路径: 主页 > GB/T > 第538页 > GB/T 45310-2025 | 标准编号 | GB/T 45310-2025 (GB/T45310-2025) | | 中文名称 | 塔式太阳能光热发电站主控制系统技术条件 | | 英文名称 | Specification for main control system of solar power tower plant | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F12 | | 国际标准分类 | 27.160 | | 字数估计 | 30,394 | | 发布日期 | 2025-02-28 | | 实施日期 | 2025-09-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 45310-2025: 塔式太阳能光热发电站主控制系统技术条件
ICS 27.160
CCSF12
中华人民共和国国家标准
塔式太阳能光热发电站主控制系统
技术条件
2025-02-28发布
2025-09-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 缩略语 2
5 总体要求 2
6 系统架构 2
7 应用功能 4
8 系统设备要求 14
9 技术文件 18
10 包装和贮存要求 19
11 出厂功能测试 19
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电力企业联合会提出。
本文件由全国太阳能光热发电标准化技术委员会(SAC/TC565)归口。
本文件起草单位:中国能源建设集团科技发展有限公司、中国能源建设集团有限公司工程研究院、
中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、浙江大学、中国电力建设工程咨询有限公司。
本文件主要起草人:许继刚、刘新龙、肖刚、徐志强、张文涛、邬峰、仇韬、肖昊瑾、田瑶、刘天英、张加权、
刘涛、陈永安、寇智博、王伟、高嵩、祝培旺、路广宇、祁成。
塔式太阳能光热发电站主控制系统
技术条件
1 范围
本文件规定了塔式太阳能光热发电站主控制系统的系统架构、应用功能、系统设备要求、技术文件、
包装和贮存要求,描述了出厂功能测试方法。
本文件适用于采用蒸汽轮发电机组的新建、扩建和改建熔融盐工质塔式太阳能光热发电站主控制
系统的设计、制造、测试和运行维护。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 2421 环境试验 概述和指南
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GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验
GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验
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备的电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验
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GB/T 33009.1 工业自动化和控制系统网络安全 集散控制系统(DCS) 第1部分:防护要求
GB/T 40104 太阳能光热发电站 术语
3 术语和定义
GB/T 40104界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
主控制系统 maincontrolsystem
对塔式太阳能光热发电站集热、储热、换热、发电等主要生产过程进行数据采集与处理、控制、保护
的计算机系统。
3.2
协调控制 coordinatedcontrol
对蒸汽发生器和汽轮发电机组进行整体负荷平衡控制,并保持机组有功功率和主蒸汽压力等机组
主要参数在允许范围内的自动控制。
3.3
吸热器控制 receivercontrol
