基于數(shù)字化技術(shù)的發(fā)電廠電氣二次一體化方案研究

程敏

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科技進(jìn)步，數(shù)字化技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。現(xiàn)代化發(fā)電廠建設(shè)中，電氣二次一體化作為建設(shè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，更加離不開(kāi)數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，數(shù)字化技術(shù)的引入，可以提高方案研究的效率與科學(xué)性，同時(shí)提高自動(dòng)化水平及減少投資、能源消耗，在以往的實(shí)踐中，數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到普遍承認(rèn)，本文對(duì)基于數(shù)字化技術(shù)的發(fā)電廠電氣二次一體化方案進(jìn)行了研究分析，提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】電氣二次一體化 數(shù)字化技術(shù) 方案研究

在發(fā)電廠電氣二次系統(tǒng)中，整體系統(tǒng)是通過(guò)很多個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合形成的，由于子系統(tǒng)見(jiàn)的通信傳輸機(jī)制以及內(nèi)部數(shù)據(jù)建模等重要因素是不一致的，傳統(tǒng)模式又不具備統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議，使得各子系統(tǒng)間的信息交互和信息共享無(wú)法較好的實(shí)現(xiàn)，不僅影響生產(chǎn)效率，在建設(shè)過(guò)程中，還會(huì)增加投資成本。鑒于此，為了能更好的解決系統(tǒng)間信息交互和信息共享問(wèn)題，需要進(jìn)行電氣二次一體化建設(shè)，以便實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的規(guī)范統(tǒng)一，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，在方案制定及建設(shè)過(guò)程中，具有十分重要的作用。

一、電氣二次一體化建設(shè)內(nèi)容

（一）橫向?qū)I(yè)數(shù)據(jù)融合

主要包括對(duì)于二次設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范建設(shè)以及一體化建設(shè)，在這一過(guò)程中，對(duì)于其他專業(yè)的設(shè)備比如保護(hù)設(shè)備、計(jì)量設(shè)備及監(jiān)控設(shè)備等，可以實(shí)現(xiàn)融合，從而實(shí)現(xiàn)信息共享。橫向?qū)I(yè)數(shù)據(jù)融合，關(guān)鍵在于過(guò)程層、站控層及間隔層。過(guò)程層的數(shù)據(jù)采集，雖然類(lèi)型不同，但是采集要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，以便通過(guò)電子式互感器進(jìn)行轉(zhuǎn)化，數(shù)字化技術(shù)在這一過(guò)程中的具體運(yùn)用，便是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信號(hào)，最終解決功率損耗以及裝置數(shù)量限制的問(wèn)題。間隔層需要進(jìn)行的是各裝置功能的優(yōu)化整合，比如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控裝置、保護(hù)裝置等，在系統(tǒng)中，對(duì)于輸入及輸出模塊進(jìn)行合理的分布以及優(yōu)化的配置，而且這些裝置數(shù)據(jù)模型需一致，以便實(shí)現(xiàn)裝置間的信號(hào)交換，最終大幅度提高工作效率。站控層中，需要對(duì)站內(nèi)的各個(gè)專業(yè)進(jìn)行功能融合，對(duì)于不同專業(yè)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)綜合性的共享，同時(shí)，在站控層，各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型可以被整合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化，最終建議一體化的數(shù)據(jù)平臺(tái)，該平臺(tái)可服務(wù)于各受控層，為各受控層提供不同等級(jí)的數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)的共享，系統(tǒng)除了具備日常常規(guī)功能如統(tǒng)計(jì)、報(bào)表外，還可以完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、事故記錄、運(yùn)行安全報(bào)警等工作。另一方面，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用還可以對(duì)潛在數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)掘，同時(shí)借助強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力對(duì)各系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行對(duì)比，為方案的優(yōu)化提供可靠信息。

