照明智能控制系統(tǒng)在火溪河流域電站的開發(fā)及應(yīng)用

李建祥

(四川華能涪江水電有限責(zé)任公司,四川成都 610041)

1 概 述

四川華能涪江水電有限責(zé)任公司成立于2002年 2月,主要負(fù)責(zé)涪江中上游的水電開發(fā),目前已完成涪江上游最大的支流——火溪河一庫四級電站的開發(fā)建設(shè),流域自上而下為水牛家、自一里、木座、陰坪電站,總裝機(jī) 400MW,設(shè)計年發(fā)電量16.26億kW?h。火溪河流域梯級電站按照“無人值班、關(guān)門運(yùn)行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”的模式進(jìn)行建設(shè)。

2 火溪河流域電站照明控制系統(tǒng)具有的功能

火溪河流域電站照明智能控制系統(tǒng)的主要功能是對火溪河流域水牛家電站、自一里電站、木座電站、陰坪電站的現(xiàn)場照明燈實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制,并實現(xiàn)與工業(yè)電視、消防系統(tǒng)、安防門禁系統(tǒng)的聯(lián)動。

由于電站現(xiàn)場無人值班,從照明系統(tǒng)節(jié)能、遠(yuǎn)程控制、聯(lián)動控制的角度出發(fā),我公司安生部相關(guān)人員組織照明系統(tǒng)、工業(yè)電視、消防系統(tǒng)、安防門禁系統(tǒng)的技術(shù)人員共同開發(fā)形成了火溪河流域照明智能控制系統(tǒng),該系統(tǒng)的主要特點為:

(1)在成都集控中心設(shè)置照明控制服務(wù)器,通過流域內(nèi)的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場照明網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)對現(xiàn)場照明的遠(yuǎn)程分區(qū)開啟和關(guān)閉,電站側(cè)無現(xiàn)地計算機(jī);

(2)通過現(xiàn)場智能控制面板,實現(xiàn)廠房照明的分區(qū)開啟和關(guān)閉;如網(wǎng)絡(luò)中斷,可在各照明分電箱內(nèi)手動強(qiáng)制啟動各區(qū)域照明;

(3)電站現(xiàn)場無人時僅開啟保證安全的基礎(chǔ)照明,現(xiàn)場有人時開啟巡檢和檢修范圍內(nèi)的照明,

從而實現(xiàn)了照明節(jié)能,延長了照明燈具和燈源的使用壽命;

(4)通過移動感應(yīng)傳感器實現(xiàn)了交通洞、母線洞等部位照明燈的移動感應(yīng)開啟,延時關(guān)閉;

(5)通過時控程序,實現(xiàn)了廠房標(biāo)志燈、路燈等的定時開啟和關(guān)閉;

(6)通過設(shè)置綜合聯(lián)動服務(wù)器,實現(xiàn)了照明系統(tǒng)與工業(yè)電視、消防系統(tǒng)、安防門禁系統(tǒng)的聯(lián)動。

3 火溪河流域電站照明控制系統(tǒng)的形成背景

火溪河流域梯級電站按“一庫四級”方案進(jìn)行開發(fā),截至目前,自上而下的水牛家、自一里、木座、陰坪電站已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電?；鹣恿饔螂娬景凑铡盁o人值班、關(guān)門運(yùn)行、數(shù)字電站、網(wǎng)絡(luò)控制”的原則進(jìn)行建設(shè),流域電站監(jiān)控系統(tǒng)按“集中控制”的擴(kuò)大廠站原則設(shè)計,現(xiàn)場無人值班,四個電站均集中于白馬寨梯級調(diào)度集控中心或成都遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)視和控制,目前已完全實現(xiàn)成都遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。

我公司 MSTP(多業(yè)務(wù)傳輸平臺)光傳輸系統(tǒng)設(shè)備已開通到各電站的以太網(wǎng)通道,該光傳輸設(shè)備通過流域內(nèi)的 ADSS和 OPGW光纜組成環(huán)網(wǎng),可靠性很高。

現(xiàn)場無人值班的電站照明系統(tǒng)本身及工業(yè)電視、消防監(jiān)控、安防門禁系統(tǒng)存在的不足之處有:(1)照明燈長期開啟,不利于節(jié)能降耗,而且影響燈具和燈源的使用壽命,增加了維護(hù)成本。(2)現(xiàn)場無人時,如果僅保留基本安全照明,工業(yè)電視不能清晰地監(jiān)視設(shè)備;(3)當(dāng)發(fā)生火災(zāi)報警時,如果沒有充足的照明,無法準(zhǔn)確判斷現(xiàn)場情況;(4)當(dāng)安防發(fā)生報警時,如果沒有充足的照明,也無法第一時間判斷現(xiàn)場情況。

