淺談電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　論文題目：淺談電力二次自動化系統(tǒng)</p><p><b>　　安全防護設(shè)計</b></p><p><b>　　年 級：</b></p><p>　　專業(yè)名稱：發(fā)電廠及電力系統(tǒng)</p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p>

2、<p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　2012年06月</b></p><p>　　摘要：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)安全問題也日益受到人們的重視。從信息安全問題的發(fā)展歷程來看，電力二次自動

3、化系統(tǒng)安全防護設(shè)計已經(jīng)成為人們關(guān)注的。為此，國家電網(wǎng)公司的有關(guān)部門制定了《全國電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》， 以指導(dǎo)全國電力自動化系統(tǒng)的安全防護運行。電力自動化系統(tǒng)具有豐富的配電管理功能，能方便地與其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，共享數(shù)據(jù)，對于實現(xiàn)地區(qū)電力調(diào)度自動化具有重要意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電力、二次自動化系統(tǒng)、安全防護</p><p><b>　　目錄</

4、b></p><p>　　1、電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)概述………………………………… 1</p><p>　　2、安全防護設(shè)計…………………………………………… 2</p><p>　　3、電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設(shè)計 ……………………… 4</p><p>　　4、計算機在電力二次自動化系統(tǒng)安全防護中的應(yīng)用………… 5</p

5、><p>　　4、1視頻系統(tǒng)的應(yīng)用…………………………………………… 5</p><p>　　4、2數(shù)據(jù)采集…………………………………………………… 6</p><p>　　4、3水電廠計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)…………………………………… 6</p><p>　　4、4自動和遠方控制…………………………………………… 8</p>&l

6、t;p>　　電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)概述</p><p>　　電力系統(tǒng)自動化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動檢測、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動安全保護,網(wǎng)絡(luò)信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動調(diào)度，以及企業(yè)的自動化經(jīng)濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運行的安全可靠，提高經(jīng)濟效益和管理效能。電力系統(tǒng)自動化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動化，電力調(diào)度的自動化，

7、是具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動化即建設(shè)綜合化電站，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化也已經(jīng)面向信息化發(fā)展就目前來說，電力系統(tǒng)自動傳輸系統(tǒng)就是隨著信息技術(shù)發(fā)展起來的，其功能是實現(xiàn)調(diào)度中心和發(fā)電廠變電站間的實時信息傳輸。自動傳輸系統(tǒng)由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導(dǎo)通信等多種形式。自動化主要是代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制

8、造系統(tǒng)中的人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標(biāo)體系的一部分。自動化的功能目標(biāo)是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及</p><p><b>　　安全防護設(shè)計</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展, 自動控制系統(tǒng)在電力生產(chǎn)各個方面的使用越來越廣, 電力職工在受益于微

9、電子技術(shù)的極大方便的同時, 也受到其一旦損壞就損失巨大的困擾。實 際上,在電力系統(tǒng)增加自動控制系統(tǒng)的時候,對自動控制系統(tǒng)的安全防雷意識相對淡薄,一旦有雷電波侵入設(shè)備損壞一般是巨大的, 有的甚至使整個系統(tǒng)癱瘓, 造成無可挽回的損失.所以就必須進行安全防護，即安防、所謂安全、就是沒有危險、不受侵害、不出事故；所謂防護、就是防備、戒備，而防備是指作好準(zhǔn)備以應(yīng)付攻擊或避免受害，戒備是指防備和保護。 綜合上述解釋，是否可以給安全防護有如下解釋：做

10、好準(zhǔn)備和保護，以應(yīng)付攻擊或者避免受害，從而使被保護對象處于沒有危險、不受侵害、不出現(xiàn)事故的安全狀態(tài)。按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動化包括電網(wǎng)調(diào)度自動化、火力發(fā)電廠自動化、水力發(fā)電站綜合自動化、電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動裝置、供電系統(tǒng)自動化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動化等，為了讓電力系統(tǒng)的自動化更加系統(tǒng)化，就需要建立顯而易見，安全是目的，防護是手段，通過防范的手段達到或?qū)崿F(xiàn)安全的目的，就是安全防護的基本內(nèi)涵。對于電力