对塔式太阳能光热发电站吸热器进行数据采集与处理、控制和保护,以满足集热系统的运行要求。
3.4
对塔式太阳能光热发电站熔融盐工质管道和设备的电伴热系统进行数据采集与处理、控制和保
护,以满足工艺系统的预热和防凝要求。
3.5
对塔式太阳能光热发电站定日镜场进行数据采集与处理、控制和保护的计算机系统。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AI:模拟量输入(AnalogInput)
AO:模拟量输出(AnalogOutput)
D/A:数字量/模拟量(Digital/Analog)
DC:直流电源(DirectCurrent)
HMI:人-机接口(Human-MachineInterface)
I/O:输入/输出(Input/Output)
SOE:事件顺序记录(SequenceofEvent)
5 总体要求
5.1 塔式太阳能光热发电站主控制系统应具有数据采集与处理、模拟量控制、开关量控制、报警、保护
等功能,满足机组启动、停止及稳定运行和异常工况处理的要求。
5.2 主控制系统宜采用分散控制系统。
5.3 主控制系统的控制、供电和通信应冗余,并具有可扩展功能。
5.4 主控制系统任何单一设备、部件故障不应导致整个系统故障。
5.5 主控制系统应能与其他控制系统进行信息交互。
5.6 主控制系统应符合信息安全防护的要求。
6 系统架构
6.1 主控制系统应由HMI、通信网络、控制器和I/O模件等组成。HMI宜包括操作员站、工程师站、
历史站、接口站、外围设备等。主控制系统的配置见图1。
图1 主控制系统配置示意图
6.2 当定日镜场控制系统、汽轮机控制系统没有纳入主控制系统时,主控制系统应与定日镜场控制系
统、汽轮机控制系统进行信息交互。
6.3 主控制系统应通过远动设备与电网调度系统进行信息交互。
6.4 主控制系统应将实时和历史数据传输给管理信息系统,并配置数据单向传输的专用隔离装置。必
要时,可通过符合网络安全要求的通信方式接受管理信息系统发来的信息。
6.5 主控制系统与其他系统的接口见图2。
图2 主控制系统接口示意图
7 应用功能
7.1 通用要求
7.1.1 数据采集与处理
7.1.1.1 主控制系统的数据采集应包含下列内容:
a) 工艺系统的运行参数;
b) 电气系统的运行参数;
c) 主、辅设备的运行状态和运行参数;
d) 电动、气动、液动阀门的运行状态;
e) 仪表与控制用电源、气源、液压动力源等的供给状态和运行参数;
f) 气象参数。
7.1.1.2 主控制系统的数据处理应包含下列功能:
a) 数据清洗、数据转换、数据分析;
b) 数据的二次计算及处理。
7.1.2 模拟量控制
主控制系统的模拟量控制应具备下列功能:
a) 具有手动和自动控制及双向无扰切换功能;
b) 对于具有多种控制方式的控制回路,控制方式切换时,不产生扰动;
c) 当平行控制两个及以上被控对象时,模拟量控制系统有被控对象的负荷分配和自动转移匹配
功能;
d) 当被控制量的偏差超限时报警,并转到安全控制方式。
7.1.3 开关量控制
7.1.3.1 开关量控制应实现吸热器、蒸汽发生器、汽轮机、发电机变压器组、辅机、阀门、电气开关、断路
器等的单个设备操作以及相关设备和系统的顺序控制功能。
7.1.3.2 顺序控制应按照驱动级、子组级、功能组级三级水平设置,条件具备时,可设置机组级。
7.1.4 报警
7.1.4.1 报警系统应具有重要参数偏离正常值、系统主要保护跳闸、重要控制装置电源故障和主控制系
统自诊断状态异常报警等功能。
7.1.4.2 在机组和主要设备启停过程中,报警系统应具备报警抑制功能。
7.1.4.3 报警应按照不同级别发出声、光报警信号。
7.1.5 保护
主控制系统应具有对机组和重要设备进行保护的功能,并具备首出判断及显示功能。
7.1.6 通信
主控制系统应具有与其他系统通信的功能,并支持以太网接口、串行接口等,系统通信协议宜采用
Modbus、OPC等。当采用冗余通信方式时,应具备主备通信通道自动切换功能。
7.1.7 自诊断
主控制系统应具有自诊断功能。
7.1.8 人-机接口(HMI)
主控制系统HMI应具有显示、操作、事件记录、报表和打印等功能,其功能符合下列规定:
a) 主控制系统的显示应包括画面、趋势、报表、棒图等形式;
b) 主控制系统应具备设备控制与调节的操作、参数设置等功能;
c) 主控制系统的事件记录功能应包含SOE、跳闸追忆记录、操作记录、定期记录;
d) 主控制系统应具备各类报表、日志编制的功能,应包含班报、日报、月报、运行经济性等报表和
全日志、操作、报警、设备及SOE等各类日志;
e) 主控制系统应具备预定时间定时打印、事件触发自动打印和运行人员随机召唤打印记录、报
表、日志的功能。
7.1.9 数据存储与备份
主控制系统应具有对运行数据进行存储和自动备份的功能。
7.1.10 统计分析
主控制系统应具有对储热小时数、熔融盐罐日温降、年运行小时数、年故障次数、年故障停运小时
数、平均故障间隔时间、厂用电功率与负荷曲线、储/换热工质年损耗量、机组发电量、换热器效率、机组
效率等进行计算和统计分析的功能。
7.1.11 时钟同步
主控制系统应具有时钟同步及向其他计算机或网络发布时钟同步信号的功能。
7.1.12 权限管理
主控制系统应具备身份验证和访问控制功能,应能根据需方或设备的不同身份赋予不同的权限。
7.2 机组级控制功能
7.2.1 机组级数据采集
机组级控制应对下列数据进行采集:
a) 机组功率、频率;
b) 机组主蒸汽压力、温度;
c) 机组主蒸汽流量。
7.2.2 协调控制
7.2.2.1 协调控制应根据机组运行的要求,提供定压或变压运行方式,适应机组启、停和运行要求。
7.2.2.2 协调控制应能以下列任一方式运行:
a) 蒸汽发生器、汽轮机协调控制模式;
b) 蒸汽发生器跟随控制模式;
c) 汽轮机跟随控制模式。
7.2.2.3 协调控制的负荷指令处理回路应包含下列功能:
a) 接受电网调度系统的负荷AGC指令、运行人员的负荷给定指令和电网频差信号,满足电网负
荷变化的需求,维持机组主要运行参数在允许范围内;
b) 机组最大负荷指令与蒸汽发生器最大出力和汽轮机负荷能力相适应,并结合机组状态设置负
荷高低限制。
7.2.2.4 蒸汽发生器主控应根据机组负荷指令控制机组主蒸汽参数,向热熔融盐系统发出控制指令。
7.2.2.5 汽轮机主控应包含下列功能:
a) 汽轮机主控回路根据机组负荷指令,向汽轮机控制系统发出控制指令;
b) 当汽轮机出现受限运行工况时,对负荷变化速率和负荷指令进行限制。
7.2.2.6 协调控制应通过主控制系统的HMI实现下列操作和监视功能:
a) 协调控制方式选择;
b) AGC投入、退出;
c) 蒸汽发生器跟随、汽轮机跟随和协调运行方式选择;
d) 定压和变压运行方式选择;
e) 机组负荷指令的手动调整;
f) 负荷高、低限值设定;
g) 负荷变化率设定;
h) 主蒸汽压力设定值设定;
i) 主蒸汽压力偏差指示;
j) 负荷指令与总发电功率指示;
k) 负荷闭锁增(BI)、负荷闭锁减(BD)、辅机故障减负荷(RB)指示。
7.2.3 机组级顺序控制
7.2.3.1 机组级顺序控制满足下列要求:
a) 机组级顺序控制宜采用带断点的控制方式;
b) 在机组启动和停运过程中,机组级顺序控制应有操作指导画面;
c) 机组级顺序控制宜具有冷态、温态、热态、极热态四种启动运行方式;
d) 机组级顺序控制应采用分级控制。
7.2.3.2 机组级顺序控制的操作指导画面通过HMI实现下列监视功能:
a) 操作指导画面宜采用多层显示结构;
b) 机组级总画面应提供整个机组运行状态的总貌,显示相应功能组或子功能组的状态、报警以及
启动、暂停、复位、跳步等操作手段;
c) 功能组级的操作和控制信息宜设置在机组断点相关联的画面中;
d) 子功能组级和设备级的操作和控制信息应设置在与之相关联的功能组画面中。
7.2.4 机组级报警
机组级报警应包括下列内容:
a) 机组主蒸汽压力、温度异常报警;
b) 机组负荷上下限越限报警;
c) 机组频率越限报警;
d) 机组协调控制调节偏差大报警。
7.2.5 机组级保护
7.2.5.1 储热系统故障时,应停止机组的运行。
7.2.5.2 换热系统、汽轮机和发电机组之间的保护符合下列规定:
a) 对于单列配置的熔融盐-蒸汽发生器的任一台热交换器故障解列时,应停止汽轮发电机组的运
行,可不停止集热系统和储热系统的运行;
