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水电站监控(运维)云平台
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    一.项目要求

       水电站是将水能转变为电能的水力装置,它由各种水工建筑物,以及发电、变电、配电等机械、电气设备,组成为一个有机的综合体,互相配合,协同工作。

    加强水电站运行数据、数据存储、曲线保存、报表的管理,实现高端监控
    系统要求,配套先进可靠的云平台集中管理监控系统。此次水电站云平台项目建设目标要求系统应遵循标准化和平台化原则满足安全性、可靠性、创新性的要求,具备良好的可维护性和可扩展性,主要达到如下几点要求:


    ①全厂生产过程的运行参数的采集、处理;

    ②全厂生产过程的安全监视和实时报警;

    ③主设备运行状态的监视和主设备生产过程的远程监控;

    ④运行日志、电能量、故障次数、操作次数的统计和报表;

    ⑤主设备参数设置及修正;

    ⑥系统故障在线诊断;

    ⑦与上级部门通信及信息交流。

    二.建设方案

    1、设计原则

    标准化

       整个监控系统的设计符合国家标准或国际标准。系统软件、硬件均采用标准化设计,提供开放的 接口,可与不同供应商的设备及软件系统互联互通。

        稳定性

    能源数据采集器采用嵌入式实时 Linux 操作系统和专用的硬件结构,性能稳定可靠,保证系统整 体的稳定,尤其适合在环境比较复杂、可靠性要求较高的环境中运行。WEB 系统平台采用 J2EE 业内专业级的开发框架,满足大数据采集、大容量数据存储和高并发的数据访问请求。

        经济性

    系统开发运行平台均采用当今最为通用的各种操作系统和开发工具,充分利用了我们在其它监控 领域中成功应用的中间件和模块,大大减少在系统平台方面的投入,具有极高的性价比。

    先进性

    基于组态软件的设计理念,以一套通用平台,解决能源数据采集、现地 SCADA 监控、云平台数 据分析、手机 App 运维管理。四维一体的解决方案推动电力智能化。

        扩展性

    整个系统具有进一步扩展功能的能力,可以很好的适应现代智能管控的需求。保证用户在系统上 进行有效的开发和使用,并为今后的发展提供一个良好的环境。可充分利用和保护现有网络资源 便于当前以及以后的扩建;平台服务器具备扩展和堆叠能力,便于不同级别的中心整合与扩建, 系统必须具有很强的监控点数、存储空间扩容能力。

        实用性

    以实时数据库为依托,可多用户多画面实时监控、远程控制、可连接多种报警设备完全满足用户 的监控要求。

    安全性

    平台监控系统安全性在管理中是关键问题之一,安全性分为数据安全和信息安全,在上述三方面 有如下要求: 数据安全:对数据进行多级别、分布式的存储,数据不容易受到破坏。数据的 AES 加密机制,保证数据在网络传输过程中的安全,不会被截获、篡改和利用; 信息安全:所有配置信息、管理信息、日志信息均存放在中心数据库,实行信息集中管理; 分级授权:对下属管理员的应用功能、访问范围进行授权。由下属管理员对所属机构操作员的应用功能、访问范围进行授权和管理。

    2、监控设备

    类别

    监测设备

    作用 

    说明

    1

     

    机组LCU

    PLC

    机组的顺序控制


    机组数据采集


    事件顺序记录(SOE)


    输出控制功能


    水机保护功能


    交流采样系统

    交流数据采集

    为机组出力提供可靠数据 


    同期单元

    完成机组同期并网功能,具备快速调节、快速并网、硬件闭锁。包含手、自动同期功能

     


    双供电装置

    为PLC、自动化元件提供可靠工作电源、冗余配置,宽限输入,隔离输出

     


    现地监控单元

    就地显示

    控制操作


    通讯管理机

    励磁系统、调速器系统、温度采集、转速测控、保护装置、交流采样、同期装置等设备接入 


    2

    开关站及公用LCU

    PLC

    辅机控制


    数据采集


    事件顺序记录(SOE)


    输出控制功能


    交流采样系统

    开关站交流数据采集 


    同期单元

    完成机组同期并网功能,具备快速调节、快速并网、硬件闭锁。包含手、自动同期功能

     


    双供电装置

    为PLC、自动化元件提供可靠工作电源、冗余配置

     


    现地监控单元

    本地监控/操作


    通讯管理机

    直流系统、计量系统、温度采集、保护装置、交流采样、多点同期装置等设备接入 


    3

    开关站及公用LCU

    PLC

    闸门控制


    数据采集


    事件顺序记录(SOE)


    输出控制功能


    交流采样系统

    400V交流进线数据采集 


    双供电装置

    为PLC、自动化设备提供可靠工作电源、冗余配置 


    现地监控单元

    本地监控/操作


    通讯管理机

    柴油发电机、水位测量仪、UPS电源等设备接入 


    表 1 - 监测点列表

     

    3.采集数据:

