電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行管理分析

李文彬

摘 要：電廠生產(chǎn)機(jī)組容量不斷擴(kuò)大，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性有著更為嚴(yán)格的要求，傳統(tǒng)的控制管理系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能完全滿足實(shí)際需求，還需要從技術(shù)角度出發(fā)，提高其自動(dòng)化與智能化效果，減少各類問(wèn)題的發(fā)生。電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行管理具有一定難度，需要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，確定管理要點(diǎn)，選擇合適措施進(jìn)行優(yōu)化，本文對(duì)電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行管理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以期加強(qiáng)電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行管理，提高管理效率，保證電力資源供應(yīng)不斷。

關(guān)鍵詞：電廠；電氣控制；運(yùn)行管理

為滿足社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)電力資源的需求，電廠生產(chǎn)規(guī)模不斷加大，投入的電氣設(shè)備更多，為確保電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要建立完善控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在已經(jīng)有更多新型技術(shù)與理念被應(yīng)用其中，通過(guò)應(yīng)用技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高的新設(shè)備，在很大程度上提高了生產(chǎn)電氣系統(tǒng)自動(dòng)化與現(xiàn)代化管理水平。電廠電氣控制系統(tǒng)主要針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)電氣系統(tǒng)，利用以太網(wǎng)將各個(gè)電壓等級(jí)發(fā)配電裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置以及測(cè)控裝置等聯(lián)接成為一個(gè)整體，想要提要其運(yùn)行管理效果，具有一定難度。

一、電廠電氣控制系統(tǒng)概述

（一）系統(tǒng)綜述

電廠電氣控制系統(tǒng)主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠內(nèi)所有電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要可以分為電氣與工藝兩部分，其中電氣部分包括主廠房系統(tǒng)與輔助電源系統(tǒng)，而工藝部分包括高壓電動(dòng)、低壓電動(dòng)以及成套設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括間隔層、通信層以及站控層三層設(shè)置，分別與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和I/O接口、前置服務(wù)器以及后臺(tái)工作站對(duì)應(yīng)

（二）結(jié)構(gòu)分析

1.間隔層

間隔層主要負(fù)責(zé)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備運(yùn)行信號(hào)的采集、保護(hù)以及測(cè)控，通過(guò)通訊層與變電站層來(lái)達(dá)到相應(yīng)目的。間隔層設(shè)備具有保護(hù)和測(cè)控功能，其為一種遠(yuǎn)端測(cè)控單元裝置，可以滿足對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、工業(yè)設(shè)備的檢測(cè)與控制。將其與現(xiàn)在電廠常用PLC系統(tǒng)相比，其具有效果更好的通訊質(zhì)量，同時(shí)還具有更大的存儲(chǔ)容量，能夠滿足與較為惡劣天氣應(yīng)用需求，且提供多種計(jì)算功能，具有較高的實(shí)際應(yīng)用效果。

2.通信層

通信層負(fù)責(zé)多種運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的在線轉(zhuǎn)換，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電廠內(nèi)全部一次設(shè)備與總控單元的互聯(lián)。現(xiàn)在大多選擇用獨(dú)立CANBUS與485雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)影響因素具有較高的抗干擾性能，使得系統(tǒng)通訊可靠性高。另外，通信層設(shè)備為前置系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信以及數(shù)據(jù)處理。

3.站控層

站控層負(fù)責(zé)變電站與調(diào)度以及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控間信息的相互傳輸，且當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)可以對(duì)全站數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、管理以及儲(chǔ)存。站控層設(shè)備大多數(shù)為服務(wù)器，利用服務(wù)器運(yùn)行后臺(tái)調(diào)度與監(jiān)控軟件，來(lái)達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控與調(diào)度的目的，并且能夠?qū)崿F(xiàn)基于WEB的數(shù)據(jù)發(fā)布與共享。

二、電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行管理要求與措施

（一）管理要求

在眾多新型技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上，電廠電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化與智能化水平不斷提高，從現(xiàn)狀來(lái)看，根據(jù)電廠不同規(guī)模，主要可以分為機(jī)組級(jí)別、廠級(jí)別以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)別三種。目前DCS系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到電廠電氣控制系統(tǒng)的建設(shè)中，對(duì)系統(tǒng)操作方式進(jìn)行了改善，縮小了整個(gè)電廠運(yùn)行全程監(jiān)控與控制水平差異性。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行管理時(shí)，要求系統(tǒng)能夠自動(dòng)化運(yùn)行，且具有較高的穩(wěn)定性與安全性。通過(guò)分層次、分階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，對(duì)控制系統(tǒng)功能進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，提高其應(yīng)用靈活性，且能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展，在系統(tǒng)安裝與擴(kuò)建工程中不會(huì)對(duì)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響。另外，還要求控制系統(tǒng)應(yīng)具有良好的人機(jī)交互界面，操作人員能夠隨時(shí)掌握電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并可以有效控制。為提高控制系統(tǒng)運(yùn)行安全性，還應(yīng)具有自主檢測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的自主檢查，一旦出現(xiàn)故障，可以及時(shí)告警提醒工作人員，控制影響范圍，保證故障能夠及時(shí)得到處理，滿足電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行需求。

