一种天然气分布式能源站的电气监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电气监控系统，特别是一种天然气分布式能源站的电气监控系统，属于天然气分布式能源技术领域。它由站控层设备、通讯管理层设备和间隔层设备顺次连接组成，站控层设备连接于双以太网总线。间隔层设备由若干个监控子系统组成，监控子系统中的直供电系统、发电系统、站用电系统、升压站网控室和远动通信系统均经通讯管理机连接于双以太网和对时总线。该系统采用一体化的设计方案，将发电系统、站用电系统与升压站网控室、远动通信系统、直供电系统有效集成，便于运行人员对能源站和用户的综合管理与监视。

An electric monitoring system for the distributed energy station of natural gas

The utility model discloses an electric monitoring system, in particular to an electrical monitoring system of a natural gas distributed energy station, which belongs to the field of natural gas distributed energy technology. It is composed of the station control layer equipment, the communication management layer equipment and the interlayer equipment, and the station control layer is connected to the double Ethernet bus. The interlayer device is composed of several monitoring subsystems. The direct power supply system, power generation system, station power supply system, booster station network control room and telecontrol communication system in monitoring subsystem are connected to Dual Ethernet and time bus by communication manager. The system adopts an integrated design plan, which effectively integrates power generation system, station power system and booster station network control room, telecontrol communication system and direct power supply system, which is convenient for operators to comprehensively manage and monitor energy stations and users.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气分布式能源站的电气监控系统
本技术涉及一种电气监控系统，特别是一种天然气分布式能源站的电气监控系统，属于天然气分布式能源

技术介绍
燃气冷热电分布式能源作为一种新型的能源利用形式，采用清洁的天然气，通过发电机组和余热利用机组，为用户提供冷、热、电的各种负荷需求，能源综合利用效率可达70％～90％，具有节省投资、降低损耗、能源种类多样化、减少污染等诸多优点。针对20MW及以上机组需要经升压变压器升压后接入电网，电气控制较复杂，此时分布式供能站接入系统部分应配置计算机监控系统。该系统主要实现对电气设备的安全监控及电气参数的实时监测，并满足电网调度自动化要求。而发电机和站用电源系统监控功能在分散控制系统(DCS)实现。这种控制方式存在如下问题：将发电机、站用电部分与升压站、接入系统部分完全分割成两个系统，主机/操作员站分别设置，发电机、站用电部分与升压站、接入系统紧密相关，由两个系统来控制会对电气专业运行人员的操作带来很大不便。此外，DCS主要侧重于汽轮机和锅炉的控制，对电气尤其是发电系统中的电气数据考虑较少，控制较为简单。