GPRS遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)在電廠變頻改造中的應(yīng)用

宋維華

【摘要】 基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的在線監(jiān)測技術(shù)是一種集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等多種技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，將在線監(jiān)測應(yīng)用在發(fā)電廠機組節(jié)能變頻改造項目中，也是實屬先例，本文闡述了在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思路，通過GPRS遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)在電廠變頻設(shè)備中的實際應(yīng)用，探討發(fā)電廠變頻設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)功能、作用以及應(yīng)用等相關(guān)問題。本文所提出的設(shè)計思路具有普遍通用性，能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備的集中在線監(jiān)測技術(shù)提供設(shè)計參考價值。

【關(guān)鍵詞】 GPRS 在線監(jiān)測技術(shù) 變頻器 發(fā)電

一、引言

電廠電機的變頻改造是在保證系統(tǒng)安全可靠的前提下，以節(jié)能減耗、提高電廠自動化水平為目的的變頻調(diào)速方案。針對節(jié)能減排方案的高、低壓變頻器正是在此基礎(chǔ)上應(yīng)運而生的產(chǎn)品。由于發(fā)電廠中實施變頻改造的對象是對發(fā)電機組相對重要的高壓電機和在輔機系統(tǒng)中的低壓電機，所以，對變頻設(shè)備可靠性的高標(biāo)準(zhǔn)要求是必然的，也是變頻產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)立足與壯大的決定性因素?；谧冾l器的遠(yuǎn)程終端在線監(jiān)測技術(shù)更是在保證變頻器安全可靠的前提下，提高電廠自動化水平的新技術(shù)。

遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)是通過無線公共GPRS網(wǎng)絡(luò)將變頻器的參數(shù)以報文的形式傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端的通信方式，該系統(tǒng)可監(jiān)測變頻器的所有參數(shù)與狀態(tài)，并將監(jiān)測到的狀態(tài)傳輸至遠(yuǎn)程終端監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心，不僅可以直觀的看到變頻器的各個狀態(tài)與參數(shù)，還可對各項參數(shù)所采集記錄的數(shù)據(jù)分析，直觀的反應(yīng)出電廠設(shè)備采用變頻改造后的節(jié)能情況與節(jié)電效果。

二、在線監(jiān)測系統(tǒng)在電廠變頻改造中的作用及功能

基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用并不少見，在輸電線路、變電站中都有較為廣泛的應(yīng)用，但是將在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)發(fā)電機組的直接負(fù)載——泵與風(fēng)機的變頻改造項目中，還實屬先例，該系統(tǒng)經(jīng)過研發(fā)，測試之后，已經(jīng)成功投入現(xiàn)場運行，性能良好，運行穩(wěn)定，是電廠能源節(jié)能減排項目中一個具有突破性的創(chuàng)新之舉。

發(fā)電廠變頻改造中，在線監(jiān)測裝置是以集成系統(tǒng)形式通過RS-485通訊線走電纜溝與變頻器的RS-485通訊接口連接，在線監(jiān)測裝置通過RS-485通訊以半雙工的形式接收變頻器發(fā)出的數(shù)據(jù)包，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與internet網(wǎng)絡(luò)連接，最終通過internet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送至在線監(jiān)測的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端——監(jiān)控系統(tǒng)主機。操作人員通過監(jiān)控主機可直觀的監(jiān)測變頻器的工作狀態(tài)，同時，通過發(fā)送報文的形式，可以控制變頻器的狀態(tài)，最終達到變頻器的遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。圖1是變頻器在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作示意圖。

遠(yuǎn)程監(jiān)控主機可實現(xiàn)對變頻器控制面板上能顯示的所有狀態(tài)的監(jiān)測，如：頻率、電壓、電流、功率、柜溫、控制方式以及故障狀態(tài)等等多種狀態(tài)。

基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)具有幾個顯著的特點：

1.無線通訊設(shè)備可實現(xiàn)將多臺變頻器采用RS-485通訊組網(wǎng)的方式，理論上可以實現(xiàn)N臺變頻器組網(wǎng)，考慮到通信干擾和變頻器自身的因素，實際應(yīng)用一般不超過32臺變頻器向一臺無線通訊設(shè)備發(fā)送/接收數(shù)據(jù)包。在現(xiàn)場條件允許的情況下，采用RS-485通訊組網(wǎng)的方式可節(jié)約遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的成本。

