数字化电厂建设目标

解决火力发电厂管理粗放、水平低下、发电能耗高、污染物排放严重、辅助系统运行不稳定、设备故障率高、自动保护投入率低、运行人员多的现状。最终实现火力发电站现代化的运营和管理，达到企业运营成本最小、发电能耗最低、污染物零排放、设备可用系数高、人均产值高。

实现电厂的数字化工程设计、数字化工程管理及数字化工程移交；实现机组运行控制的高度智能化与信息化，显著提高机组的控制品质；达到“提高人员素质、提高机组自动化水平、提高机组性能、提高生产经营管理水平，最终实现“减人增效”的目标，建设国际一流的数字化电站：

• 电厂对象数字化
• 电厂设计过程数字化
• 电厂过程控制和实时信息的数字化
• 生产和经营活动数字化
• 经营决策数字化

现代数字化电厂关键技术：

• 以DCS为核心的全厂“炉－机－电－辅-仿”一体化
• 现场总线技术应用及智能仪表设备管理（AMS）
• 采用DCS实现厂用电气监控管理系统（ECMS、NCS）
• 厂级实时监控信息系统
• 全寿命周期三维数字化智能电厂（3DPP）
• 基于虚拟DCS 的全激励发电厂仿真系统
• 一体化控制系统安全管控平台

构建集监控与管理功能的发电厂“炉－机－电－辅－仿”DCS一体化系统是现代发电厂技术进步的一个方向。

建立全厂信息与自动化统一平台有助于提高全厂信息化水平和自动化水平，是建设数字化电厂的重要基础。

建立全厂DCS冗余网络架构和统一的通讯协议共享数据组织，使得发电厂生产层数据流畅，运行监控便利，电厂基建简单，调试优化方便，运行管理精细，生产更加安全可靠，维护更加简单，对电厂的节能增效优化运营起到本质作用。

数字化电厂要求全厂信号、管理内容数字化，以便利用网络技术，实现准确可靠的数字化信息交换、跨平台的资源实时共享。这就要求全厂控制系统能够最大程度的实现一体化，在一体化的基础上，建立完整的信息化处理系统，实现全厂数据的完整性、一致性、可交换性、可互访性，促进电厂在优化控制、优化运行、智能化设备诊断与寿命管理等方面水平的提升。

XDPF-NT+是应现代数字化电厂以DCS为核心的全厂“炉－机－电－辅－仿”一体化要求设计和开发的出来的。XDPF-NT+分散控制系统的优势有：

• 先进的网络结构和网络管理技术使数据高速公路能够承担超大规模控制系统高网络负荷下稳定运行要求。
• 柔性分域技术为多控制系统通过网络互连提供了技术保证。
• 单元机组及公用设备自动控制系统
• 汽机及小汽机电液控制系统(DEH/MEH)
• 汽机及小汽机危急遮断系统（ETS/METS)
• 热网控制系统
• 热泵控制系统
• 水岛自动控制系统
• 灰库及除灰除渣控制系统
• 输煤控制系统
• 脱硫脱销控制系统
• 电除尘控制系统
• 吹灰控制系统
• 电气监控管理系统(ECMS)、
• 升压站监控管理系统（NCS）、
• 全激励仿真系统（SIU）
• 采用统一的DCS平台XDPF-NT+实现前述电厂自动控制系统功能。
• 这些控制系统通过数据高速公路网络互连构成数字化电厂全厂一体化集群控制系统。

XDPF-NT+系统的柔性分域功能确保各控制系统之间相互隔离，独立运行，同时合法有效的数据可以在各域上的控制系统之间双向流动，有效分解了生产过程的监控规模，也十分便于系统功能的扩展，为数字化电厂集成各独立装置监控和全流程集中监控提供了独到的解决方案。下图是“两台单元机组发电厂”系统拓扑图。

