發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用探究

1、<p>　　發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用探究</p><p>　　[摘 要]隨著社會(huì)市場(chǎng)體系的現(xiàn)代化發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)已越來(lái)越多的應(yīng)用到了發(fā)電廠中，在新形勢(shì)的發(fā)展要求下，發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性也在日漸突顯，如何全面做好電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用成為了各發(fā)電廠關(guān)注的焦點(diǎn)。本文首先闡述了發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)涵，并從不同模式的角度出發(fā)分析了電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)模式，最后通過(guò)分析電氣監(jiān)控系統(tǒng)與DCS接

2、口的不同方式，并對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行探究，為發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了切實(shí)的參考。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]發(fā)電廠；電氣監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）03-0380-01 </p><p>　　1.發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)涵概述 </p><

3、p>　　1.1 電氣監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)涵分析 </p><p>　　發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)即ECMS，是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，信號(hào)處理技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線以及通信技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠電氣設(shè)備的有效保護(hù)，同時(shí)高效率的完成設(shè)備的檢測(cè)，計(jì)量與故障診斷等工作，通過(guò)與DCS協(xié)調(diào)配合，電氣監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工藝電動(dòng)機(jī)的有效控制，從而進(jìn)一步提高對(duì)電氣系統(tǒng)的監(jiān)控與管理水平。 </p><p>　　1.2 電氣監(jiān)控

4、系統(tǒng)總體狀況分析 </p><p>　　在傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)監(jiān)控中，主要實(shí)現(xiàn)方式是由DCS系統(tǒng)設(shè)置單獨(dú)的電氣控制器，并借助I/O模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)管與控制。這一電氣監(jiān)控方法雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的智能化與自動(dòng)化，但整體自動(dòng)化水平較低。為了全面提升電氣監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，當(dāng)前多數(shù)發(fā)電廠均采用了硬接線加通信的方式，并結(jié)合熱工工藝流程從而有效的實(shí)現(xiàn)控制命令與監(jiān)控信號(hào)的有效傳遞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行

5、的監(jiān)管與安全防護(hù)。 </p><p>　　2.發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)模式分析 </p><p><b>　　2.1 監(jiān)測(cè)模式 </b></p><p>　　監(jiān)測(cè)模式下發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECMS）的功能較為單一，其主要作用是針對(duì)間隔層電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并借助通信管理單元將數(shù)據(jù)傳送至DCS控制模塊中，最終由DCS通過(guò)I/O以及硬接線

6、采集電氣設(shè)備回路信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的有效控制。但在這一模式中，ECMS系統(tǒng)的后臺(tái)處理功能尚未得到有效的開(kāi)發(fā)，如將ECMS后臺(tái)功能應(yīng)用到電氣監(jiān)測(cè)工作中，將能夠進(jìn)一步提升電氣設(shè)備的運(yùn)行管理水平。 </p><p>　　2.2 硬接線模式 </p><p>　　硬接線連接模式是在工藝電動(dòng)機(jī)按照工藝流程完成電氣組網(wǎng)的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)的。在這一ECMS模式設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)ECMS與DCS接口間的全通

7、信，對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬接線進(jìn)行了保留，并將其他電氣信息通過(guò)通信設(shè)備上傳到了DCS電氣部分中，從而有效的取代硬接線。在保證整個(gè)電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，硬接線模式中的現(xiàn)場(chǎng)總線排布均采用了雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，即通過(guò)對(duì)通信單元進(jìn)行冗余配置，從而實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備間的無(wú)縫切換，在冗余結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，站控層數(shù)據(jù)庫(kù)也可以在無(wú)縫切換技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效控制與管理。 </p><p>　　2.3 全通信模式 </p><

8、p>　　ECMS系統(tǒng)中全通信模式的設(shè)計(jì)是指利用工藝電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工藝組網(wǎng)，并取消所有硬接線，使DCS經(jīng)由ECMS通信管理單元實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的有效控制。在ECMS系統(tǒng)的邏輯控制中，少量的邏輯信息通過(guò)通信管理單元串口被送至DCS的DPU，而其他信息則被送至DCS電氣部分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)ECMS的全通信控制。為保證ECMS系統(tǒng)全通信模式設(shè)計(jì)的可靠性與實(shí)時(shí)性，在現(xiàn)場(chǎng)總線的布置中還可以采用100M工業(yè)以太網(wǎng)等高速率總線，從而在整體水平上提升電氣監(jiān)控系

9、統(tǒng)及設(shè)備的監(jiān)控與運(yùn)行效率。 </p><p>　　3.電氣監(jiān)控系統(tǒng)與DCS接口方式分析 </p><p>　　3.1 通過(guò)專用通信網(wǎng)接入DCS以太網(wǎng) </p><p>　　通過(guò)專用通信網(wǎng)絡(luò)接入DCS以太網(wǎng)要求ECMS系統(tǒng)設(shè)立一臺(tái)專用通信網(wǎng)關(guān)的計(jì)算機(jī)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將ECMS以太網(wǎng)與DCS連接成為一體，從而實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)交換與命令執(zhí)行。在這一方案設(shè)計(jì)中，ECMS