2.一個無線通訊設(shè)備可最多向4個公網(wǎng)IP地址的遠(yuǎn)程終端發(fā)送/接收數(shù)據(jù)包?？蓪崿F(xiàn)不同級別終端對變頻設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)及性能等情況的查看。（注明：本系統(tǒng)采用的無線通訊設(shè)備為宏電H7710 DTU ，對其他品牌的無線通訊設(shè)備可發(fā)送的遠(yuǎn)程終端IP數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品本身型號及特性決定。）

三、在線監(jiān)測技術(shù)在電廠變頻改造中的實際應(yīng)用

基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于通用無線分組業(yè)務(wù)的新型智能化、集成化的自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)用戶對負(fù)載變頻器的狀態(tài)監(jiān)測以及對變頻器的參數(shù)控制，以便保證電廠機組安全運行的條件下，保持較高的節(jié)電率，同時提高電廠發(fā)電效率。

基于GPRS技術(shù)無線通信的在線監(jiān)測系統(tǒng)包括兩個子系統(tǒng)：基于GPRS的就地監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)。就地監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)變頻器狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集，并將其以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)。從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程終端對變頻器狀態(tài)的監(jiān)控。圖2所示為電廠變頻改造中在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成。

變頻器遠(yuǎn)程監(jiān)控的在線監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過研制、測試以及在現(xiàn)場的試運行，經(jīng)驗證，可實現(xiàn)其在功能上的各項要求。正式投運加入在線監(jiān)測系統(tǒng)的變頻器有：華電宿州生物質(zhì)能發(fā)電有限公司1#機組A、B給水泵高壓變頻器以及華電揚州發(fā)電有限公司2#除鹽水泵低壓變頻器。通過這兩個電廠變頻改造加入在線監(jiān)測系統(tǒng)的成功案例，可以充分證明在變頻器的就地端加入基于無線通信的在線監(jiān)測系統(tǒng)，能直觀反映出被改造設(shè)備的各項狀態(tài)與參數(shù)、工況的歷史數(shù)據(jù)以及節(jié)電率情況分析。具體地，遠(yuǎn)程終端可監(jiān)測并反映的信息包括：

1、遠(yuǎn)程終端可監(jiān)測到變頻器實時運行中的各狀態(tài)與參數(shù)；2、通過回調(diào)歷史曲線，可直觀反映變頻器連續(xù)運行的功率情況，通過系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫調(diào)用，可直接反映出負(fù)載采用變頻改造之后的節(jié)電率情況；3、對就地變頻器出現(xiàn)的任何報警或故障，遠(yuǎn)程客戶端都有提示報警或故障，并根據(jù)出現(xiàn)的狀況系統(tǒng)自動判斷給出處理該故障的專家診斷方法；

在投運的后期，將實現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)拓展到一個電廠的所有采用變頻改造的負(fù)載上，并通過對電廠機組中某個系統(tǒng)的負(fù)載整體評估，給出系統(tǒng)變頻改造的方案，不僅在機組節(jié)能上有所提高，在機組自動化水平提升上更有顯著效果，這對在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求又進一步提升，不僅要求能夠監(jiān)測出變頻器的各狀態(tài)與參數(shù)，還要能夠在遠(yuǎn)程終端反映出負(fù)載的運行工況等更復(fù)雜的相關(guān)信息。通過對系統(tǒng)中各負(fù)載的變頻改造評估，計算出各負(fù)載的節(jié)電情況，進而是整個系統(tǒng)的節(jié)電水平，更寬廣的發(fā)展可達到計算出電廠采用變頻改造方案之后，電廠整體的節(jié)電率情況。而且可在遠(yuǎn)程終端的人機界面上，設(shè)定或修改變頻器的一些參數(shù)，如給定頻率、控制方式等相關(guān)可上位給定的參數(shù)與狀態(tài)。

四、結(jié)語

在信息化集成度較高的當(dāng)代，將網(wǎng)絡(luò)、信息和控制等相關(guān)資源與技術(shù)相結(jié)合而成的新一種在線監(jiān)測技術(shù)是應(yīng)時而生的新產(chǎn)品，在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確、實時地監(jiān)測變頻器的狀態(tài)，而且遠(yuǎn)程終端對變頻器的控制也減少了電廠DCS系統(tǒng)的壓力，對節(jié)能估算能力更有數(shù)字上的量化標(biāo)準(zhǔn)，更直觀，更可靠。在線監(jiān)測技術(shù)通過不斷的改進，迅速發(fā)展，基于GPRS的變頻器在線監(jiān)測系統(tǒng)能更好的適應(yīng)當(dāng)代國家對節(jié)能減排的政策需求，更好的適應(yīng)今后節(jié)能改造方案的發(fā)展，在當(dāng)代社會的生產(chǎn)與發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

參 考 文 獻

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