電廠電氣自動化系統(tǒng)中監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用分析

1、<p>　　電廠電氣自動化系統(tǒng)中監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用分析</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，建設(shè)數(shù)字信息化電廠的口號提出，沒有可靠、實時、準(zhǔn)確的自動化平臺做支撐，就不可能建設(shè)真正的數(shù)字化、信息化的電廠。本文在闡述電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的具體功能的基礎(chǔ)上，展望了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電廠，電氣，監(jiān)控 </p><p>　　中

2、圖分類號：F470.6 文獻標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　1、引言 </b></p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國電力事業(yè)進入發(fā)展高峰期，電廠生產(chǎn)是一個極其復(fù)雜的工業(yè)過程，包含了以下幾個主要工藝過程: 燃料系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)及鍋爐和汽輪機發(fā)電機組、除渣出灰系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、發(fā)配電系統(tǒng)。涵蓋了工廠自動化和過程自動化的內(nèi)容。在傳統(tǒng)的電廠控制系

3、統(tǒng)模式中，主廠房區(qū)域熱力生產(chǎn)過程通常采用集散控制系統(tǒng)( DCS) 作為主要的控制系統(tǒng)，其他輔助系統(tǒng)則采用以可編程控制器( PLC) 為核心控制系統(tǒng)。近幾年現(xiàn)場總線技術(shù)( FCS) 被大量的采用，成為控制技術(shù)發(fā)展的趨勢。 </p><p>　　2、電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的具體功能 </p><p><b>　　2.1基礎(chǔ)功能 </b></p><p>

4、　?。?）數(shù)據(jù)的采集及處理。系統(tǒng)的現(xiàn)場測控單元的主要作用就是采集相關(guān)信息，對事件、系統(tǒng)運行狀態(tài)或者變位信號、模擬量以及故障情況、越限信息等進行檢測，校驗數(shù)據(jù)的合理性以及其它的預(yù)處理，并將數(shù)據(jù)庫實時更新。數(shù)據(jù)采集信號類型包括模擬量、狀態(tài)量以及脈沖量，其中模擬量的主要內(nèi)容包括電流電壓、有功及無功功率和頻率、溫度以及功率因數(shù)等; 狀態(tài)量的主要內(nèi)容則包括斷路器及隔離開關(guān)、接地開關(guān)的位置信號、繼電保護裝置與安全自動裝置的動作及報警，還有相關(guān)的運行

5、監(jiān)測信號等; 而脈沖量主要為有功及無功電能。 </p><p>　?。?）畫面顯示。系統(tǒng)的模擬畫面可以將一次設(shè)備及整個系統(tǒng)實時運行狀態(tài)真實的再現(xiàn)，系統(tǒng)的實際電壓電流等模擬量、計算量以及隔離開關(guān)和斷路器等實際開關(guān)狀態(tài)、掛牌檢修狀態(tài)等等均可以實時的顯示出來，并自動生成歷史趨勢圖。 </p><p>　　（3）運行監(jiān)視及報警。CRT( Cathode Ray Tube) 即采用陰極射線管的顯示器

6、，它可以將開關(guān)站的實時運行信息，諸如系統(tǒng)運行狀態(tài)、操作指導(dǎo)以及設(shè)備的相關(guān)參數(shù)等完整的顯示出來。系統(tǒng)中采用兩個 CRT 終端，可以分別顯示不同的信息，而且可以獨立、同步的生成相關(guān)的報告及畫面顯示。如果模擬量有所越限，還可以將報警信息及時做出反映并打印出來，顯示的報警信息主要內(nèi)容包括越限對象的名稱、參數(shù)值以及編號和越限時間等，而且可以將越限的次數(shù)累計計算。此外，報警方式又分為兩種，即事故報警及預(yù)告報警，兩種方式的報警要以不同的顏色及音響加以