（二）縱向系統(tǒng)信息貫通

縱向系統(tǒng)信息貫通是指，在進(jìn)行橫向?qū)I(yè)數(shù)據(jù)融合時(shí)，要保證在這個(gè)方面指的是有效融合發(fā)電廠內(nèi)部各個(gè)專業(yè)橫向數(shù)據(jù)的同時(shí)，保證可以有效的流動(dòng)、共享廠站端一體化系統(tǒng)與其他各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)，比如上層管理、調(diào)度等等。具體來(lái)講，一體化建設(shè)目標(biāo)沒(méi)有改變，將統(tǒng)一的電力系統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到各個(gè)系統(tǒng)中，充分融合不同系統(tǒng)之間的信息，比如電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、信息監(jiān)控系統(tǒng)以及集控系統(tǒng)等等，這樣就可以提高資源利用率，發(fā)電站的安全運(yùn)行管理水平也可以得到有效的提高，不需要那么多的成本，經(jīng)濟(jì)效益得到擴(kuò)大。對(duì)于火電廠來(lái)講，和傳統(tǒng)方案相比，能夠提供國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電氣二次系統(tǒng)一體化方案，能夠提供更多信息，同時(shí)相關(guān)模型更加統(tǒng)一，設(shè)備信息量會(huì)產(chǎn)生較大擴(kuò)展。比如，可以實(shí)現(xiàn)上級(jí)SIS上的傳變壓器信息上傳，比如十分重要的油溫、繞組溫度及檔位等信息，通過(guò)信息上床，SIS能及時(shí)全面掌握設(shè)備狀況，從而進(jìn)行診斷，同時(shí)，齊全的數(shù)據(jù)信息，對(duì)SIS軟件優(yōu)化提供了支持，這樣設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本就得到了有效降低，系統(tǒng)運(yùn)行狀況也得到了有效的優(yōu)化，促使發(fā)電廠成本得到降低，最終使效益得到提高。

二、電氣二次一體化建設(shè)必要性

（一）統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

電氣二次一體化建設(shè)最基本意義在于對(duì)不同設(shè)備和系統(tǒng)間的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議進(jìn)行國(guó)際統(tǒng)一，傳統(tǒng)模式下，個(gè)子系統(tǒng)無(wú)法有效進(jìn)行信息交互和信息共享的根本原因即在于此。由于數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，通信采用國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這便使得速率、協(xié)議等因素對(duì)通信的限制不復(fù)存在。

（二）簡(jiǎn)化二次接線

通過(guò)電氣二次一體化建設(shè)，裝置間通信通過(guò)統(tǒng)一信號(hào)傳輸，可以有效簡(jiǎn)化二次接線過(guò)程，傳統(tǒng)方案中大規(guī)模電纜建設(shè)投入會(huì)被縮減（傳統(tǒng)方案中，由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各裝置通信不被允許，其聯(lián)系需硬接線），極大的節(jié)約投資。

（三）提高自動(dòng)化程度

由于數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，電氣二次一體化具有全系統(tǒng)信息監(jiān)控功能，從而使得系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化程度。傳統(tǒng)硬接線端子無(wú)法有效反映巨大的通信信息量，必須借助監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，電氣二次一體建設(shè)是實(shí)現(xiàn)這一需要的必然途徑。

（四）提高效率

電氣二次一體化建設(shè)，能夠?yàn)楦餮b置提供有效通信平臺(tái)，在這一平臺(tái)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)建設(shè)，效率將得到極大提高。傳統(tǒng)方案中，由于標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議不同意，設(shè)備間的差異使得協(xié)同能力低，工作進(jìn)度遲緩，效率不高，而一體化建設(shè)以及數(shù)字化技術(shù)運(yùn)用，不僅統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)信息數(shù)字化使得交互更加快捷。

（五）優(yōu)化系統(tǒng)

電氣二次一體化建設(shè)，能夠使得系統(tǒng)功能得到更加科學(xué)合理的配置，在維護(hù)和管理方面，將會(huì)變得更加方便。由于傳統(tǒng)模式中的限制因素在電氣二次一體化方案中得到解決，使得系統(tǒng)的備置和布局，可以更加科學(xué)化，進(jìn)而使功能得到更好發(fā)揮。

三、結(jié)語(yǔ)

發(fā)電廠建設(shè)中，電氣二次設(shè)備的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，其一體化決定了發(fā)電廠自動(dòng)化及現(xiàn)代化程度，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中，由于標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議不統(tǒng)一，使得在信息交互過(guò)程中，二次接線增加了設(shè)計(jì)難度，同時(shí)也加大了投資成本。數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，使得標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，成本降低，運(yùn)行效率提高，同時(shí)對(duì)發(fā)電廠整體系統(tǒng)優(yōu)化起到重要作用。另一方面，數(shù)字化技術(shù)在電氣二次一體化建設(shè)中的運(yùn)用尚處于起步和發(fā)展階段，相關(guān)問(wèn)題的解決和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累仍然需要共同努力。

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