照明智能控制系统在火溪河流域电站的开发及应用

李建祥

(四川华能涪江水电有限责任公司,四川成都 610041)

1 概 述

四川华能涪江水电有限责任公司成立于2002年 2月,主要负责涪江中上游的水电开发,目前已完成涪江上游最大的支流——火溪河一库四级电站的开发建设,流域自上而下为水牛家、自一里、木座、阴坪电站,总装机 400MW,设计年发电量16.26亿kW◦h。火溪河流域梯级电站按照“无人值班、关门运行、数字电站、网络控制”的模式进行建设。

2 火溪河流域电站照明控制系统具有的功能

火溪河流域电站照明智能控制系统的主要功能是对火溪河流域水牛家电站、自一里电站、木座电站、阴坪电站的现场照明灯实现远程智能控制,并实现与工业电视、消防系统、安防门禁系统的联动。

由于电站现场无人值班,从照明系统节能、远程控制、联动控制的角度出发,我公司安生部相关人员组织照明系统、工业电视、消防系统、安防门禁系统的技术人员共同开发形成了火溪河流域照明智能控制系统,该系统的主要特点为:

(1)在成都集控中心设置照明控制服务器,通过流域内的生产网络和现场照明网关实现对现场照明的远程分区开启和关闭,电站侧无现地计算机;

(2)通过现场智能控制面板,实现厂房照明的分区开启和关闭;如网络中断,可在各照明分电箱内手动强制启动各区域照明;

(3)电站现场无人时仅开启保证安全的基础照明,现场有人时开启巡检和检修范围内的照明,

从而实现了照明节能,延长了照明灯具和灯源的使用寿命;

(4)通过移动感应传感器实现了交通洞、母线洞等部位照明灯的移动感应开启,延时关闭;

(5)通过时控程序,实现了厂房标志灯、路灯等的定时开启和关闭;

(6)通过设置综合联动服务器,实现了照明系统与工业电视、消防系统、安防门禁系统的联动。

3 火溪河流域电站照明控制系统的形成背景

火溪河流域梯级电站按“一库四级”方案进行开发,截至目前,自上而下的水牛家、自一里、木座、阴坪电站已经投产发电。火溪河流域电站按照“无人值班、关门运行、数字电站、网络控制”的原则进行建设,流域电站监控系统按“集中控制”的扩大厂站原则设计,现场无人值班,四个电站均集中于白马寨梯级调度集控中心或成都远程监控中心进行监视和控制,目前已完全实现成都远程监视和控制。

我公司 MSTP(多业务传输平台)光传输系统设备已开通到各电站的以太网通道,该光传输设备通过流域内的 ADSS和 OPGW光缆组成环网,可靠性很高。

现场无人值班的电站照明系统本身及工业电视、消防监控、安防门禁系统存在的不足之处有:(1)照明灯长期开启,不利于节能降耗,而且影响灯具和灯源的使用寿命,增加了维护成本。(2)现场无人时,如果仅保留基本安全照明,工业电视不能清晰地监视设备;(3)当发生火灾报警时,如果没有充足的照明,无法准确判断现场情况;(4)当安防发生报警时,如果没有充足的照明,也无法第一时间判断现场情况。

图 1 Merten照明智能控制系统框图

图 2 Merten单个子网络示意图

基于以上背景,经过精心设计,实现了流域电站的照明智能控制。

4 火溪河流域电站照明控制系统的详细构架

随着监控技术、多媒体技术、网络通讯技术的日趋成熟,为电站照明智能化管理创造了条件,火溪河流域电站照明智能控制系统通过先进的技术,实现了对灯光信号的采集、分析、处理及远程传输等。

照明智能控制系统的总体思路是:实现节能降耗、实现网络控制、实现与工业电视联动、实现与消防监控系统及安防门禁系统的联动。

实施方案:选用由德国进口的 merten控制模块,采用集散控制方式,通过电站内部的 TCP/IP网络进行通讯。流域智能照明控制系统见图 1。

火溪河流域电站照明控制网络分为水牛家闸首、水牛家厂房,自一里闸首、自一里厂房、自一里GIS楼,木座闸首、木座厂房、木座 GIS楼等子网络,各子网络通过电站内部局域网实现子网与子网之间、子网与集控中心之间的数据通讯,各网关下的子网络控制设备以 EIB总线协议进行通讯。单个子网络结构示意见图 2。

在成都集控中心设置照明控制服务器,通过编制程序实现各网关下输出模块(4-8路)各个回路的控制,照明负荷在 10A以内的可以直接控制各照明支路,10A以上的照明负荷通过控制接触器进行控制。移动探测器、控制面板通过 EIB总线直接发令开启或关闭相关区域照明。对于需要进行时控的支路,通过程序定时发出开启和关闭指令。

在成都集控中心设置综合联动服务器,采用集中监视、分散控制的方式,通过采集消防系统和安防门禁系统的报警信号,联动控制现场照明和工业电视,实现照明系统与工业电视、消防监控、安防门禁的联动,具体实现的功能有:(1)电站现场无人时仅开启保证安全的基础照明,现场有人时才开启相关区域照明,以实现节能降耗。(2)照明系统实现远程“网络控制”。(3)与工业电视实现联动,当某区域摄像头开始工作时,开启对应区域照明。(4)与消防监控系统联动,当有消防报警时,开启对应区域照明,工业电视自动切换到该区域。(5)与安防门禁系统联动,当夜间有人触动安防红外线时报警并自动开启对应区域照明,工业电视自动对准该区域。

5 结 语

照明智能控制系统在火溪河流域电站的成功应用,实现了无人值班电站的照明节能,延长了电站照明灯具和灯源的使用寿命,为类似电站或工厂的照明控制系统建设提供了一些可供参考的设计方案。