11、二次系統(tǒng)的安全防護我們需要建</p><p>　　電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設(shè)計</p><p>　　隨著電力市場及通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，在集控中心、調(diào)度中心、用戶之間進行的數(shù)據(jù)交換也越來越頻繁，這對于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的可靠性、安全性及實時性提出了更高的要求，也使得電力調(diào)度自動化二次系統(tǒng)的安全防護問題成為調(diào)度中心的一項重要工作內(nèi)容。電力調(diào)度自動化二次系統(tǒng)安全防護方案依據(jù)電力系統(tǒng)的

12、特點及各相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程、重要程度及安全要求規(guī)范，在電力二次自動化系統(tǒng)安全防護設(shè)計中，需要將資源共享與充分利用。不同的安全區(qū)應(yīng)該要求具備不同的安全防護，需要實現(xiàn)不同的安全等級和防護水平、隔離強度，以實現(xiàn)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全防護。著重對原有相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備的信息整合和發(fā)掘利用，對安全系統(tǒng)系統(tǒng)建設(shè)的可擴充性，未建立便于未來擴容、增設(shè)功能，采取上層開放式平臺、終端積木式結(jié)構(gòu)措施。開放式平臺允許開發(fā)者實現(xiàn)平臺提供者沒提供的功能并且平臺允

13、許開發(fā)者重構(gòu)或替代平臺提供者提供的不盡讓人滿意的功能。在建立安全系統(tǒng)的時候需要建立安全防護系統(tǒng)。提高安全性，網(wǎng)際間有安全保護、防誤操作和防病毒措施。加強網(wǎng)絡(luò)管理員安全管理水平，提高安全意識。由于蠕蟲病毒利用的是系統(tǒng)漏洞進行攻擊，所以需要在第一時間內(nèi)保持系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的安</p><p>　　計算機在電力二次自動化系統(tǒng)安全防護中的應(yīng)用</p><p>　　隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在水電廠

14、中的廣泛應(yīng)用，水電廠二次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與信息安全對電力系統(tǒng)安全運行的影響越來越大。針對目前水電廠二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與信息安全存在的問題，電力系統(tǒng)安全設(shè)計與計算機技術(shù)、安全體系構(gòu)架、硬件防護設(shè)備配置、應(yīng)用軟件安全策略設(shè)計等方面密不可分。</p><p>　?。?）視頻系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)視頻調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)集視頻監(jiān)控、視頻指揮調(diào)度、視頻會議等多功能于一體，并輔以適當(dāng)?shù)木涔δ芤詫?/p>

15、現(xiàn)電站“五遙”，為電站實現(xiàn)真正的無人值守創(chuàng)造條件。在滿足需要的前提下，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，節(jié)省投資，使系統(tǒng)發(fā)揮良好的經(jīng)濟效應(yīng)。具體如下：多級視頻監(jiān)控，實現(xiàn)對電站，運行重點區(qū)域的實時統(tǒng)一監(jiān)控，各監(jiān)控點的現(xiàn)場圖像和現(xiàn)場環(huán)境（紅外、煙霧、水浸、門磁等）監(jiān)控，并產(chǎn)生告警聯(lián)動。監(jiān)控的范圍除了設(shè)備監(jiān)控、運行狀況監(jiān)控、安防監(jiān)控，還可擴展到對所屬單位工作人員工作情況的監(jiān)控。系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計是一個多級的監(jiān)控系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)對口監(jiān)控，還可以根據(jù)具體地理位置，實現(xiàn)

16、相關(guān)外派單位的監(jiān)控，橫向的監(jiān)控。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)采集</b></p><p>　　前端采集設(shè)備與及網(wǎng)絡(luò)相連，經(jīng)過數(shù)字壓縮后，經(jīng)本地網(wǎng)絡(luò)交換機，傳送到信息網(wǎng)上，而網(wǎng)上的用戶即可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。在數(shù)據(jù)采集時要保證數(shù)據(jù)采集的實時性：電氣模擬量采集周期 ≤1s，</p><p>　　非電氣模擬量(不包括溫度)采集周期 ≤2s，

17、狀態(tài)和報警點采集周期 ≤100ms，事件順序記錄點(SOE)分辨率 ≤1ms，LCU采集的變化數(shù)據(jù)到實時數(shù)據(jù)庫時間 ≤2s。</p><p>　?。?）水電廠計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　基于LK的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用開放的總線型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有良好的擴充性，可根據(jù)用戶的需要，靈活配置，例如可配置成最簡單的單機單網(wǎng)系統(tǒng)，或配置為多機多網(wǎng)冗余系統(tǒng)，也可配置成多廠的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)一

