照明智能控制系統在火溪河流域電站的開發及應用

李建祥

(四川華能涪江水電有限責任公司,四川成都 610041)

1 概 述

四川華能涪江水電有限責任公司成立于2002年 2月,主要負責涪江中上游的水電開發,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建設,流域自上而下為水牛家、自一里、木座、陰坪電站,總裝機 400MW,設計年發電量16.26億kW?h。火溪河流域梯級電站按照“無人值班、關門運行、數字電站、網絡控制”的模式進行建設。

2 火溪河流域電站照明控制系統具有的功能

火溪河流域電站照明智能控制系統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、陰坪電站的現場照明燈實現遠程智能控制,并實現與工業電視、消防系統、安防門禁系統的聯動。

由于電站現場無人值班,從照明系統節能、遠程控制、聯動控制的角度出發,我公司安生部相關人員組織照明系統、工業電視、消防系統、安防門禁系統的技術人員共同開發形成了火溪河流域照明智能控制系統,該系統的主要特點為:

(1)在成都集控中心設置照明控制服務器,通過流域內的生產網絡和現場照明網關實現對現場照明的遠程分區開啟和關閉,電站側無現地計算機;

(2)通過現場智能控制面板,實現廠房照明的分區開啟和關閉;如網絡中斷,可在各照明分電箱內手動強制啟動各區域照明;

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

從而實現了照明節能,延長了照明燈具和燈源的使用壽命;

(4)通過移動感應傳感器實現了交通洞、母線洞等部位照明燈的移動感應開啟,延時關閉;

(5)通過時控程序,實現了廠房標志燈、路燈等的定時開啟和關閉;

(6)通過設置綜合聯動服務器,實現了照明系統與工業電視、消防系統、安防門禁系統的聯動。

3 火溪河流域電站照明控制系統的形成背景

火溪河流域梯級電站按“一庫四級”方案進行開發,截至目前,自上而下的水牛家、自一里、木座、陰坪電站已經投產發電。火溪河流域電站按照“無人值班、關門運行、數字電站、網絡控制”的原則進行建設,流域電站監控系統按“集中控制”的擴大廠站原則設計,現場無人值班,四個電站均集中于白馬寨梯級調度集控中心或成都遠程監控中心進行監視和控制,目前已完全實現成都遠程監視和控制。

我公司 MSTP(多業務傳輸平臺)光傳輸系統設備已開通到各電站的以太網通道,該光傳輸設備通過流域內的 ADSS和 OPGW光纜組成環網,可靠性很高。

現場無人值班的電站照明系統本身及工業電視、消防監控、安防門禁系統存在的不足之處有:(1)照明燈長期開啟,不利于節能降耗,而且影響燈具和燈源的使用壽命,增加了維護成本。(2)現場無人時,如果僅保留基本安全照明,工業電視不能清晰地監視設備;(3)當發生火災報警時,如果沒有充足的照明,無法準確判斷現場情況;(4)當安防發生報警時,如果沒有充足的照明,也無法第一時間判斷現場情況。

圖 1 Merten照明智能控制系統框圖

圖 2 Merten單個子網絡示意圖

基于以上背景,經過精心設計,實現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的詳細構架

隨著監控技術、多媒體技術、網絡通訊技術的日趨成熟,為電站照明智能化管理創造了條件,火溪河流域電站照明智能控制系統通過先進的技術,實現了對燈光信號的采集、分析、處理及遠程傳輸等。

照明智能控制系統的總體思路是:實現節能降耗、實現網絡控制、實現與工業電視聯動、實現與消防監控系統及安防門禁系統的聯動。

實施方案:選用由德國進口的 merten控制模塊,采用集散控制方式,通過電站內部的 TCP/IP網絡進行通訊。流域智能照明控制系統見圖 1。

火溪河流域電站照明控制網絡分為水牛家閘首、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樓等子網絡,各子網絡通過電站內部局域網實現子網與子網之間、子網與集控中心之間的數據通訊,各網關下的子網絡控制設備以 EIB總線協議進行通訊。單個子網絡結構示意見圖 2。

在成都集控中心設置照明控制服務器,通過編制程序實現各網關下輸出模塊(4-8路)各個回路的控制,照明負荷在 10A以內的可以直接控制各照明支路,10A以上的照明負荷通過控制接觸器進行控制。移動探測器、控制面板通過 EIB總線直接發令開啟或關閉相關區域照明。對于需要進行時控的支路,通過程序定時發出開啟和關閉指令。

在成都集控中心設置綜合聯動服務器,采用集中監視、分散控制的方式,通過采集消防系統和安防門禁系統的報警信號,聯動控制現場照明和工業電視,實現照明系統與工業電視、消防監控、安防門禁的聯動,具體實現的功能有:(1)電站現場無人時僅開啟保證安全的基礎照明,現場有人時才開啟相關區域照明,以實現節能降耗。(2)照明系統實現遠程“網絡控制”。(3)與工業電視實現聯動,當某區域攝像頭開始工作時,開啟對應區域照明。(4)與消防監控系統聯動,當有消防報警時,開啟對應區域照明,工業電視自動切換到該區域。(5)與安防門禁系統聯動,當夜間有人觸動安防紅外線時報警并自動開啟對應區域照明,工業電視自動對準該區域。

5 結 語

照明智能控制系統在火溪河流域電站的成功應用,實現了無人值班電站的照明節能,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建設提供了一些可供參考的設計方案。