b) 对于双列配置的熔融盐-蒸汽发生器,双列故障解列时,应停止汽轮发电机组的运行,可不停止
集热系统和储热系统的运行;当其中任一台热交换器故障时,解列对应列的蒸汽发生器,汽轮
发电机组减负荷运行。
7.2.5.3 当机组具有快速甩负荷(FCB)功能时,外部系统故障不应跳闸机组。
7.2.5.4 当机组不具有快速甩负荷功能,汽轮机旁路系统具有快开功能且容量足够时,汽轮机或发电机
故障停运,可不停止储热系统和换热系统的运行。
7.2.5.5 当机组不具有快速甩负荷功能,汽轮机旁路系统不具有快开功能或容量不足时,机组级保护符
合下列规定:
a) 外部系统故障引起发电机解列,应跳闸汽轮发电机组和蒸汽发生器的运行;
b) 发电机主保护动作,应停止汽轮机和蒸汽发生器的运行;
c) 汽轮机事故停机应停止发电机组、蒸汽发生器的运行。
7.3 吸热系统控制功能
7.3.1 吸热器控制系统数据采集
吸热器控制系统应对下列数据进行采集:
a) 入口、出口缓冲罐液位、压力;
b) 吸热工质温度;
c) 吸热工质压力;
d) 吸热工质流量;
e) 吸热器管屏表面温度。
7.3.2 吸热系统模拟量控制
吸热系统模拟量控制宜具有对吸热器入口缓冲罐液位、出口缓冲罐液位以及吸热器各扇区出口温
度的控制功能。
7.3.3 吸热系统开关量控制
7.3.3.1 吸热系统开关量控制宜包括紧急压缩空气系统、排盐系统、旁路循环系统的各类执行设备的单
个设备操作,以及相关设备和系统的顺序控制。
7.3.3.2 吸热系统顺序控制功能子组宜包括:
a) 吸热系统预备子组;
b) 吸热器旁路循环子组;
c) 吸热器充盐子组;
d) 吸热系统排盐子组。
7.3.4 吸热器控制系统报警
吸热器控制系统报警应包括下列内容:
a) 吸热器出口熔融盐温度超限报警;
b) 吸热器管屏壁温高报警;
c) 吸热器入口/出口缓冲罐液位超限报警;
d) 吸热器入口/出口缓冲罐内熔融盐温度超限报警。
7.3.5 吸热系统保护
7.3.5.1 吸热系统宜具有负荷回滚功能,当冷盐泵运行中跳闸且备用泵在规定时间内未成功启动时,应
联动定日镜场控制系统快速减小热功率。
7.3.5.2 当运行中的吸热系统出现下列情况之一时,应实现定日镜场控制系统紧急散焦:
a) 吸热器入口缓冲罐内熔融盐液位超限;
b) 吸热器出口熔融盐温度或壁温过高;
c) 冷盐泵全部跳闸。
7.4 储热系统控制功能
7.4.1 储热控制系统数据采集
储热控制系统应对下列数据进行采集:
a) 熔融盐储罐内熔融盐温度、罐壁温度、罐底温度和罐底基础温度;
b) 熔融盐储罐液位、压力;
c) 熔融盐泵出口压力、流量;
d) 各熔融盐泵运行状态。
7.4.2 储热系统开关量控制
7.4.2.1 储热系统开关量控制宜包括冷盐系统、热盐系统、冷热盐罐系统、旁路循环系统的各类执行设
备的单个设备操作,以及相关设备和系统的顺序控制。
7.4.2.2 储热系统顺序控制功能子组宜包括:
a) 冷/热盐泵子组;
b) 冷/热盐罐熔融盐电加热器子组;
c) 冷/热盐罐基础降温子组;
d) 旁路循环系统子组。
7.4.3 储热控制系统报警
储热控制系统报警应包括下列内容:
a) 熔融盐罐内熔融盐温度超限报警;
b) 熔融盐罐壁温超限报警;
c) 熔融盐罐基础温度超限报警。
7.4.4 储热系统保护
7.4.4.1 当冷热盐罐熔融盐液位过低时,应联锁停止对应的熔融盐泵。
7.4.4.2 当吸热器入口缓冲罐液位过高时,应联锁停止冷盐泵。
7.5 换热系统控制功能
7.5.1 换热控制系统数据采集
换热控制系统应对下列数据进行采集:
a) 入口熔融盐压力、温度;
b) 出口蒸汽压力、温度;
c) 汽包水位;
d) 强制循环泵运行状态;
e) 预热器、过热器及再热器出口熔融盐压力、温度;
f) 每列预热器、过热器及再热器出口熔融盐流量。
7.5.2 换热系统模拟量控制
7.5.2.1 换热系统模拟量控制宜具有对汽包水位、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、启动加热器/预热器入口
水温等的控制功能。
7.5.2.2 汽包水位控制应有单冲量和三冲量两种控制模式,并且具有双向无扰切换功能。
7.5.3 换热系统开关量控制
