發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化改造及效果淺析

劉利軍 韓丹丹 劉好

摘 要 針對(duì)某發(fā)電廠傳統(tǒng)型遙測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集使用變送器方式存在的不足，無(wú)法滿足調(diào)度自動(dòng)化專業(yè)的需要，闡述了通過(guò)實(shí)施數(shù)字化采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪b測(cè)系統(tǒng)改造，對(duì)采集單元、客戶端軟件進(jìn)行升級(jí)，減少數(shù)據(jù)的中間處理環(huán)節(jié)，優(yōu)化傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了該發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集、穩(wěn)定運(yùn)行的良好效果?？蔀橥惏l(fā)電廠相關(guān)專業(yè)的采集系統(tǒng)改造提供參考。

關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)；調(diào)度自動(dòng)化；遙測(cè)；變送器；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

前言

隨著電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化程度的不斷提高和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求，要求它容量大、穩(wěn)定性強(qiáng)、功能完備、配置靈活。數(shù)字化采集不僅克服了現(xiàn)運(yùn)行RTU采集端容量小、規(guī)約單一、配置煩瑣等不足，而且融入了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和安全防護(hù)功能，足以成為解決傳統(tǒng)型遙測(cè)系統(tǒng)采集瓶頸問(wèn)題的最佳選擇。

1 遙測(cè)系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的必要性

1.1 傳統(tǒng)型遙測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

遙測(cè)采集目前使用的多為變送器采集，存在維護(hù)周期短，采集、傳輸信息量有限，造成調(diào)度基礎(chǔ)信息缺失較多。近幾年隨著數(shù)據(jù)傳輸在自動(dòng)化專業(yè)的應(yīng)用，調(diào)動(dòng)自動(dòng)化專業(yè)管理水平也不斷提高，對(duì)傳輸信息量的精度要求越來(lái)越高、采集的數(shù)據(jù)范圍也在逐步擴(kuò)大，大部分的變送器采集精度達(dá)不到104規(guī)約的等級(jí)要求，部分功率變送器、電能變送器采集誤差較大。這些因素造成遠(yuǎn)動(dòng)的采集數(shù)據(jù)量已經(jīng)不能滿足快速發(fā)展的電力系統(tǒng)信息安全需求。

1.2 數(shù)字化電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的需要

隨著電網(wǎng)的迅猛發(fā)展和電力自動(dòng)化水平的不斷提高，數(shù)字化的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已在全國(guó)大量應(yīng)用。尤其是近幾年來(lái)，各種遠(yuǎn)動(dòng)信息的采集及處理逐步采用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控；同時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)逐步被納入到電力生產(chǎn)的安全考核項(xiàng)目中，對(duì)其數(shù)據(jù)采集范圍、可靠性、安全性提出了更高的要求。為滿足各級(jí)調(diào)度對(duì)發(fā)電廠監(jiān)控的需要，保證遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)必須對(duì)相關(guān)采集設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)。

2 傳統(tǒng)型遙測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的解決方案

在保留系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)框架不變的情況下，用數(shù)字式交流采樣裝置替代變送器采集，新增交流采樣裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與新機(jī)組增加的D200遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通訊，這樣既滿足了數(shù)據(jù)精度的要求、又保證了數(shù)據(jù)上傳的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

2.1 遙測(cè)信息改造方案

遙測(cè)信息的改造本著在不改變?cè)杏布O(shè)備框架的基礎(chǔ)上，采用改造采集單元、客戶端軟件、減少數(shù)據(jù)的中間處理環(huán)節(jié)、優(yōu)化數(shù)據(jù)等措施，達(dá)到提高實(shí)時(shí)性指標(biāo)的目的。目前，模塊化采集技術(shù)已非常成熟，線路通過(guò)一塊采集板采集數(shù)據(jù)，不僅大大減少設(shè)備數(shù)量，精度也能得到極大提高。在保留原采集點(diǎn)基礎(chǔ)上，新增遙測(cè)信號(hào)39路，原遠(yuǎn)動(dòng)變送器屏利舊，改用8套交流采樣模塊、7塊CT轉(zhuǎn)換單元、9塊PT轉(zhuǎn)換單元，通過(guò)2M轉(zhuǎn)換及光電設(shè)備構(gòu)成光纖傳輸通道直連RTU主機(jī)，從而構(gòu)成新的數(shù)據(jù)采集單元。

2.2 方案的可行性分析

以某發(fā)電廠網(wǎng)控室部分的遙測(cè)系統(tǒng)改造為例，說(shuō)明和驗(yàn)證傳統(tǒng)型遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化改造可行性。

