数字化水电站中智能水轮机调速器的设计思路.pdf

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1、电力系统数字化水电站中智能水轮机调速器的设计思路蔡卫江陈东民荣红朱军蔡晓峰（国网电力科学研究院，南京210003）摘要本文主要介绍了智能化水电站中新型水轮机调速器的设计思路。首先提出了适应当前智能水电站要求的调速器的总体框架，其次基于MODBUSTCP/IP网络通讯设计、采用IRIG-B时钟码的对时方案，具有智能控制单元的电液随动系统、基于三选二冗余技术的高可靠性设计、基于现场总线的数字化变送器采集技术、仿真与测试接口设计等方面，希望能为当前智能电网环境下新型水轮机调速器的研究和设计提供一定参考。关键词：智

2、能水轮机调速器；网络通信；数字化变送器；智能电液随动系统；仿真与测试DiscussionaboutDesignIdeasofNewTurbineGovernorinIntelligentHydropowerStationCaiWeijiangChenDongminRongHongZhuJunCaiXiaofeng（StateGridElectricPowerResearchInstitute,Nanjing210003）AbstractThispaperdescribesdesignideasofnewtu

3、rbinegovernorinintelligenthydropowerstation.Thefirstpresentedisgeneralframeworkofturbinegovernorwhichadaptedtothecurrentrequirementsofintelligentstation,thenintroducesthetimesettingbasedonMODBUSTCP/IPnetworkcommunicationandIRIG-Btimecode,digitalacquisition

4、technologybasedonfieldbus,high-reliabilitydesignbasedonthreeselectedtworedundancytechnology,electro-hydraulicservosystemwithintelligentcontrolunit,interfacedesignbetweensimulationandtestetc.Hopetoprovideareferencefornewturbinegovernor’sstudyanddesignincurr

5、entintelligentgrid.Keywords：intelligentturbinegovernor；networkcommunication；digitaltransmitter；intelligentelectro-hydraulicservosystem；simulationandtesting置先进的传感和测量技术、冗余可靠的设计、高级1引言的控制策略以及方便灵活的仿真测试接口，实现发智能电网以及数字化水电站是我国电力工业将电厂机组的可靠、安全、经济运行。来的发展方向，它的建设将集国内外的先

6、进技术之2总体方案大成，引领世界水电厂智能化的标准建设和发展方向。而水轮机调速器作为机组核心控制设备，对调统一数据平台是智能电网的一个基本特征。参节电厂机组负荷、稳定频率，保证电网的供电品质见图1，水电站现地级包括监控、调速器、励磁、和质量极其重要。然而目前国内已经投产和正在设辅机系统等不同设备。在试图建立统一平台的过程计的调速器产品，大都没有意识到当前电网智能化中，我们参照智能化变电站的建设方案，将现地数环境的特殊要求，如在TCP/IP网络接口、GPS对时、据采集和测量按类似于“过程层”、“间隔层”、现场

7、总线、仿真与测试接口方面大多没有充分考虑。“站控层”的结构层次布置，采用两层网络：站控智能化水电厂是以通信网络为基础，水力联系层网（MMS网）、过程层网（MODBUSTCP/IP网）和电力联系为纽带、能源转换控制设备为载体、安组成。全站网络采用高速光纤以太网组成。全经济运行为目标，融合仿真、控制和信息三位一站控层由监控系统后台主机（操作员站）和智[1]体技术实现水电站的运行控制和管理，这就要求能设备接口机等构成，智能设备接口机可将调速系相应的调速系统具有高速可靠的通信网络，通过配统、监控系统等接入站控层MM

8、S网，监控系统，实智能电网技术及装备专刊·2010年第8期43电力系统3GPS对时调速器的对时非常关键，内部及外部产生的重要信号变化都需要记录较精确的时钟信息，特别是当系统发生故障时，只有在统一精确的时钟系统的控制下才能准确地记录下事件动作的先后时间，从而为分析事故原因，事故类型，事故发生发展过程提供可靠依据。这就需要系统对时，系统对时的时间来源是GPS。现行的GPS卫星时钟同步系统支持硬对时（脉冲图1智能水轮机