而电气设备的继电保护和安全自动装置对准确性要求非常高，任何疏忽和失误都可能造成非常严重的后果，要求的动作速度也非常快。另外随着售电业务放开，分布式能源所发电力将直供用户，直供电部分也应纳入分布式能源站的电气监控系统，现有的控制方式尚未考虑直供电用户侧的监视与管理。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种天然气分布式能源站的电气监控系统。该系统克服了现有的分布式能源站电气控制方式存在的不足，采用一体化的设计方案，将发电系统、站用电系统与升压站网控室、远动通信系统、直供电系统有效集成，便于运行人员对能源站和用户的综合管理与监视。为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：该种天然气分布式能源站的电气监控系统由顺次连接的站控层设备、通讯管理层设备和间隔层设备组成，所述间隔层设备经通讯管理层设备连接于站控层设备。通讯管理层设备的功能是实现间隔层设备与站控层设备的通讯，把不同通信接口和规约的设备连接在一起，经统一的通信规约传送至站控层设备。其中站控层设备包括顺次连接的打印机、操作员工作站、工程师工作站和五防工作站。站控层设备负责整个分布式能源站的监控，通过操作员工作站可对所有被控对象进行一对一软手操，并具有控制、监视、报警、记录打印、性能计算等功能；工程师工作站可用于继电保护的维护与仿真；还设置五防工作站用于开关设备的操作闭锁，可实现开关设备内断路器、隔离开关、接地开关之间的操作闭锁。其中通讯管理层设备由若干个通讯管理机和通信接口装置组成，DCS系统经通信接口装置连接于双以太网总线和对时总线。DCS系统与电气监控系统通过通信接口装置实现信息交流。通讯管理层设备根据机组及系统的数量分别设置通讯管理机，将通讯管理机布置在电子设备间或网络控制室。其中间隔层设备负责各间隔实时数据的采集和就地监控功能的实现，间隔层设备由若干个监控子系统组成，间隔层互相独立，在站控层设备出现故障及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。监控子系统包括直供电系统、发电系统、站用电系统、升压站网控室和远动通信系统，所述直供电系统、发电系统、站用电系统、升压站网控室和远动通信系统均经通讯管理机连接于双以太网总线和对时总线。该监控系统将分布式能源站的所有电气部分有机集成，包括发电系统、站用电系统、升压站网控室、远动通信系统等纳入统一的电气监控系统进行监测和控制。该监控系统还将所发电力直接在用户侧就地直供，把直供电系统的电气设备也纳入电气监控系统，实现了电能生产和销售有机结合，有利于分布式能源的灵活、高效、经济运行。所述间隔层设备通过现场总线方式通讯连接至通讯管理机，通讯管理机将信息汇总并上传至站控层设备的操作员工作站，有利于运行人员从全局的角度对整个能源站的电气设备进行监视，提高了能源站的自动化水平和管理水平。前述的操作员工作站、工程师工作站、五防工作站和打印机均连接于双以太网总线。为了保护系统的可靠性，站控层设备采用双以太网结构、双主机冗余配置，提供运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层设备等功能。前述的直供电系统包括若干个配电保护测控装置和电能质量监测装置，所述配电保护测控装置和电能质量监测装置均通过通讯管理机连接于双以太网总线和对时总线。配电保护测控装置分别用于各个用户直供电馈线回路的电气设备的保护、控制与测量，布置于各馈线柜内。用户侧电能质量监测装置用于直供电馈线回路的电压幅值、相位与波形的监测，可以实现实时数据显示，电能质量监测装置采用RS232/RS485和以太网通信接口，实现监测数据的实时传输或定时提取，并能对通信口进行灵活配置与实时监视。对于采用燃气-蒸汽联合循环的分布式能源站，前述的发电系统包括燃气轮机保护测控装置和蒸汽轮机保护测控装置。发电系统控制采用随燃气轮机配供的控制系统进行监控，所述燃气轮机保护测控装置和蒸汽轮机保护测控装置均通过通讯管理机连接于双以太网总线和对时总线，与间隔层设备实现双向通信。对于采用燃气内燃机的分布式能源站，前述的发电系统包括燃气内燃机保护测控装置，所述燃气内燃机保护测控装置通过通讯管理机连接于双以太网总线和对时总线。燃气内燃发电机组采用无刷励磁系统，发电机组及其辅助电气设备的控制及监视均在电气监控系统中完成，如发电机保护、同期、励磁机启停控制等。发电系统与间隔层设备之间通信，使得操作员工作站可对燃气内燃机组实时监控。前述的站用电系统包括高压站用电系统、380V站用电系统和电源设备，所述高压站用电系统、380V站用电系统和电源设备均通过通讯管理机连接于双以太网总线和对时总线。