10、與DCS相對(duì)獨(dú)立，這樣不僅提高了ECMS與DCS之間的協(xié)調(diào)性，也促進(jìn)了監(jiān)控系統(tǒng)通信接入方式的進(jìn)一步優(yōu)化。但在該模式設(shè)計(jì)中，由于ECMS與DCS之間的部分以太網(wǎng)協(xié)議存在差異，因此多層次的數(shù)據(jù)傳輸可能會(huì)影響電氣系統(tǒng)的工藝連鎖效率。 </p><p>　　3.2 串口接入DCS的DPU </p><p>　　在ECMS這一方案的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)中不同的通信管理單元均會(huì)提供與DCS的通信接口，通信接口

11、的種類主要包括以太網(wǎng)和串行接口兩種，但為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)通信效率與控制實(shí)時(shí)性，就要將ECMS直接接入DCS的數(shù)臺(tái)DPU，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多接口數(shù)據(jù)通信。在串口接入DCS的設(shè)計(jì)中，DCS也可以作為通信工作站對(duì)ECMS中的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，但就穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行分析，這一設(shè)計(jì)方案比ECMS串口接入DCS方案較差。 </p><p>　　3.3 串口與通信網(wǎng)關(guān)組合接入DCS </p><p>

12、;　　這一系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案融合了以上兩種設(shè)計(jì)，在這一設(shè)計(jì)中，ECMS要首先依據(jù)DCS系統(tǒng)的DPU配置設(shè)置通信管理單元，并將熱工生產(chǎn)流程中的電動(dòng)機(jī)負(fù)載設(shè)備保護(hù)與測(cè)控設(shè)備分到同一通信管理單元，從而使系統(tǒng)的通信管理單元能夠與DPU實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)接口之間的一對(duì)一數(shù)據(jù)通信。在串口與通信網(wǎng)關(guān)組合接入DCS設(shè)計(jì)中，采用的通信接口可以是以太網(wǎng)，也可以選擇串行接口。由于不同通信通道的數(shù)據(jù)量較少，因此電氣系統(tǒng)中與熱工生產(chǎn)流程相關(guān)的數(shù)據(jù)便可以由這些通信工作完

13、成，在節(jié)省了數(shù)據(jù)傳送間隔的同時(shí)，也極大的提高了數(shù)據(jù)控制的可靠性與實(shí)時(shí)性。這一設(shè)計(jì)方案的采用具有自動(dòng)化程度高，可靠性強(qiáng)和實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)的實(shí)際落實(shí)中，工作內(nèi)容則較為復(fù)雜。這一設(shè)計(jì)方案的采用為DCS系統(tǒng)的電氣部分設(shè)計(jì)提供了重要的補(bǔ)充，在為ECMS提供更為有效的通信控制方法的同時(shí)，也促進(jìn)了發(fā)電廠內(nèi)全廠數(shù)據(jù)信息的共享。 </p><p>　　4.電氣監(jiān)控系統(tǒng)在智能裝置中的應(yīng)用探究 </p><

14、p>　　發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中主要用于電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置，同期裝置以及發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁等裝置中。電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置中ECMS系統(tǒng)主要應(yīng)用于間隔層設(shè)備中，例如高壓電機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置的多功能保護(hù)，電氣設(shè)備中多路數(shù)據(jù)信息的采集與通信等，，不僅有效提高了電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的測(cè)控性能，也為設(shè)備的可靠穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。ECMS在同期裝置中的應(yīng)用主要是指采用發(fā)變組數(shù)字式準(zhǔn)同期裝置對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行同期合閘操作。在這一裝置中，配置了手動(dòng)準(zhǔn)同期并列，

15、自動(dòng)準(zhǔn)同期并列等功能，ECMS系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以促成發(fā)電機(jī)調(diào)壓、調(diào)頻控制的有效實(shí)現(xiàn)，還能夠進(jìn)一步提高同期合閘操作的效率與準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)同期裝置性能的深入優(yōu)化。ECMS在發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁裝置中的應(yīng)用則主要體現(xiàn)在勵(lì)磁調(diào)節(jié)通道的選擇中，ECMS系統(tǒng)將勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式劃分為了AVR和PSS等方式，通過(guò)選擇投入或退出，實(shí)現(xiàn)對(duì)滅磁開(kāi)關(guān)的有效控制，勵(lì)磁裝置中ECMS系統(tǒng)的應(yīng)用還具有獨(dú)立的通信接口，這也為數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)上傳提供了有力的保障。 <

16、;/p><p><b>　　5.結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，能夠?qū)l(fā)電廠電氣自動(dòng)化水平提升到一個(gè)新高度，也可以有效的促進(jìn)發(fā)電廠管理水平的提升。電氣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，已經(jīng)日漸成為了發(fā)電廠生產(chǎn)與管理的發(fā)展方向。針對(duì)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中存在著問(wèn)題，發(fā)電廠應(yīng)該更多的結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，并尋求切實(shí)有效的處理措施，同時(shí)汲取經(jīng)驗(yàn)，為電氣監(jiān)控系統(tǒng)的完善

17、與普及奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]朱川博，熊慧聰. 分布式企業(yè)級(jí)電氣監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電氣應(yīng)用，2010（09）：9～27 </p><p>　　[2]劉紅，張曼莉. 發(fā)電廠用電監(jiān)控系統(tǒng)ECS通信技術(shù)分析與探討[J]. 電子自動(dòng)化設(shè)備，2009，21（6）：3