基于SCADA-DCS通讯技术的油气开采数据自动化采集与控制系统

设计基于SCADA-DCS通讯技术的油气开采数据自动化采集与控制系统。系统以SCADA服务器为上层监控服务器,通过与井站现场仪器仪表实时通信,监控整个开采过程。当油气缓冲罐液位越限时,SCADA服务器自动下达指令至原油处理站DCS,启动基于智能PID的油泵控制器,调节油泵变频器,控制油气液位不溢出。系统使用SCADA-DCS通讯技术的MODBUS通信协议,并根据通信中断优先级分配方法,确保对中断处理时间要求高的通信请求能实时响应。实验结果表明,该系统能提升油气液位控制和紧急信息通讯效率。

工业加热电炉高耗电异常DCS数据主动采集技术研究

工业加热电炉在运行过程中容易出现高耗电现象,且异常用电数据产生的频率较高、数据量较大,使得对异常数据的采集效率降低。为此,提出工业加热电炉高耗电异常分布式控制系统数据主动采集技术研究。利用局部平均值计算工业加热缺失DCS数据,采用拉格朗日插值法对其插补,对插补后的数据标准化处理。构建用电不平衡特征矩阵,采用局部离群因子检测算法,提取出用电异常数据特征集,构建基于长短期记忆网络(long short-term memory,简称LSTM)的分位数回归模型,实现工业电炉异常DCS数据的主动采集。实验结果表明,所提方法有效地提高了采集效率和采集精度,采集平均用时仅为029ms,其准确率-召回率在98%以上。

DCS报警管理在PVC生产中的应用

采用报警管理平台对PVC生产过程中的DCS报警信息进行统计分析和数据挖掘,在DCS上进行了报警优化,通过增加条件报警减少了无效报警,实现了PVC生产事故预警、异常停机预警、设备故障预警,降低了装置维护成本,提高了生产效率。

DCS控制系统在工业自动化中的应用研究

DCS控制系统在工业自动化中的应用是通过将计算机技术和控制技术相结合,运用集中控制的方式,对工业自动化进行控制,使其能够满足工业生产过程中的需求。DCS控制系统在工业自动化中的应用,能够保证工业生产过程中各个环节之间的协调合作,使其在进行操作和管理时更加方便和高效。文章分析了DCS控制系统在工业自动化中应用的意义,探讨了DCS控制系统在工业自动化中的具体应用,以及应用中应该注意的问题,以供参考。

海上风电直流汇集DC-DC变换器拓扑与控制策略分析

海上风能资源丰富,大规模远距离的海上风电是未来风力发电的趋势。作为风电直流汇集传输的核心设备,适用于高压大功率的DC/DC变换器研究尤为重要。已有的DC/DC变换器大多工作于中低压小功率环境,为此文章介绍了海上风电DC/DC变换器的技术需求,详述了适用于海上风电直流汇集的模块组合式DC/DC变换器拓扑结构、子拓扑结构、控制策略,总结分析了模块组合式DC/DC变换器需进一步研究的内容,为其应用于海上风电直流汇集提供了参考。

海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法

随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC系统是海上风电系统中的关键设备,其复杂的级联结构、数量众多的元件和更高的开关频率都给实时仿真带来了巨大的挑战。为此,提出一种海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法,通过仿真算法的并行设计和等效模型的构建两个步骤,实现大规模海上风电直流汇集DC/DC系统的小步长实时仿真。首先,将EMTP算法重新设计为适用于实时仿真的并行算法,并基于此构建直流汇集DC/DC系统子模块的等效模型。其次,根据子模块之间的串联耦合关系,构建直流汇集DC/DC系统的多端口等效模型。最后,在CPU-FPGA异构实时仿真平台中进行海上风电直流汇集DC/DC系统在多种工况下的实时仿真,并与PSCAD/EMTDC离线仿真结果进行对比,验证了所提实时仿真方法的准确性和高效性。

一种适用于深远海全直流风电汇集网络的保护方法

随着海上风电向深远海发展,全直流型风电场由于不存在过电压问题等优点逐渐受到重视。针对全直流海上风电场的汇集线路继电保护问题,首先分析了直流汇集网络在不同故障类型及不同故障位置下的故障特征,计算对应故障情况下的故障电流,并与仿真值进行对比验证。根据故障特征提出一种利用汇集侧暂态电流变化率的单端量故障选线方案,利用区内外故障的故障暂态电流变化率极性和幅值差异,可在换流器过流闭锁前快速识别故障类型、故障线路及极性。通过在母线处设置附加选线流程,使线路末端高阻接地故障时也能准确选线。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了全直流海上风电场模型,进行多种故障场景下的仿真分析,验证了所提故障选线方法的有效性。

