當(dāng)前，CACR-SR03BE12F-E智能化水電站的建設(shè)方心未艾，代表電力工業(yè)將來(lái)的發(fā)展方向，而可靠的網(wǎng)絡(luò)通信是智能化水電站建設(shè)基礎(chǔ)。這就要求相應(yīng)的電站基礎(chǔ)設(shè)備調(diào)速系統(tǒng)具有高速可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，冗余可靠的設(shè)計(jì)，高級(jí)的控制策略以及方便靈活的通訊接口，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[1]。然而目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)和正在設(shè)計(jì)的調(diào)速器產(chǎn)品，大都沒(méi)有意識(shí)到當(dāng)前電網(wǎng)智能化環(huán)境的特殊要求，在CACR-SR03BE12F-E以太網(wǎng)通訊接口、GPS對(duì)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)方面大多沒(méi)有充分考慮[2]。

本文通過(guò)南瑞集團(tuán)公司為三峽集團(tuán)葛洲壩水電廠(chǎng)開(kāi)發(fā)的基于X203586控制器的雙冗余水輪機(jī)調(diào)速器，介紹了調(diào)速系統(tǒng)控制核心的硬件配置、網(wǎng)絡(luò)冗余方案、與外部設(shè)備的通訊聯(lián)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)方法等，為將來(lái)智能化水電廠(chǎng)調(diào)速器的設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。

1、CACR-SR03BE12F-E控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)是智能水電站的一個(gè)基本特征。水電站現(xiàn)地級(jí)包括監(jiān)控、調(diào)速器、勵(lì)磁、輔機(jī)系統(tǒng)等不同設(shè)備。水電站目前的一體化平臺(tái)將現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集和測(cè)量按“過(guò)程層”、“間隔層”、“站控層”的結(jié)構(gòu)層次布置，采用兩層網(wǎng)絡(luò)：站控層網(wǎng)采用MMS網(wǎng)、過(guò)程層網(wǎng)采用GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)組成。全站網(wǎng)絡(luò)采用高速光纖以太網(wǎng)組成[3]。

站控層由監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)（操作員站）和智能設(shè)備接口機(jī)等構(gòu)成，CACR-SR03BE12F-E智能設(shè)備接口機(jī)可將調(diào)速系統(tǒng)、監(jiān)控LCU設(shè)備等接入站控層MMS網(wǎng)，監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理控制間隔層、過(guò)程層設(shè)備以及其它設(shè)備功能，形成全站監(jiān)控、管理中心，并能與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信，通信標(biāo)準(zhǔn)符合DL/T860（IEC61850）[3]。

考慮上述統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)計(jì)的CACR-SR03BE12F-E調(diào)速系統(tǒng)控制和通訊結(jié)構(gòu)如下圖1所示：首先調(diào)速系統(tǒng)的控制核心選用貝加萊公司的X20CP3586控制器，兩套控制系統(tǒng)冗余配置（見(jiàn)圖中冗余X20控制器），配置相應(yīng)的公用IO模塊，該模塊由模擬量輸入（X20AI4622）/輸出(X20AO4622)模塊、開(kāi)關(guān)量輸入(X20DI9371)/輸出(X20DO9322)模塊、測(cè)頻和脈沖輸出模塊（X20DS1319）、串行通信模塊(X20IF1086)組成，模擬量輸入模塊完成調(diào)速系統(tǒng)有功功率、導(dǎo)葉槳葉開(kāi)度、水頭等模擬量采集；模出模塊完成導(dǎo)葉、槳葉、轉(zhuǎn)速等模擬量輸出并上送監(jiān)控；開(kāi)關(guān)量輸入則完成機(jī)組開(kāi)機(jī)、停機(jī)、并網(wǎng)、負(fù)荷增減等指令，完成調(diào)速系統(tǒng)對(duì)機(jī)組的序列控制，開(kāi)關(guān)量輸出則完成調(diào)速器的狀態(tài)和故障報(bào)警輸出，供監(jiān)控集中監(jiān)視；測(cè)頻模塊完成機(jī)組轉(zhuǎn)速、電網(wǎng)頻率的采集，脈沖模塊則完成調(diào)速器機(jī)械系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的控制。CACR-SR03BE12F-E通訊模塊則完成與監(jiān)控、電站HOMIS系統(tǒng)的通訊。由此組成系統(tǒng)完成調(diào)速器的所有控制功能。

圖1：CACR-SR03BE12F-E調(diào)速系統(tǒng)控制和通訊冗余結(jié)構(gòu)圖

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