一种DCS主控制器冗余优化设计与实现

针对DCS主从控制器切换过程中存在双主和"乒乓切换"问题,提出以Power PC架构高性能处理器为核心的DCS主控制器冗余设计方案。该方案实现了控制器看门狗复位切主、自动抢主和智能升主等无扰冗余互锁切换逻辑,并利用PCI-E总线实现主从控制器数据同步。测试结果表明,该主控制器设计方案切实可行,显著提高了主控制器的可用性。

UPS故障导致机组DCS系统故障过程分析

分析电厂1号机组突发的DCS故障。由于DCS系统的电源UPS发生故障,DCS计算机非正常停电重启,失去了大量的故障过程数据。通过收集各系统残存数据,对DCS部分原始数据解读,并结合设备现象,分析出DCS系统故障的总脉络,分析出过程中机组的重要工艺保护,分析出UPS故障后导致DCS系统故障的关键所在,并进一步提出了冗余电源切换装置的技术要求。

核电厂DCS网络节点故障下的信号风险研究

核电厂单一网络节点故障后,保守决策还必须叠加考虑其他位置网络节点故障并进行包络性风险分析。基于某核电厂数字化控制系统(DCS)网络结构和控制逻辑数据建模分析,首先计算生成所有DCS网络信号风险数据,给出网络信号物理路径计算方法和信号冗余判断规则,通过构建单一节点故障下的状态转移矩阵计算剩余网络节点故障概率,进行单一或叠加故障下的网络信号风险分析评估,最后针对识别出的高风险网络信号给出风险控制及改进建议。此模型和分析方法已于计算机实现,能快速识别假冗余、布置不合理等设计缺陷,能快速分析单一或叠加故障下受影响的信号和风险并显性化输出。可指导核电厂相关维修作业,或为DCS组态设计、功能优化提供参考输入。

基于冗余矢量的T型三电平双向变换器中点电位平衡模型预测控制

T型三电平双向变换器因其具有损耗小、输出电能质量高等优势适合应用于低压交直流混合配电网互联等场景。针对T型三电平双向变换器存在直流侧中点电位不平衡等问题,模型预测控制因其易于实现多目标优化的特点具有良好的应用价值。为了解决传统有限集模型预测控制(FCS-MPC)权重因子整定困难,中点电位控制效果不佳的问题,提出一种基于冗余矢量的中点电位平衡模型预测控制,利用冗余小矢量的特性实现对中点电位平衡的控制,避免了权重因子的选择。在此基础上,利用代价函数计算矢量的作用时间并预测输出最优开关序列,提升系统的稳态性能。最后,通过实验测试验证了所提策略的有效性。

复合电源系统双向DC/DC变换器拓扑研究

双向DC/DC变换器是复合电源系统中非常重要的组成部分之一,尤其在车载复合电源系统大功率变换工况下,双向DC/DC变换器开关频率高、损耗以及拓扑控制更为复杂。针对这一缺陷,结合复合电源系统能量管理策略,提出一种面向复合电源系统应用的四象限能量双向流动的DC/DC变换器拓扑结构,搭建了以四象限拓扑结构为导向的复合电源系统双向DC/DC变换器实验环境,实验结果表明,该拓扑结构损耗小,能够实现冗余控制,提高了系统的可行性及能量转换效率。

大型火电机组分散控制系统性能测试试验研究

大型火力发电机组分散控制系统(DCS)性能直接影响到机组的安全稳定运行。对某1 000 MW超超临界燃煤发电机组DCS进行了实时性、冗余功能、网络性能和抗干扰性能测试,介绍了测试方法并对测试结果进行了分析,发现了系统存在的问题和隐患,提出了相应的改进建议,可提高该型DCS的稳定性和可维护性,对该机组的调试具有非常重要的指导意义。

分散控制系统冗余性能测试方法的研究

分散控制系统在电厂过程控制中发挥着举足轻重的作用,目前因系统容错与冗余功能可靠性低导致机组跳闸、降出力的事件越来越多,如何测试DCS系统容错与冗余功能越来越具有现实的意义。该文从实际应用角度系统阐述DCS容错与冗余功能,并给出控制器冗余切换、控制系统电源冗余切换、通信网络的冗余切换测试等具体项目的关键测试方法和实际测试结果。这些测试方法已经在多台机组中成功应用,对现场开展DCS性能测试具有借鉴意义。