圖 1 Merten照明智能控制系統(tǒng)框圖

圖 2 Merten單個子網(wǎng)絡(luò)示意圖

基于以上背景,經(jīng)過精心設(shè)計,實現(xiàn)了流域電站的照明智能控制。

4 火溪河流域電站照明控制系統(tǒng)的詳細(xì)構(gòu)架

隨著監(jiān)控技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的日趨成熟,為電站照明智能化管理創(chuàng)造了條件,火溪河流域電站照明智能控制系統(tǒng)通過先進(jìn)的技術(shù),實現(xiàn)了對燈光信號的采集、分析、處理及遠(yuǎn)程傳輸?shù)取?/p>

照明智能控制系統(tǒng)的總體思路是:實現(xiàn)節(jié)能降耗、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制、實現(xiàn)與工業(yè)電視聯(lián)動、實現(xiàn)與消防監(jiān)控系統(tǒng)及安防門禁系統(tǒng)的聯(lián)動。

實施方案:選用由德國進(jìn)口的 merten控制模塊,采用集散控制方式,通過電站內(nèi)部的 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。流域智能照明控制系統(tǒng)見圖 1。

火溪河流域電站照明控制網(wǎng)絡(luò)分為水牛家閘首、水牛家廠房,自一里閘首、自一里廠房、自一里GIS樓,木座閘首、木座廠房、木座 GIS樓等子網(wǎng)絡(luò),各子網(wǎng)絡(luò)通過電站內(nèi)部局域網(wǎng)實現(xiàn)子網(wǎng)與子網(wǎng)之間、子網(wǎng)與集控中心之間的數(shù)據(jù)通訊,各網(wǎng)關(guān)下的子網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備以 EIB總線協(xié)議進(jìn)行通訊。單個子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意見圖 2。

在成都集控中心設(shè)置照明控制服務(wù)器,通過編制程序?qū)崿F(xiàn)各網(wǎng)關(guān)下輸出模塊(4-8路)各個回路的控制,照明負(fù)荷在 10A以內(nèi)的可以直接控制各照明支路,10A以上的照明負(fù)荷通過控制接觸器進(jìn)行控制。移動探測器、控制面板通過 EIB總線直接發(fā)令開啟或關(guān)閉相關(guān)區(qū)域照明。對于需要進(jìn)行時控的支路,通過程序定時發(fā)出開啟和關(guān)閉指令。

在成都集控中心設(shè)置綜合聯(lián)動服務(wù)器,采用集中監(jiān)視、分散控制的方式,通過采集消防系統(tǒng)和安防門禁系統(tǒng)的報警信號,聯(lián)動控制現(xiàn)場照明和工業(yè)電視,實現(xiàn)照明系統(tǒng)與工業(yè)電視、消防監(jiān)控、安防門禁的聯(lián)動,具體實現(xiàn)的功能有:(1)電站現(xiàn)場無人時僅開啟保證安全的基礎(chǔ)照明,現(xiàn)場有人時才開啟相關(guān)區(qū)域照明,以實現(xiàn)節(jié)能降耗。(2)照明系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程“網(wǎng)絡(luò)控制”。(3)與工業(yè)電視實現(xiàn)聯(lián)動,當(dāng)某區(qū)域攝像頭開始工作時,開啟對應(yīng)區(qū)域照明。(4)與消防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動,當(dāng)有消防報警時,開啟對應(yīng)區(qū)域照明,工業(yè)電視自動切換到該區(qū)域。(5)與安防門禁系統(tǒng)聯(lián)動,當(dāng)夜間有人觸動安防紅外線時報警并自動開啟對應(yīng)區(qū)域照明,工業(yè)電視自動對準(zhǔn)該區(qū)域。

5 結(jié) 語

照明智能控制系統(tǒng)在火溪河流域電站的成功應(yīng)用,實現(xiàn)了無人值班電站的照明節(jié)能,延長了電站照明燈具和燈源的使用壽命,為類似電站或工廠的照明控制系統(tǒng)建設(shè)提供了一些可供參考的設(shè)計方案。