7、區(qū)別。 </p><p>　?。?）操作控制。操作控制的模式分為就地控制及上位機或者 DCS 系統(tǒng)。操作命令的優(yōu)先級設(shè)置按照先就地控制再進行上位機或者 DCS 控制的順序?qū)崿F(xiàn)。保證設(shè)備現(xiàn)場與遠程監(jiān)控互相結(jié)合并互相協(xié)調(diào)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與現(xiàn)場常規(guī)監(jiān)控的和諧統(tǒng)一，以保證控制操作控制的安全性及一致性。 </p><p>　　（5）事件記錄。如果設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)故障問題，則系統(tǒng)可以把動作的繼電保護

8、、斷路器信息以及相應(yīng)的安全自動裝置信息記錄下來，其具體內(nèi)容可以細化到信號的名稱、編號、動作的性質(zhì)、信號的狀態(tài)及動作的時間等，并按照實際發(fā)生的時間順序生成事件順序記錄表格，并通過 CRT 顯示或者打印輸出，也可以存儲到硬盤中長期保存。后續(xù)針對系統(tǒng)的故障起因以及保護動作的判定等均可以此為依據(jù)。 </p><p><b>　　2.2高級功能 </b></p><p>　?。?/p>

9、1）電氣設(shè)備的管理。其主要功能包括電氣設(shè)備管理的臺帳、維護記錄及相關(guān)檔案的保護及自動設(shè)置，并且電氣主站系統(tǒng)可以實時的進行在線設(shè)備管理，比如對設(shè)備動作的實時狀態(tài)進行統(tǒng)計，將統(tǒng)計結(jié)果輸送至 MIS 系統(tǒng)( ManagementInformation System，管理信息系統(tǒng)) ，對該系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行補充。（2）故障信息管理。系統(tǒng)故障信息管理功能包括針對動作以及常規(guī)事件進行信息記錄、追溯、重演以及錄波分析等，其中事故重演和錄波分析在進行事故原因

10、分析時有著重要的現(xiàn)實意義，可以有效的進行事故防范。（3）自動發(fā)電控制。自動發(fā)電控制技術(shù)是以電廠的安全運行為前提，遵循經(jīng)濟運行的原則，以實際運行中運行方式及運行工況的不同，針對全廠的機組制定出實時的控制決策，從而電廠機組的運行臺數(shù)、機組的組合及相關(guān)的負荷分配就由該自動發(fā)電控制技術(shù)來決定，使得系統(tǒng)頻率或者全廠的有功功率自動保持著當(dāng)時的設(shè)定值，使得電廠整體自動運行的水平得以進一步提高。 </p><p>　　3、電氣自

11、動化系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用前景 </p><p>　　3.1充分發(fā)揮以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢 </p><p>　　因為多樣性的現(xiàn)場總線通信協(xié)議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，所以它并不能夠?qū)η度胧焦I(yè)的性能有所幫助，但以太網(wǎng)技術(shù)運用于電氣自動化的監(jiān)控過程中，不僅能夠使傳輸速度加快，容量變大，還能夠解決監(jiān)控程序與技術(shù)雜亂無章的問題，并能夠使電氣綜合自動化的無縫通信作用充分發(fā)揮。尤其是在全雙工通信、交換技術(shù)的猛烈發(fā)展后，既解決

12、了以太網(wǎng)的通信確定性問題，又能夠起到更好地保護作用，對在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備之間的通信中運用以太網(wǎng)，以技術(shù)支持的方式提供了幫助。嵌入式以太網(wǎng)是指在單片機系統(tǒng)上通過嵌入式軟、硬件的方法，把工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)運用到網(wǎng)絡(luò)中。國外的電力設(shè)備供應(yīng)商把嵌入式以太網(wǎng)的微機保護測控設(shè)備推入了市場，國內(nèi)的電力設(shè)備制造商也在對最新綜合自動化系統(tǒng)進行研發(fā)，在二次保護控制設(shè)備中成功運用嵌入式以太網(wǎng)。因此，嵌入式以太網(wǎng)給電氣綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。 </p&g