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d轴定向的电压矢量控制,实现多台机组的分散式二极管整流器整流电流矢量和输出电流纹波的交错分布,有效降低直流输电电流和电压纹波。计及纹波交错算法中动态移相角影响,建立风电机组网侧变换器小信号状态空间模型,基于特征根分析辨识系统弱阻尼环节,并针对性地提出镇定控制策略。发挥该系统有望免除直流断路器的优势,制定了基于扰动注入的故障定位策略,配合继电保护逻辑和机组动作时序实现无通信依赖的直流内网多故障位置故障定位与隔离。最后,PSCAD仿真和基于RT-LAB的硬件在环实验验证了所提控制保护策略的有效性。

基于CET变换器的串联型风电全直流系统研究

串联型汇集送出方案被认为是规模化远海风电全直流系统最可能实现的方案。为避免串联型直流风电机组因风电机组间耦合特性引起的过电压现象和风功率损失,使系统实现高压直流送出和具备直流故障自清除能力,提出了基于容性能量转移原理DC/DC变换器(capacitive energy transfer principle based DC/DC transformer, CETDCT)的新型串联系统。该系统拓扑中海上升压站为CET-DCT结构,并采用基于混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的直流风电机组和岸上换流站。以实现风电机组全工况下的最大功率点跟踪、穿越多种直流故障为目标,设计了系统的控制与保护策略。基于PSCAD/EMTDC搭建了传统串联系统和新型串联系统的仿真模型。对传统串联系统风电机组间功率不平衡工况的仿真,验证了风电机组的过电压和风功率损失现象。对新型串联系统稳态工况和故障工况的仿真,验证了新型串联系统的运行特性及所提策略的有效性。

基于DCS的控制系统试验与分析软件设计

根据控制系统试验与调试的需要,设计了一套基于DCS的控制系统试验与分析软件。软件从两种典型的DCS—INFI-90和MACS中进行数据采集,根据采集的数据对控制系统进行分析、优化。现场使用表明,该软件能有效缩短控制系统的调试时间,提高控制系统的运行水平。

针对海上风电场汇集线路单相接地故障的柔直侧新型距离保护方案

海上风电场汇集线路发生单相接地故障时,线路两侧短路电流分别由风电机组换流器和柔直换流器提供,由于正序、负序与零序网络串联,在传统大电网存在场景下不受控制影响的零序电流也将像正序和负序电流一样呈现幅值受限、相位受控特性,柔直侧距离保护无法正确识别单相接地故障。该文建立海上风电场汇集线路单相接地故障时的复合序网,分析汇集线路两侧故障特性,在不借助线路双端通信的前提下,利用柔直侧负序和零序电流准确求取风机侧零序电流。基于此,构建关于故障距离的方程,提出柔直侧新型距离保护方案,解决了双端均为逆变型电源的线路中零序电流受控导致距离保护性能下降的问题。此外,所提保护方案受风电场无功支撑策略、过渡电阻大小及性质影响小。测试结果表明,该保护方案可以准确识别海上风电场汇集线路区内外单相接地故障。

具备短路电流限制能力的新能源直流汇集双极直流变换器

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈现低阻抗、短路故障电流上升速度快的特征,必须对短路电流进行限制。该文提出了一种具备短路限流能力的双极直流变换器,首先分析了拓扑运行原理及其参数设计方法,然后分析了所提直流变换器的故障限流机理,设计了其短路电流控制方法,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验样机验证了所提电路和故障限流方法的可行性。结果表明,所提直流变换器能够实现直流短路电流限制,能够在一极故障时维持另一极正常运行,提高了供电可靠性。相关研究成果将为新能源直流汇集系统的构建和工程实施提供技术参考。

7m焦炉DCS集散控制系统介绍

通过对7m焦炉DCS集散控制系统的概述,分析了其利用DCS系统硬件的高可靠性和Experion PKS、HMIWeb Display Builder软件的灵活性。DCS可对炼焦生产工艺过程实现控制,保证焦炉炼焦的安全生产和稳定运行。

基于主动电压抬升的光伏全直流汇集与送出系统网侧故障穿越策略

光伏(PV)全直流汇集与送出系统中,高压直流(HVDC)侧发生短路故障导致功率消纳能力下降,光伏无法及时感知故障而功率不变,导致系统过压停运。为解决此问题,提出了一种基于主动电压抬升的故障穿越策略,当高压直流变压器高压侧子模块电压上升到某一水平时,增加中压侧投入的子模块总数以提升中压直流电压,配合具有故障态P-V下垂特性的最大功率点跟踪(MPPT)装置,实现子模块未过压情况下最大功率点跟踪进入限功率模式,实现高压直流变压器端口功率平衡,达到降低子模块过压、完成故障穿越的效果。对所提策略下HVDC变压器子模块过压进行了分析,并仿真验证了策略的有效性和必要性。

