略变送器；可实现运行分析、画面显示、报表生成、打印、人机接口、事件记录、报警、事故追忆、防误闭锁等丰富的电气自动化应用功能。CSPA-2000通过通信网络（现场总线/网络）将厂用电电气部分的微机保护测控装置组织成一个分层分布式的电气监控系统。首次将微机保护技术，现场总线技术实际应用到电厂电气自动化，实现了电厂厂用电部分的综合自动化。,宣威项目总结,ECMS国内首次实践,宣威6期一体化模式取得了成功，在2003年投运以来运行非常稳定。2007年宣威7期两台300MW机组采用了同样的模式，很快顺利投运。到2010年运行了7年时间。2010年，宣威6期系统升级最新的主站系统，截止目前运行稳定。 ECMS系统自从宣威之后在国内开始雨后春笋一样的发展起来，宣威工程作为开创先河的项目先后接待学习考察的电厂和设计院有数十次之多，对国内ECMS的发展起到了很好的推动作用。,宣威项目影响,ECMS国内首次实践,目录,1.四方股份ECMS介绍2.ECMS技术发展历程3.规划院ECMS系统介绍4.ECMS技术发展展望,目录,发电厂电气自动化的功能需求变化由最初的监视系统变成了控制管理系统数据处理由原来的单纯SCADA功能变成了现在的特色的电气高级应用功能控制功能由原来的点对点控制变成了自动逻辑控制功能规划院ECMS方案2007年11月规划院组织召开现场总线技术在火力发电电气控制系统中应用研讨会上，确认了ECMS系统方案。,项目背景介绍,新昌ECMS技术总结,规划院ECMS,规划院态度的发展肯定了ECMS给发电厂自动化带了的好处，对于发电厂上ECMS系统给予了充分的肯定。 ECMS与DCS一体化方式，做到了发电厂自动化系统的融合，从经济性等各方面带了很多益处。但是目前建议暂时取消与DCS系统的通信，保留与DCS系统接口 应进一步加大现场总线技术在ECMS系统的使用 ECMS系统要加强电力系统高级应用功能的开发,规划院ECMS,规划院ECMS的主要内容2007年11月规划院组织召开现场总线技术在火力发电电气控制系统中应用研讨会统一命名为ECMS确认了ECMS的三层系统的分布式结构推荐采用现场总线为主网络ECMS系统的两个典型应用方案高级应用功能不断完善整个ECMS系统由1个系统集成商供货,新昌项目介绍,项目简介：江西新昌电厂是由中电投新昌发电有限公司投资新建的，由中南电力设计院负责设计的大型电厂。本期新建为2*660MW的燃煤机组，后期计划2*1000MW的燃煤机组。新昌ECMS采用四方公司的CSPA2000(V2)系统项目时间节点：2009年8月18日，1#机组厂用电带电完成。2009年9月14日，2#机组厂用电带电完成。2009年12月15日，1#机组通过168运行。2010年2月14日，2#机组通过168运行。,新昌ECMS技术总结,系统结构图,新昌ECMS技术总结,系统结构图,新昌ECMS技术总结,新昌方案组网方式,综保装置：413台测点信息：30377遥测：5763遥信：18996遥脉：1568遥控：4050,新昌ECMS技术总结,新昌系统配置,站控层：SUN服务器、操作员站、工程师站、转发工作站网络冗余，关键进程冗余，关键数据冗余主控单元层：完全的现场总线系统冗余主控单元数据的同步与网络切换,新昌ECMS技术总结,系统运行情况,2010年系统自投运以来，运行正常，没有出现任何系统方面的故障。用户维护量很少,新昌ECMS技术总结,完全符合规划源方案一的要求完全现场总线控制系统 冗余主控单元数据的同步与网络切换 跨平台的大型监控系统 多服务器结构、负荷均衡、特色的历史库压缩技术基于IEC61131-3电气控制逻辑功能发电机变压器组操作逻辑 、发变组同期控制逻辑 、励磁快切逻辑 、单元机组和公用厂用电系统典型操作逻辑 监控系统软件实现的高级应用功能有一个系统集成商供货,新昌项目技术特点,新昌ECMS技术总结,专用监控软件,通用组态软件,CyberControl,分布式大容量数据库,新昌ECMS技术特点,新昌ECMS技术特点,基于RISC 硬件平台的Unix系统 （Solaris、AIX、HP-UX等）,基于Intel硬件平台的Windows、Linux及Solaris系统,Unix,均提供工程应用资源需独立维护，不能通用,Windows,仅提供Windows版本,通用软件,Linux,Intel X86架构,Risc架构,完整支持工程资源通用系统全局管理节点维护,CyberControl,用户根据项目需求灵活选择监控工作站硬件配置，无需受到软件限制,跨平台设计架构,优点：功能分布，负载均衡，切换服务速度快解决庞大的系统功能要求下，快速稳定的功能实现，可靠的故障恢复能力,系统功能：数据采集数据处理系统通讯全系统管理历史存储系统报警报表打印,虚拟服务,虚拟服务,基于虚拟化服务的负载均衡技术,新昌ECMS技术特点,#1服务器运行,一主多备服务器架构, #2服务器运行, 