13、t;<p>　　3.2智能化技術(shù)的應(yīng)用 </p><p>　　從一開始傳統(tǒng)的操作盤控制到如今的計算機控制是ECS系統(tǒng)的發(fā)展歷史，目前又有向綜合智能控制和管理發(fā)展的態(tài)勢。主要表現(xiàn)在間隔層和站控層兩方面。間隔層的保護和測控單元由傳統(tǒng)的相對獨立設(shè)計，向著集保護、測量、控制、遠動于一體的綜合化及網(wǎng)絡(luò)化智能保護測控單元發(fā)展，直接面向一次設(shè)備或設(shè)備組合，就地安裝，除實現(xiàn)繼電保護、實時電量監(jiān)控、狀態(tài)信息記錄及歷史

14、記錄等基本功能外，還能與站控層聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)事故分析、狀態(tài)監(jiān)視、微機防誤操作和安全保障等功能。站控層監(jiān)控系統(tǒng)由滿足基本運行 SCADA 功能，向全面提高運行和管理自動化水平發(fā)展。監(jiān)控主站采用先進的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對電氣實時數(shù)據(jù)倉庫和歷史數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)進行分析，提供一系列的高級應(yīng)用功能。這些功能分為對外和對內(nèi)兩大部分。對外的功能是指給 DCS 和 SIS 等其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機組優(yōu)化控制和優(yōu)化管理等綜合智能控制；對內(nèi)的功能是指集間隔層裝置的監(jiān)控

15、管理、自動抄表、設(shè)備管理、定值管理、故障信息管理、設(shè)備在線診斷和小電流接地選線等功能于一體。 </p><p>　　3.3標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用技術(shù)的研發(fā) </p><p>　　依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進行產(chǎn)品地生產(chǎn)加工，是其中不可缺少的重要組成部分。像國際電工委員會制定的IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)，不僅體現(xiàn)了電氣自動化發(fā)展的趨勢要求，更為企業(yè)的生產(chǎn)提供了可參考藍本。為了實現(xiàn)不同廠家 IED 設(shè)備的信息共享和互操作

16、性，使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會制定了IEC 61850 國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)具有信息分層、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)對象統(tǒng)一建模、數(shù)據(jù)自描述、抽象通信服務(wù)接口 ACSI 等主要特點。該標(biāo)準(zhǔn)為數(shù)字化廠站系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。IEC 61850在邏輯結(jié)構(gòu)上將電氣綜合自動化系統(tǒng)分為三個層次：過程層、間隔層和站控層。過程層是一次與二次設(shè)備的結(jié)合面，主要完成開關(guān)量I/O、模擬量采集和控制命令發(fā)送等與一次設(shè)備相關(guān)的功能；間隔層設(shè)備主要實現(xiàn)

17、控制和保護功能，并實現(xiàn)間隔層設(shè)備間的相互對話機制；站控層完成對站內(nèi)間隔層設(shè)備、一次設(shè)備的控制及與遠方控制中心DCS 及 SIS 系統(tǒng)通信的功能。 </p><p><b>　　4、結(jié)語 </b></p><p>　　在電廠電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)運用中，我們應(yīng)該根據(jù)廠用的特點要求，綜合運用好ECS與DCS技術(shù)、通信技術(shù)等來設(shè)計好監(jiān)控，不僅能夠使得自動化的監(jiān)控發(fā)揮好應(yīng)有作

18、用，還能夠滿足生產(chǎn)需要。該技術(shù)的發(fā)展運用具有一定的廣闊前景，值得我們?nèi)ヌ剿鳌?</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]錢素娟.淺談發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢[J].沿海企業(yè)與科技,2009 </p><p>　　[2]張堅.低壓電氣自動化在水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技天地,2010 </