远海风电场直流汇集用DC/DC变换器拓扑研究

远海风电场直流汇集方式可避免交流汇集系统中存在的多级升压、大量电抗接入和系统稳定性差等问题,具有投资设备少、汇集系统简单可靠等技术优势。作为风电场直流汇集系统中的核心设备,高变比DC/DC变换器的拓扑研究尤为重要。首先,研究了风电场并联型直流汇集系统的组网架构、系统控制和汇集系统电压选择等问题;其次,从功率、电压变比和隔离等角度对风电场直流汇集用中、高压DC/DC变换器进行了技术需求分析,为DC/DC变换器拓扑设计提供约束条件;然后,在考虑现有器件水平的基础上,提出了适用于风电场直流汇集的移相多重化三电平和模块化多电平DC/DC变换器的电气拓扑及其控制策略;最后,通过仿真验证了所提中、高压DC/DC变换器电气拓扑的可行性,并表明所提DC/DC变换器的控制满足并联型直流汇集系统的控制要求。

光照不均时独立输入串联输出型光伏升压DC-DC变流器组合电平法均压稳流控制

在光伏直流汇集系统中,光伏侧独立输入的DC-DC变流器通过输出侧级联可提升电压等级,但光照不均时,级联DC-DC变流器输出侧存在电压不均衡的问题。在DC-DC变流器级联输出侧设置均压单元可实现输出侧电压均衡,但均压单元的引入会显著增加直流汇集系统的输出电流纹波。为此,提出对均压单元采用移相组合电平法的调制策略,通过控制级联DC-DC变流器均压单元间的电压相移,使级联输出侧电压更接近直流电网电压,进而减小输出电流纹波;之后,引入LC滤波器来滤除级联输出侧的电压尖峰,以保证级联输出侧电压稳定;最后,将所提控制策略应用于光伏直流汇集系统进行仿真。结果表明:该策略能够在实现输出侧电压均衡的同时,有效减小并网电流的纹波。论文研究可为光伏直流汇集系统的稳定运行和功率优化提供一定的理论依据。

本质安全型DCS数据隔离系统及其在工业上的应用

随着企业信息化建设的不断发展,生产装置数据传输过程中对DCS的安全运行问题日益显得重要。针对传统的网络病毒防护手段的弱点,中国石化青岛石油化工有限责任公司大规模地应用了一种新的安全技术———本质安全型DCS隔离系统,并已在十余套装置上应用。该系统采用数据映像和机器图像识别技术,使生产控制网络与管理办公网之间物理隔离,在保证生产控制系统运行本质安全的前提下,实现了数据传输的真实性、及时性,为生产企业的信息化建设提供了全新的模式。

DCS控制系统在絮凝剂生产中的应用

针对絮凝剂生产中对物料的温度、压力、液位、流量及浓度等严格要求的特点,本文介绍了一种的新型智能电气控制方案,该方案由信号采集系统、电气控制系统及监控系统三部分组成。将现场采集到的信息通过光纤通信,利用上位机对采集到的数据进行实时监控、在线修正设定值以及现场故障类型判断等。实际运行中表明,不仅可以保障产品的质量,减少人为的操作失误,节省维修人力资源,还能够增强企业的技术和管理优势。

时序数据库在核安全级DCS运维场景中的应用研究

关系型数据库或文件存储存在数据存储和维护成本高、写入吞吐低、查询性能差等问题,难以满足核安全级分布式控制系统(DCS)长期运行时海量数据管理的需求。介绍了核安全级DCS运维场景中远程在线监控系统的组成和作用,从存储容量和访问性能两方面分析了远程在线监控系统对数据存储和访问的应用需求,提出了基于influxDB时序数据库与关系数据库结合的远程在线监控系统解决方案。介绍了基于此解决方案实现的全站运行状态监测、数据统计分析、故障预测与健康管理等数据应用。应用表明,此解决方案可同时支持几十个站点数据的并发写入和存储,且查询性能高、数据扩展应用强,为核安全级DCS运维过程中数据的海量存储、快速访问、高效应用提供了良好的解决方法。

焦化冷鼓的DCS控制系统设计

针对某焦化厂冷鼓作业设计控制系统,根据工艺要求选取硬件,设计工艺流程图,对上位机进行组态及下位机进行编程,对控制系统的I/O口进行配置,通过现场进行调试、排除故障,目前本系统运行状况良好。