XDPF-NT系统功能介绍

XDPF-NT系统功能介绍

XDPF-NT系统针对大型工业过程控制要求而设计，以突出可靠性设计为目标：

• 网络结构的可靠性设计
• 控制器及I/O模件的可靠性设计
• 系统软件的可靠性设计
• 系统功能的可靠性设计

突出优点：

1、网络通讯系统

• XDPF-NT分散控制系统网络拓扑结构采用美洲模式，无网络服务器，对等型网络结构
• 网络冗余配置，双网并发，接收冗余过滤，自愈型网络多点相交，任何情况下保证通讯畅通。
• 采用独特的XDPF-NT系统域间互连技术提高网络的可靠性和数据的安全性

2、每个过程控制站

• 复杂的模拟和顺序控制
• 原始点最多达 16000 点
• 自由带电插拔
• 金属外壳，无风扇结构
• 达到更高的电磁兼容性水平
• 设计统一的GPS时钟信号接口
• 内置现场总线接口平台EIO
• 接地系统的抗干扰设计，过程控制站设计采用电气逻辑地悬浮技术。
• 所有信号在全量程范围内精度均达到0.1%。长期不需手动校正而保证精确度的要求。

3、新的结构设计

4、人机交互设备

5、EIO现场总线技术

• 通过标准接入平台把多种现场总线设备直接接入DCS的控制器，参与实时控制策略。
• 在DCS控制器中提供一条管理信息的透明通道，使得设备管理站可以跨越控制器对现场总线设备进行管理，实现无缝集成功能。

6、XDPF-DEH

• XDPF-DEH是XDPF-NT分散控制系统的专用子系统之一。
• 以XDPF-NT分散控制系统强大的支撑环境为基础,采用与XDPF-NT过程控制站完全相同的软硬件和通讯系统，增加DEH专用的软硬件,并根据DEH的特殊需要将系统处理周期设置成30ms的快速处理模式,构成独具特色的DEH电控系统。

7、XDPF-NT的功能安全技术-XDPF-ETS系统

• 冗余原则：三选二结构、输入3重冗余，2oo3输出
• 保护回路与DPU独立
• 故障遮断：选中故障跳闸功能时，检测电源全部失去遮断跳闸
• 在线维护：任意维护三重冗余的部件
• 在线试验：运行中试验跳机回路（试验逻辑在DPU中实现）
• 在线诊断，故障报警
• 结构简单，扩展性好
• 独立配置原则：电源独立、信号独立、接地独立、通信独立、可独立工作与控制器无关

XDPF-NT分散控制系统应用取得新突破

• XDPF-NT分散控制系统首次应用于1000MW超超临界火电机组控制―国华徐州发电厂2×1000MW超超临界机组（2008年）
• XDPF-NT分散控制系统首次应用于大型水电站控制―深溪沟水电站4×165MW机组（2009年）
• XDPF-NT分散控制系统首次应用于大型煤化工项目―国电赤峰化工公司30万吨合成氨50万吨尿素生产线自动控制系统（2010年）
• XDPF-NT分散控制系统应用于全世界第一台600MW循环流化床超临界发电机组―国网白马电厂600MW超临界循环流化床发电机组（2010年）          
• XDPF-NT分散控制系统首次应用于1.5MW塔式太阳能热电站－北京延庆八达岭太阳能热发电站（2011年）
• XDPF-NT分散控制系统首次应用于锅炉重要辅机单列大型发电机组－国电布连发电厂2×600MW超临界机组（2011年）
•  XDPF-NT分散控制系统应用于高海拔、强腐蚀、结垢严重的地热发电机组-西藏羊八井地热发电站
• XDPF-NT分散控制系统已经成功应用于各种大型复杂发电厂控制工程项目

XDPF-NT分散控制系统已经成功应用于各种大型复杂发电厂控制工程项目（2012年底统计）

• 应用于1000MW超超临界火电机组   6套
• 应用于600MW火电机组主机        34套
• 应用于300MW火电机组            90套
• 应用于300MW以下火电机组，超过  210套
• 应用于水电站控制               4套
• 用于辅助车间控制               49套