其他工作站运行,一主多备的服务器架构,新昌ECMS技术特点,双数据源技术,数据的双重化采集：数据库中双份数据监控画面根据数据品质描述取最优数据操作根据数据的品质好坏优先选择数据通道,新昌ECMS技术特点,工程规范化标准化制作面向对象的建模技术数据建模：一键建库技术图像建模：画面自动绘制、自动关联工程标准化流程工程管理功能工程合并功能工程安装程序制作,高效的工程效率,新昌ECMS技术特点,产品成熟度1994年首次将现场总线技术LonWorks引入变电站自动化系统2002年首次将LonWorks总线引入到300MW机组ECMS中2008年四方的Profibus/DP首次在600MW机组上采用2008年四方现场总线产品首次在张家口电厂热工电气一体化中采用发电厂产品全面支持Profibus/DP和LonWorksLonWorks总线在变电站自动化和发电厂ECMS系统中大量的使用四方Profibus/DP产品在发电厂ECMS中广泛使用工程成熟度Profibus/DP总线接入能力：ABB综保、西门子S7200、GE综保、苏州万龙、丹东华通、东大金智等等DP工程实施调试经验丰富：DP总线使用规范，现场布线调试技术等成熟的现场总线调试配置工具DTM,成熟的现场总线技术,新昌ECMS技术特点,成熟的现场总线调试技术FDT/DTM,新昌ECMS技术特点,全面支持IEC61131-3 5种标准语言5种语言可以任意转换全面支持电气系统厂用逻辑功能厂用电间隔内闭锁厂用电源切换电气顺序控制支持动态、增量下装，运行实时状态监视,灵活的逻辑开发,新昌ECMS技术特点,发电机、主变信息可靠采集设备双重化采集，提高装置可靠性数据库中采用双数据源技术增加电缆铺设，增加投资装置可靠性（CSC-850）双CPU、双电源配置，通信网络冗余（代替双机方案）数据库中采用双数据源技术对于可靠性更加严格的条件，可增加双重化配置,机组信息的可靠采集,新昌ECMS技术特点,全息记录压缩存储技术,数据变化存储机制、全息存储过程量值和开关量变位CyberZip多级压缩技术节省存储空间数据检索方式使用户能够迅速检索到所需的详细数据信息磁盘阵列存储，提供数据空间监视和备份功能从嵌入式的Java Derby小型数据库到大型的DB2，Oracle等主流商用数据库介质,新昌ECMS技术特点,CSPA-2000系统软件专家系统技术覆盖集理论智能报警处理,智能化报警处理系统,大型监控系统信息众多实时性要求高故障信息记录要求全面,建立智能告警模型建立智能告警专家知识系统库,提供系统告警预处理方法提供系统告警辅助处理规范典型多故障诊断,最短时间匹配故障信息多类型显示人工参与处理方法,众多信息,智能报警系统,新昌ECMS技术特点,智能化系统状态检测和故障处理,1. 提供复合工具以时间为参照对状态数据，报警、曲线、日志、报表、图形等记录进行数据叠加和展示；2. 提供工具对复合数据进行数据分析和精密诊断；3. 包含常用的故障识别模式并允许对模式进行扩展；,新昌ECMS技术特点,强大工程师站,强大的工程师站功能保护故障信息系统：定值、录波、保护动作信息ECS控制逻辑的组态、浏览ECS的系统自诊断信息和自维护信息历史数据的全景录波和过程重演,新昌ECMS应用功能,新昌ECMS应用功能,定值、录波,新昌ECMS应用功能,新昌ECMS应用功能,新昌ECMS典型的监控画面,新昌项目总结,整个系统由一个系统集成商供货（包括高、低压开关柜内的间隔层设备加快了工程的实施进度，系统集成商保证了系统的整体性能指标，满足设计的技术要求保证稳定性、可靠性的系统级设计网络冗余、设备冗余关键进程冗余关键数据冗余出厂前的整体联调和测试与设计院、用户的充分沟通,新昌ECMS技术总结,规划院对ECMS系统应用情况的总结,2012年5月9日中国电力工程顾问集团主办“电气监控管理系统应用交流会”在武汉顺利召开，与会有电力规划设计总院、5大电力设计院，以及北京四方继保自动化股份有限公司、南瑞继保、国电南自、苏州万龙，新昌发电厂用户等对规划院ECMS系统应用情况进行总结总结了规划院试点项目“新昌项目”设计情况新昌用户对ECMS系统运行维护情况进行了介绍会议形成会议纪要充分肯定了ECMS系统模式设计、集成商优选，实施中要确保ECMS的安全可靠加强ECMS控制管理功能，真正做到减员增效,新昌ECMS技术总结,目录,1.四方股份ECMS介绍2.ECMS技术发展历程3.规划院ECMS系统介绍4.ECMS技术发展展望,目录,数字化ECMS方案1,数字化ECMS技术,数字化ECMS+NCS,数字化ECMS技术,数字化ECMS技术,ECMS、NCS一体化方案的优势和特点 ：监控全厂电气信息，实现全厂电源的控制。节省了传统网控室的占地面积和投资；全厂电气统一为IEC61850规约，实现了各厂家产品的互联互通，减少了现场调试周期；采用IEC61850数字化标准之后，电厂能与智能电