其中高压站用电系统为6kV站用电系统或10kV站用电系统，所述高压站用电系统内设有若干个高压智能保护测控装置，该装置集保护、测量、控制、通信于一体，分散式就地安装在高压站用电系统的开关柜内。380V站用电系统采用380V智能保护测控装置和智能马达保护器，380V智能保护测控装置用于380V低压电气设备的保护，布置于380V开关柜内；智能马达保护器用于低压电动机的保护，就地布置于所保护的电动机附近，所述380V智能保护测控装置和智能马达保护器均经通讯管理机连接至间隔层设备。前述的升压站网控室可以为35kV升压站网控室或110kV升压站网控室或220kV升压站网控室，升压站网控室包括线路保护测控装置、升压主变保护测控装置、母线保护测控装置和电能量采集终端装置，所述线路保护测控装置、升压主变保护测控装置、母线保护测控装置和电能量采集终端装置均通过通讯管理机连接于双以太网总线和对时总线，由站控层设备进行集中控制。其中线路保护测控装置以电流、电压保护及三相重合闸为基本配置的成套线路保护装置；升压主变保护测控装置具有主变差动保护、主变非电量保护、主变后备保护、测控功能、通讯功能；母线保护测控装置用于母线的保护与测控；电能量采集终端装置能够收集分布式能源站各电能表的数据，并进行处理存储，同时能和站控层设备进行数据交换。前述的远动通信系统包括远动装置、电能计量装置、自动电压控制AVC和数字网关，所述远动装置、电能计量装置和自动电压控制AVC均通过通讯管理机连接于双以太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气分布式能源站的电气监控系统，其特征在于，由顺次连接的站控层设备(1)、通讯管理层设备(2)和间隔层设备(3)组成，所述间隔层设备(3)经通讯管理层设备(2)连接于站控层设备(1)；其中站控层设备(1)包括顺次连接的打印机(104)、操作员工作站(101)、工程师工作站(102)和五防工作站(103)；所述通讯管理层设备(2)由若干个通讯管理机(201)和通信接口装置(202)组成，DCS系统经通信接口装置(202)连接于双以太网总线和对时总线；所述间隔层设备(3)由若干个监控子系统组成，其中监控子系统包括直供电系统(301)、发电系统(302)、站用电系统(303)、升压站网控室(304)和远动通信系统(305)，所述直供电系统(301)、发电系统(302)、站用电系统(303)、升压站网控室(304)和远动通信系统(305)均经通讯管理机(201)连接于双以太网总线和对时总线。

【技术特征摘要】
1.一种天然气分布式能源站的电气监控系统，其特征在于，由顺次连接的站控层设备(1)、通讯管理层设备(2)和间隔层设备(3)组成，所述间隔层设备(3)经通讯管理层设备(2)连接于站控层设备(1)；其中站控层设备(1)包括顺次连接的打印机(104)、操作员工作站(101)、工程师工作站(102)和五防工作站(103)；所述通讯管理层设备(2)由若干个通讯管理机(201)和通信接口装置(202)组成，DCS系统经通信接口装置(202)连接于双以太网总线和对时总线；所述间隔层设备(3)由若干个监控子系统组成，其中监控子系统包括直供电系统(301)、发电系统(302)、站用电系统(303)、升压站网控室(304)和远动通信系统(305)，所述直供电系统(301)、发电系统(302)、站用电系统(303)、升压站网控室(304)和远动通信系统(305)均经通讯管理机(201)连接于双以太网总线和对时总线。2.根据权利要求1所述的天然气分布式能源站的电气监控系统，其特征在于，所述操作员工作站(101)、工程师工作站(102)、五防工作站(103)和打印机(104)均连接于双以太网总线。3.根据权利要求2所述的天然气分布式能源站的电气监控系统，其特征在于，所述直供电系统(301)包括若干个配电保护测控装置(3011)和电能质量监测装置(3012)，所述配电保护测控装置(3011)和电能质量监测装置(3012)均通过通讯管理机(201)连接于双以太网总线和对时总线。4.根据权利要求3所述的天然气分布式能源站的电气监控系统，其特征在于，所述发电系统(302)包括燃气轮机保护测控装置(3021)和蒸汽轮机保护测控装置(3022)，所述燃气轮机保护测控装置(3021)和蒸汽轮机保护测控装置(3022)均通过通讯管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张希，杜炬虎，刘静，张爱平，江婷，李贞，常娜娜，
申请(专利权)人：中国华电科工集团有限公司，华电分布式能源工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11