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        火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS的應(yīng)用和發(fā)展

        2016-01-01 00:00:00郭鑫
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年3期

        摘 要:文章主要從ECS的產(chǎn)生以及ECS連接方式的構(gòu)成兩個角度進(jìn)行了分析,得出ECS在火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用方式,并對其未來的發(fā)展方向進(jìn)行了詳盡的分析。希望通過文章的探究,為相關(guān)的人員提供一定的參考和借鑒。

        關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠;電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS;應(yīng)用;發(fā)展

        在信息技術(shù)逐漸發(fā)展的進(jìn)程中,火電廠也開始應(yīng)用信息化技術(shù)進(jìn)行工作?,F(xiàn)階段,我國的火力發(fā)電廠都配置了相應(yīng)的電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS,利用有效的方式將ECS與DCS相連接,使得火電廠的機(jī)爐電之間形成了一體化運行的模式,從而有效地推動了火力發(fā)電廠的發(fā)展。文章主要從火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS的應(yīng)用角度來進(jìn)行探究,并分析了ECS的發(fā)展前景,下面就展開具體的分析。

        1 ECS的產(chǎn)生

        我國的火電機(jī)組在不斷的發(fā)展中,自1980年,我國火力發(fā)電廠中所應(yīng)用的火電機(jī)組的單機(jī)容量逐漸突破了300mw,而為了能夠支持大容量火電機(jī)組的運行,我國開始在該種類型的火電機(jī)組中應(yīng)用ECS,在應(yīng)用之初,主要是利用ECS對汽機(jī)以及鍋爐進(jìn)行掌控,然而,電氣控制畢竟是一種機(jī)械式控制方式,無法靈活性操作,所以導(dǎo)致了機(jī)爐無法與電氣之間形成協(xié)調(diào)一致的運行局面。在1990年以后,各種微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置被逐漸的發(fā)展起來,并開始應(yīng)用到火電機(jī)組中,這樣就使得電氣系統(tǒng)逐漸與DCS開始連接。

        在電氣系統(tǒng)與DCS進(jìn)行連接后,需要進(jìn)行接入信息的傳送,而電氣系統(tǒng)與DCS之間的連接方式主要是采用的空節(jié)點與4-20mA直流信號之間的連接。應(yīng)用這樣的連接方式,可以使得電氣系統(tǒng)與DCS中的CRT之間進(jìn)行有效的電氣信息傳送,從而使得電氣設(shè)備能夠有效地實現(xiàn)控制和系統(tǒng)調(diào)節(jié)。這樣的連接方式主要是以硬接線連接為參照依據(jù),雖然,連接需要的投資金額相對較大,但是現(xiàn)階段大部分的火力發(fā)電廠還是沿用著硬接線接入的連接方式,但是這樣的連接方式也在長期的發(fā)展中,問題逐漸暴露出來,例如DCS需要地有很多的外配設(shè)施進(jìn)行配置,在連接的過程中,需要耗費的資金成本較多,并且DCS在連接之后,接入信息具有較大的局限性,系統(tǒng)無法有效地進(jìn)行性能的拓展等。

        上述的接入方式還存在很大的難度,采用其他的方式來取代硬接線連接方式是有其一定的必要性的。這些年,通信技術(shù)在不斷的發(fā)展當(dāng)中,其也逐漸的應(yīng)用到電力自動化領(lǐng)域當(dāng)中,為電氣系統(tǒng)與DCS的連接奠定了扎實的基礎(chǔ)。要想能夠使得火力發(fā)電廠的運作質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升,就需要合理的應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng),這就是電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的條件。而隨著電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,ECS與DCS的連接方式也轉(zhuǎn)變成了硬接線+通信的連接方式,而這樣的連接方式也逐漸得到了各個火力發(fā)電廠的認(rèn)可,并且相關(guān)的人員正在對ECS進(jìn)行不斷的完善,但是,我國的DCS與繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)廠家不同,因此,要想將系統(tǒng)連接起來還存在一定的困難。

        2 “硬接線+通信”的方式的ECS構(gòu)成

        就目前火力發(fā)電廠中電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS來看,其主要采用的連接方式就是硬接線+通信連接方式,這樣的連接方式的結(jié)構(gòu)主要采用的是分布式分層體系結(jié)構(gòu),在這一結(jié)構(gòu)中,所分的層次主要為站控層、通信層以及間隔層等。