7.5.3.1 换热系统开关量控制宜包括汽包、过热器、再热器、低负荷预热器、启动电加热器、外部循环泵、
疏盐泵等各类执行设备的单个设备操作,以及相关设备和系统的顺序控制。
7.5.3.2 换热系统顺序控制功能子组宜包括:
a) 换热系统启动进盐允许子组;
b) 换热系统熔融盐投入子组;
c) 换热系统退出子组;
d) 低负荷预热器子组;
e) 启动电加热器子组;
f) 外部循环泵子组;
g) 疏盐泵子组。
7.5.4 换热控制系统报警
换热控制系统报警应包括下列内容:
a) 混盐温升速率超限报警;
b) 汽包水位超限报警;
c) 换热器出口蒸汽温度超限报警。
7.5.5 换热系统保护
7.5.5.1 当换热器故障时,换热系统应具备联锁跳闸热盐泵和紧急排盐功能。
7.5.5.2 当汽包水位越限时,应联锁跳闸热盐泵。
7.6 发电系统控制功能
7.6.1 发电控制系统数据采集
7.6.1.1 汽轮机监测系统应对下列数据进行采集:
a) 调速级压力(如有);
b) 各段抽汽压力、温度;
c) 汽轮机排汽真空;
d) 汽轮机转速;
e) 汽轮机轴承金属温度;
f) 汽轮机振动;
g) 汽轮机轴向位移;
h) 汽轮机润滑油压力;
i) 汽轮机主汽门前蒸汽压力、温度;
j) 主蒸汽流量。
7.6.1.2 除氧给水控制系统应对下列数据进行采集:
a) 除氧器水位、压力;
b) 主给水流量、压力;
c) 给水泵运行状态;
d) 高压加热器水位;
e) 高压加热器水侧进出口温度。
7.6.1.3 凝结水控制系统应对下列数据进行采集:
a) 凝汽器热井/凝结水箱水位;
b) 凝结水压力;
c) 凝结水主管及再循环流量;
d) 凝结水泵运行状态;
e) 低压加热器水位;
f) 低压加热器水侧进出口温度。
7.6.1.4 空冷控制系统应对下列数据进行采集:
a) 排汽管道压力、温度;
b) 空冷系统凝结水温度;
c) 风速、风向、环境温度、大气压力;
d) 空冷风机运行状态。
7.6.1.5 辅机冷却水控制系统应对下列数据进行采集:
a) 辅机冷却水压力、温度;
b) 辅机冷却水泵运行状态。
7.6.2 发电系统模拟量控制
发电系统模拟量控制宜具有对除氧器水位及压力、高/低压旁路压力及温度、凝汽器热井/凝结水箱
水位、加热器水位、汽封供汽压力、闭式循环冷却水温度等的控制功能。
7.6.3 发电系统开关量控制
7.6.3.1 发电系统开关量控制宜包括汽轮机、加热器、发电机变压器组及辅机的阀门、电气开关、断路器
等各类执行设备的单个设备操作,以及相关设备和系统的顺序控制。
7.6.3.2 汽轮机侧顺序控制功能子组宜包括:
a) 汽轮机蒸汽管道疏水阀子组;
b) 辅助蒸汽系统子组;
c) 汽轮机轴封系统子组;
d) 凝汽器真空系统子组;
e) 高/低压加热器子组;
f) 凝结水系统子组;
g) 辅机冷却水系统子组;
h) 汽轮机油系统子组。
7.6.3.3 发电机侧顺序控制功能子组宜包括:
a) 发电机同步并列子组;
b) 发电机程序停机子组。
7.6.3.4 空冷系统顺序控制功能子组宜包括:
a) 空冷系统暖管防冻功能子组;
b) 空冷系统启停功能子组;
c) 空冷系统真空泵组功能子组。
7.6.4 发电控制系统报警
发电控制系统报警应包括下列内容:
a) 汽轮机润滑油压力、温度异常报警;
b) 汽轮机各推力轴承、轴瓦温度异常报警;
c) 汽轮机主油箱油位异常报警;
d) 汽轮机转速、偏心、振动、轴向位移异常报警;
e) 发电机定子线圈和铁芯温度异常报警;
f) 过热器出口蒸汽压力、温度异常报警;
g) 各抽汽至相应高/低加、除氧器系统供汽压力异常报警;
h) 高/低压轴封蒸汽压力异常报警;
i) 除氧器、辅助蒸汽压力异常报警;
j) 汽轮机排汽温度、凝汽器温度异常报警;
k) 各段抽汽逆止阀后上下温差异常报警;
l) 各蒸汽管道疏水罐水位异常报警;
m) 给水泵出/入口、凝结水泵出口母管压力异常报警;
n) 给水、凝结水流量异常报警;
o) 给水泵、凝结水泵线圈、轴承温度异常报警;
p) 除氧器、凝汽器、高/低加、轴封加热器水位异常报警;
q) 高/低旁减温水压力异常报警;
r)......
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