18、般分為全廠控制層(PCL)和現(xiàn)地控制層(LCL)兩層。對于梯級水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，則可再設(shè)一個梯級調(diào)度控制層(CCL:Cascade Control Layer)。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)可靠性或功能要求，PCL層可配置一至兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，完成系統(tǒng)的應(yīng)用計算與歷史數(shù)據(jù)庫管理工作，一至多臺人機聯(lián)系工作站，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視與控制，實現(xiàn)對電站的自動管理。系統(tǒng)設(shè)有若干臺通訊服務(wù)器，負(fù)責(zé)本系統(tǒng)同其它系統(tǒng)的通訊

19、，如網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、水情測報系統(tǒng)、以及電廠內(nèi)部的其他智能數(shù)據(jù)采集功能裝置等。PCL層還可選配事故語音報警裝置，可同電話系統(tǒng)、傳呼系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，作為水電站“無人值班”(少人值守)自動化系統(tǒng)的必備選件。另外，還可設(shè)置工程師工作站，培訓(xùn)仿真工作站，廠長終端等。</p><p>　　根據(jù)用戶要求，本系統(tǒng)還可配制大屏幕投影系統(tǒng)或大屏幕電子顯示屏。</p><p>　　現(xiàn)地控制單元層采用按單元分布的原則，一般

20、每臺發(fā)電機變壓器組各設(shè)一個LCU，開關(guān)站設(shè)一個LCU，廠用電及全廠公用設(shè)備共設(shè)一個LCU，閘門控制設(shè)一套LCU。若有模擬屏，則應(yīng)設(shè)一個模擬屏驅(qū)動LCU。</p><p>　　根據(jù)機組裝機容量的大小，機組現(xiàn)地有人值班與否，對LCU的可靠性要求也不同。為提高LCU的可靠性，一般可采用結(jié)構(gòu)冗余的方式?？稍谟绊慙CU可靠性的每一個環(huán)節(jié)采取改進措施，如CPU、I/O機箱電源、通訊模塊、I/O模塊、機柜電源等，可進行雙冗余配

21、置。根據(jù)目前應(yīng)用經(jīng)驗，一般采用較多的冗余措施有雙CPU配置，I/O機箱配置冗余電源，機柜采用交直流電源供電，雙通訊模塊或接口等。</p><p>　　系統(tǒng)內(nèi)部各節(jié)點采用開放的以太網(wǎng)總線聯(lián)接。網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)可采用光纖、同軸電纜或雙絞線。根據(jù)電站規(guī)模、現(xiàn)場條件、對可靠性要求等情況，可采用單總線或冗余多總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　系統(tǒng)與站級監(jiān)控系統(tǒng)可采用不同的通訊技術(shù)聯(lián)網(wǎng)，如快速以太網(wǎng)、

22、SDH、廣域網(wǎng)等，介質(zhì)采用光纖或微波。</p><p>　?。?）自動和遠方控制</p><p>　　電力自動化系統(tǒng)是基于先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動化控制、微機繼電保護技術(shù),為用戶提供現(xiàn)代化的設(shè)備監(jiān)視控制管理和遠程監(jiān)測,確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠供應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前計算機集散控制在電力自動化系統(tǒng)中的實現(xiàn)主要有兩種方式:1)工控機+通信管理機+微機繼電保護；2）前端采集設(shè)備+PLC+微機繼電

23、保護+后臺遠方控制。</p><p>　　結(jié)束語：電力二次防護系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)的支撐平臺，二次防護安全是動力系統(tǒng)安全的保障。同時，電力自動化系統(tǒng)的安全防護是一個動態(tài)的工作過程，隨著環(huán)境、人員、設(shè)備及技術(shù)不斷變化發(fā)展，安全目標(biāo)與安全標(biāo)準(zhǔn)也不斷更新，電力二次系統(tǒng)的安全管理也需要不斷應(yīng)用新技術(shù)，因此要做到“人、機、環(huán)”三要素的高度統(tǒng)一，定期進行風(fēng)險評估及試驗、加強管理，才能保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效、可靠的運行。&l

24、t;/p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　1、林堅.電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全防護［J］.科學(xué)與文化，2006(11)：55-55.</p><p>　　2、李必清，任強德.關(guān)于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全防護思考［J］.中小企業(yè)管理與科技，2009(6)：247-248.</p><p>　　3、吳昊