（二）管理措施

1.管理技術(shù)創(chuàng)新

以提高電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性為目的，在對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理時(shí)，需要提高其安全監(jiān)控水平。現(xiàn)在很多電廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控，提高了電廠控制的計(jì)劃性與統(tǒng)一性?；诖?，還需要不斷引進(jìn)新型管理技術(shù)，應(yīng)用全新工藝，來(lái)促進(jìn)系統(tǒng)控制水平的提升。

2. DCS接口優(yōu)化

通過(guò)對(duì)電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析，電氣設(shè)備所采用相關(guān)裝置具有一定相似性，如自動(dòng)準(zhǔn)同步與發(fā)電機(jī)保護(hù)等。電氣設(shè)備主要利用DCS系統(tǒng)來(lái)達(dá)到監(jiān)控目的，但是基于不同設(shè)備工作方式與運(yùn)行原理的差異，統(tǒng)一控制方式的應(yīng)用具有較大的難度[1]。因此，在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行管理進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，就需要增設(shè)類似接口輔助控制裝置，即可以降低系統(tǒng)控制成本，同時(shí)也能夠提高控制效果。

3.總線設(shè)置優(yōu)化

電廠所用布線方式大多為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有更大的靈活性。采取設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)總線方式，利用相異區(qū)域系統(tǒng)控制運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)行分類設(shè)置，且可以將開(kāi)關(guān)柜裝置設(shè)置在辦公樓內(nèi)，可以大幅度提高總線運(yùn)行安全性。同時(shí)，此種布線方式的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)與DCS系統(tǒng)的有效連接，提高數(shù)據(jù)傳輸速率與準(zhǔn)確性，縮短隔離系統(tǒng)時(shí)間，對(duì)原有控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，不但可以降低工作量，同時(shí)還可以降低維護(hù)成本。

三、電廠電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行管理實(shí)例分析

（一）實(shí)例概述

我廠220kV升壓站，為地區(qū)性城市中心升壓站，由系統(tǒng)同時(shí)向城市中心負(fù)荷供電。系統(tǒng)總?cè)萘縎1=200MW，S2=200MW，220kV升壓站通過(guò)四回輸電線向市中心變電站供電，與系統(tǒng)聯(lián)系比較密切，在供電系統(tǒng)中占據(jù)重要地位[2]。

（二）電氣控制系統(tǒng)

1.設(shè)計(jì)方案

本工程電氣控制系統(tǒng)主要選擇用分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)測(cè)控裝置、前置服務(wù)器以及后臺(tái)工作站三層，對(duì)應(yīng)間隔層、通信層與站控層。其中，現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)測(cè)控裝置主要執(zhí)行電氣設(shè)備保護(hù)，監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)后臺(tái)信息的顯示與控制，而前置系統(tǒng)則為聯(lián)接其余兩部分的紐帶，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的管理。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）保護(hù)測(cè)控裝置

具有數(shù)據(jù)采集、繼電保護(hù)、控制運(yùn)算以及閉環(huán)控制輸出等功能，選擇用DMP300型分層分布式微機(jī)變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)與監(jiān)控一體化管理，包括總控單元、變壓器后備保護(hù)測(cè)控裝置、變壓器差動(dòng)保護(hù)測(cè)控裝置、電容器保護(hù)測(cè)控裝置等。

（2）前置系統(tǒng)

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與處理，選擇SE SERIRS電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化前置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)測(cè)控裝置與后臺(tái)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的聯(lián)接，適用于中小規(guī)模電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，且前置機(jī)軟件為系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心。為提高系統(tǒng)通訊安全性與可靠性，可以選擇用TCP/IP通訊協(xié)議，如D-LINK網(wǎng)卡，100/10M自適應(yīng)網(wǎng)卡[3]。

（3）后臺(tái)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)

選擇用SE-900C系統(tǒng)，以電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)要求為設(shè)計(jì)要點(diǎn)，綜合220kV升壓站的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行特殊性，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，其中運(yùn)行模塊主要分為工具部分與在線運(yùn)行管理兩部分。其中，工具模塊全部在線，能夠在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中完成制圖、圖元編輯以及生成數(shù)據(jù)庫(kù)等。在線運(yùn)行模塊則主要負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，并結(jié)合實(shí)際需求來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)整，如畫(huà)面調(diào)用、數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、系統(tǒng)管理以及系統(tǒng)檢測(cè)等。對(duì)于后臺(tái)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，具有的所有功能模塊均根據(jù)系統(tǒng)軟件配置集中到主控平臺(tái)，然后在以主控平臺(tái)要求完成各項(xiàng)模塊的動(dòng)作。

四、結(jié)束語(yǔ)

電廠電氣控制系統(tǒng)具有一定特殊性，需要對(duì)電廠內(nèi)所有電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保其維持在正常運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障告警，來(lái)減少各類故障的產(chǎn)生。應(yīng)從現(xiàn)有基礎(chǔ)出發(fā)，積極應(yīng)用各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，不斷對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取不斷提高其運(yùn)行綜合效果。

參考文獻(xiàn)：

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