（1）硬件設(shè)備需完成的工作。①在電氣網(wǎng)控室內(nèi)拆除1號(hào)變送器屏、2號(hào)變送器屏、3號(hào)變送器屏、4號(hào)變送器屏、5號(hào)變送器屏內(nèi)所有變送器、端子排及屏體面板；②安裝交流采樣單元，按照原有屏體所采集遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)信息按回路采集數(shù)據(jù)，增加部分遙測(cè)數(shù)據(jù)；更換變送器屏體面板、端子及導(dǎo)軌。鋪設(shè)網(wǎng)控室變送器屏至遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房通信電纜。

（2）系統(tǒng)軟件升級(jí)需完成工作。①結(jié)合施工進(jìn)度對(duì)所改造的屏體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，更改系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)；②完成后臺(tái)操作軟件升級(jí)實(shí)現(xiàn)全站遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)數(shù)據(jù)信息的改造。

（3）改造施工中的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)。①由于施工過(guò)程所有設(shè)備均在運(yùn)行狀態(tài)，因此要求整個(gè)改造要在帶電狀態(tài)完成，每一步操作都存在較大風(fēng)險(xiǎn)；②現(xiàn)場(chǎng)存在誤接線、誤觸、誤碰、震動(dòng)，容易造成保護(hù)誤動(dòng)；③對(duì)側(cè)CT封好后，做好測(cè)試檢查工作，用鉗形表檢測(cè)電流，保證和對(duì)端所封的電流一致；④安裝新的襯板、更換端子排導(dǎo)軌，安裝端子和交流采樣裝置和交流斷路器。機(jī)柜內(nèi)部配線（采樣設(shè)備到端子排），做好標(biāo)識(shí)；⑤為了確保安全必須重新在本機(jī)柜端子排上封好CT電流回路。前端側(cè)CT電流回路解封后，確認(rèn)正常沒(méi)有問(wèn)題后，方可打開(kāi)本機(jī)柜側(cè)端子排上的CT電流回路封片。

3 實(shí)施網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化改造后的效果

3.1 減少采集設(shè)備，提高采集精度

通過(guò)改造，優(yōu)化了變送器屏內(nèi)采集點(diǎn)的布局，前端由于減少了80%的采集設(shè)備使面板變得更加簡(jiǎn)潔，巡檢與維護(hù)更為方便。用數(shù)字式交流采樣裝置替代變送器采集，新增交流采樣裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與新機(jī)組增加的D200遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)通訊，這樣既滿足了數(shù)據(jù)精度的要求、又保證了數(shù)據(jù)上傳的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

3.2 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，擴(kuò)展系統(tǒng)功能

傳統(tǒng)應(yīng)用的D20終端操作軟件為GE維護(hù)組態(tài)軟件，用于RTU的I/O模塊配置。其主要操作界面大部分為命令符，大量的命令在維護(hù)中操作及其不便。改造后由于采用了模塊化采集，可通過(guò)2M轉(zhuǎn)換器可與直接同采集端設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，直觀的了解設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。設(shè)備實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，在數(shù)據(jù)修改及調(diào)試時(shí)可直接調(diào)用當(dāng)?shù)毓δ芸蛻舳朔?wù)器中的操作軟件實(shí)現(xiàn)。組態(tài)軟件充分考慮數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，軟件全中文界面系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，功能擴(kuò)展和系統(tǒng)升級(jí)都非常方便。

3.3 節(jié)約維護(hù)成本，增強(qiáng)運(yùn)行可靠性

傳統(tǒng)型遙測(cè)系統(tǒng)所使用的變送器數(shù)量多，每年維護(hù)及檢測(cè)成本較高。改造后，在只改變傳輸數(shù)據(jù)方式的情況下，對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，從而節(jié)約了今后系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)成本。改造后使用的數(shù)據(jù)采集模塊可有效保證復(fù)雜的數(shù)據(jù)通信過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，這種最新的采集設(shè)備具有高可靠性設(shè)計(jì)。通過(guò)應(yīng)用軟件自身可靠性設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集可靠性、固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性等綜合因素，保證了系統(tǒng)整體運(yùn)行的高度可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸目前已成為遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展方向，隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化程度不斷提高，自動(dòng)化信息采集量要求也逐年增大。傳統(tǒng)的采集、傳輸模式必然將被模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化所取代。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化遙測(cè)系統(tǒng)的改造及應(yīng)用，將為各級(jí)電力企業(yè)提供更快捷、更安全的電力調(diào)度自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)。