[发明专利]集团级智能水力发电系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能化设备系统，特别是一种集团级智能水力发电系统及控制方法。

背景技术

我国水电厂已普遍装备了计算机监控系统、水情水调、继电保护等系统，机组状态监测、大坝监测计量等自动化系统也初具规模，但各系统发展水平不平衡，导致系统间数据共享困难，未能有效发挥系统功能；水电厂自动化设备升级改造困难，致使自动化系统一体化及智能化程度低，检修时间长，生产检修维护成本高，这些因素都严重制约了水电厂效率的提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集团级智能水力发电系统及控制方法，通过改造和整合现有水电厂自动化设备，使其形成一体化系统，保证系统间的数据可以有效归整并进行相互通信，设备间的分组和连接保证了系统的安全与稳定。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种集团级智能水力发电系统，其结构包括过程层、单元层、电站层、集控层和集团层；

所述过程层包括智能终端、合并单元、传感器和辅控单元；

所述单元层包括现地控制设备、现地监控设备和现地保护设备；

所述电站层包括电站层服务器，所述电站层服务器用于接收并处理过程层和单元层所得数据，并对过程层、单元层和电站层中的设备进行控制；

所述集控层包括集控层服务器，所述集控层服务器用于接收并处理电站层所得数据，并对过程层、单元层、电站层和集控层中的设备进行控制；

所述集团层包括集团层服务器，所述集团层服务器用于接收并处理集控层所得数据，并对过程层、单元层、电站层、集控层和集团层中的设备进行状态监测，所述集团层服务器根据状态监测和所得数据作出分析并向集控层服务器回传数据处理结果；

所述电站层、集控层和集团层中均设置有一体化控制系统，所述一体化控制系统统一控制该层中的所有服务器；

所述过程层与单元层、单元层与电站层、电站层与集控层、集控层与集团层间通过通信总线连接。

进一步地，所述过程层、单元层、电站层和集控层中分别分隔有安全Ⅰ区和安全Ⅱ区，所述单元层、电站层和集控层中还分隔有管理信息大区；

所述电站层服务器包括电站层安全Ⅰ区服务器、电站层安全Ⅱ区服务器和电站层管理信息大区服务器，所述电站层安全Ⅰ区服务器与电站层安全Ⅱ区服务器间、电站层安全Ⅱ区服务器与电站层管理信息大区服务器间相连接并设置防火墙或物理隔离装置使电站层安全Ⅰ区服务器与电站层安全Ⅱ区服务器间、电站层安全Ⅱ区服务器与电站层管理信息大区服务器间单向连接；

所述集控层服务器包括集控层安全Ⅰ区服务器、集控层安全Ⅱ区服务器和集控层管理信息大区服务器，所述集控层安全Ⅰ区服务器与集控层安全Ⅱ区服务器间、集控层安全Ⅱ区服务器与集控层管理信息大区服务器间相连接并设置防火墙或物理隔离装置使集控层安全Ⅰ区服务器与集控层安全Ⅱ区服务器间、集控层安全Ⅱ区服务器与集控层管理信息大区服务器间单向连接；

设置在过程层、单元层、电站层和集控层安全Ⅰ区中的设备相互连接；设置在过程层、单元层、电站层和集控层安全Ⅱ区中的设备相互连接；设置在单元层、电站层和集控层管理信息大区中的设备和集团层中的设备相互连接。

作为优选，所述过程层、单元层、电站层、集控层和集团层间的通信采用网络通信模式，冗余配置；所述集控层与电站层中的安全Ⅰ区与安全Ⅱ区间、电站层与单元层中的安全Ⅰ区与安全Ⅱ区间通过DL/T 860标准MMS协议进行通信；所述集团层与集控层、集控层与电站层、电站层与单元层中的管理信息大区间以及集控层与外部系统间通过DL/T 890标准Web Service规范进行通信；所述单元层与过程层中的安全Ⅰ区与安全Ⅱ区间通信网络由冗余的GOOSE网和冗余的SV网组成。

一种集团级智能水力发电系统控制方法，其步骤为：

S1、过程层中的传感器取得电站及设备运行参数，并将数字信号或模拟信号传送给合并单元、智能终端、辅控单元；

S2、过程层合并单元、智能终端、辅控单元、智能传感器将获取到的数据进行处理形成统一的网络通信报文格式供单元层或电站层设备调用；

S3、单元层设备将收集的数据，经过加工、处理和分析，传送给电站层一体化平台；

S4、电站层一体化平台对获得数据进行分析、计算、处理后添加数据编码，根据数据编码选择供电站层设备或应用组件调用或传送给集控层一体化平台；