    序号

    采集数据名称

    类别

    1

    大坝水位

    模拟量

    2

    水轮机轴瓦温度

    模拟量

    3

    水轮机水压

    模拟量

    4

    喷针开度

    模拟量

    5

    导叶开度

    模拟量

    6

    机有功功率

    模拟量

    7

    机无功功率

    模拟量

    8

    机功率因数

    模拟量

    9

    机组频率

    模拟量

    10

    机组机端电压Uab

    模拟量

    11

    机组机端电压Ubc

    模拟量

    12

    机组机端电压Uca

    模拟量

    13

    机组机组电流Ia

    模拟量

    14

    机组机组电流Ib

    模拟量

    15

    机组机组电流Ic

    模拟量

    16

    机组系统电压Uab

    模拟量

    17

    机组系统电压Ubc

    模拟量

    18

    机组系统电压Uca

    模拟量

    19

    机组开机

    开关量

    20

    机组停机

    开关量

    21

    机组复位

    开关量

    22

    机组急停

    开关量

    23

    机组自动

    开关量

    24

    机组远控

    开关量

    25

    机组保护动作

    开关量

    26

    机组出口合位

    开关量

    27

    机组灭磁合位

    开关量

    28

    机组主变QF合位

    开关量

    29

    机组主变QF储能

    开关量

    30

    机组调速器增速

    开关量

    31

    机组调速器减速

    开关量

    32

    机组调速器低油压

    开关量

    33

    机组调速器故障

    开关量

    34

    机组调速器急停

    开关量

    35

    机组调速器复位

    开关量

    36

    机组闸门全开

    开关量

    37

    机组闸门全关

    开关量

    38

    机组旁通阀全开

    开关量

    39

    机组旁通阀全关

    开关量

    40

    机组开主阀

    开关量

    41

    机组关主阀

    开关量

    42

    机组刹车投入

    开关量

    43

    机组刹车退出

    开关量

    44

    机组励磁开机

    开关量

    45

    机组励磁停机

    开关量

    46

    机组励磁增磁

    开关量

    47

    机组励磁减磁

    开关量

    48

    机组折向器投入

    开关量

    49

    机组折向器退出

    开关量

    50

    机组主变断路器合闸

    开关量

    51

    机组主变断路器分闸

    开关量

    52

    机组主变断路器储能

    开关量

    53

    机组有功增

    开关量

    54

    机组有功减

    开关量

    55

    无功增

    开关量

    56

    机组无功减

    开关量

    57

    机组开环调节

    开关量

    58

    机组闭环调节

    开关量

    59

    机组水位调节

    开关量

    60

    机组快融熔断

    开关量

    61

    机组220V电压异常

    开关量










    4.系统拓扑图

    水电站监控(运维)云平台

    5.系统架构

    根据数据的流向,设计系统分为五层架构:

    5.1数据采集层

    5.2数据传输层

    5.3数据存储层

    5.4服务层

    5.5数据展示层

    6.数据采集和处理

    能够对各监测点的数据实时采集,能够实时计算和分析, 可对异常数据产生报警信息,并能向 SCADA 或其他系统推送数据。

    对设备状态进行管理和分析,为优化工艺提供数据支撑。

    相关数据信息发布、浏览,报表和画面等信息展示。

    可进行系统配置、人员权限管理、数据备份。

    7.系统主要组成

    7.1服务器集群

    云服务器或者私有服务器

    7.2数据采集器(QT系列通讯管理机)

    1)内置组态软件,工程人员可以快速与各种终端设备完成数据采集与通迅  

    2)内置实时数据库,数据可以达到毫秒级刷新

    3)内置 SQLite 数据库,支持数据本地存储

    4)支持丰富的协议,包括:IEC101、103、104、modbus、DL/T645 规约以及 

    各类 PLC 设备的通信规约

    5)支持采集器的远程管理,包括上载配置、下载配置等,方便运维人员远程

    操作

    6)支持数据的加密、断点数据上传

    7)支持对通讯数据的实时监视功能

    7.3云平台软件

    ·设备远程状态监控

    ·发电量报表管理

    ·设备运维管理

    ·企业档案管理

     

    三.系统功能展示

    1.设备分布地图

    水电站监控(运维)云平台

    2.主接线图

    水电站监控(运维)云平台

    3.设备监控 

    水电站监控(运维)云平台

    4.实时发电数据

    水电站监控(运维)云平台

    5.发电统计

    水电站监控(运维)云平台

    6.发电机参数

    水电站监控(运维)云平台

    7.故障报警

    水电站监控(运维)云平台

     

    8. 发电对比分析

    水电站监控(运维)云平台

    9. 电能质量分析

    水电站监控(运维)云平台

     

     

     

    10.发电供量分析

    水电站监控(运维)云平台

    11.报表管理

    水电站监控(运维)云平台

    12.发电量统计

    水电站监控(运维)云平台

    13.设备档案管理

    水电站监控(运维)云平台

     

    14.站点档案管理

    水电站监控(运维)云平台

    水电站监控(运维)云平台

    15.运维管理

    水电站监控(运维)云平台水电站监控(运维)云平台水电站监控(运维)云平台 

    16.用户权限

    水电站监控(运维)云平台

    17.用户角色水电站监控(运维)云平台


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