        如今,絕大多數(shù)的電氣系統(tǒng)信息都是利用通信來實現(xiàn)與DCS的連接,而連接所起到的主要作用就是監(jiān)控作用,卻并沒有應(yīng)用任何控制電氣的軟件。而將ECS應(yīng)用到電力系統(tǒng)中,不僅可以為DCS控制的實現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ),而且還能夠進(jìn)行各種復(fù)雜的電氣保護(hù)操作,使得電氣系統(tǒng)在安全、有效的管理平臺上進(jìn)行運作,這也發(fā)揮了ECS的應(yīng)用價值。

        通信層一般以通信管理機(jī)為核心,對信息起到分組與上傳下達(dá)的作用,通過以太網(wǎng)接入站控層的實時主干網(wǎng),廠用電綜保裝置通過RS485或者現(xiàn)場總線接入通信管理機(jī),對于第三方智能電器設(shè)備,一般通過通信管理機(jī)實現(xiàn)通信接口和規(guī)約轉(zhuǎn)換,從而實現(xiàn)完整的電氣系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),同時通信管理機(jī)可經(jīng)過串行接口與DCS的分布式處理單元DPU相連,進(jìn)行信息交換。

        3 全通信ECS通信的展望

        ECS系統(tǒng)在發(fā)展的進(jìn)程中,其不斷對自身的電氣自動化水平進(jìn)行提高,有效地改善了ECS與DCS之間的連接方式,發(fā)展至今,ECS與DCS之間已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了無縫連接。雖然,目前的DCS與ECS之間是一種無縫連接的狀態(tài),但是對通信信息還是應(yīng)用的監(jiān)控手段,而沒有實現(xiàn)有效地控制,這樣無法滿足用戶的實際需求,為了能夠使得用戶的需求得到最大限度的滿足,我國的一部分ECS廠家開始針對通信進(jìn)行了詳盡的研究,在研究的過程中,也積累了相應(yīng)的經(jīng)驗,這就為全通信方式的構(gòu)建奠定了一定的基礎(chǔ)。

        這種情況下,通信管理機(jī)按照電廠的工藝配置需求,參與工藝聯(lián)鎖控制的通信管理機(jī)和相應(yīng)的DPU一對一進(jìn)行通信,由于每個工藝過程的綜保裝置數(shù)量較少,因而通信實時性較高,基本能滿足電廠工藝聯(lián)鎖控制的需求,對于不參與工藝聯(lián)鎖的電氣信息,通過ECS站控層的通信網(wǎng)關(guān)接入DCS。

        通過這種方式,電氣系統(tǒng)的控制和聯(lián)鎖全部通過網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn),實時性和硬接線雖然有一定的差距,但都能滿足技術(shù)要求,在實現(xiàn)全通信的目標(biāo)過程中,是一種大膽有益的嘗試,但這種方式也存在一些困難:

        (1)在ECS、DCS中,控制都是通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的,但網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般都不大于三層,并且互聯(lián)的設(shè)備一般為一個廠家的產(chǎn)品和系統(tǒng),控制信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)為四層,DCS的開放性限制也影響了兩個系統(tǒng)之間的連接的緊密型,可靠性和實時性也受到較大制約。

        (2)通信管理機(jī)因工藝的過程來配置,因數(shù)量較多而使投資成本增加。在未來應(yīng)用中,如果參與工藝聯(lián)鎖的綜保裝置能夠根據(jù)DCS和ECS的不同要求,把控制信息和非控制信息分開,分別通過獨立的接口接入DPU和ECS的通信管理機(jī),這樣接入DCS信息的可靠性和實時性會有很大提高,但通信負(fù)荷的增加、控制的切換等對綜保裝置提出了新的技術(shù)要求,同時DCS廠家在市場利益受沖擊的情況下,接入不同通信接口和規(guī)約的裝置,勢必會有較大阻力。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,我國的電力系統(tǒng)在高速發(fā)展的同時,也使得ECS的應(yīng)用范圍逐漸得到拓展,在目前的大中型火電機(jī)組中,ECS主要采用硬接線+通信的方式與DCS進(jìn)行連接使用,從而有效地滿足了機(jī)爐電一體化控制的目標(biāo)。而隨著社會的發(fā)展,通信技術(shù)以及ECS都得到了有效地發(fā)展,這樣就使得火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS的應(yīng)用效果更加突出,使得火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)連接方式發(fā)生了進(jìn)一步的轉(zhuǎn)變,硬接線的全通信方式會逐漸被硬接線+通信的連接方式所取代,應(yīng)用這樣的連接方式,能夠有效地實現(xiàn)火力發(fā)電廠的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。

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