張洪

（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川廣安638000）

電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)模式及其分散控制系統(tǒng)接入方式的研究

張洪

（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川廣安638000）

對電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)模式和分散控制系統(tǒng)接入方式進行研究以保證生產(chǎn)活動質(zhì)量。

電廠；電氣監(jiān)控系統(tǒng)；組網(wǎng)模式；分散控制系統(tǒng)；接入方式

引言

在電廠的實際運營過程中，為了保證生產(chǎn)活動質(zhì)量，通常會利用電氣監(jiān)控系統(tǒng)對進行控制。如果電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)模式和分散控制系統(tǒng)接入方式不符合實際要求，電氣監(jiān)控系統(tǒng)的使用功能會受到相應(yīng)影響，進而影響電廠的經(jīng)營利潤。

1 電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組成要素

在電廠中，電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組成要素主要包含以下幾種：

1.1 通信管理層組成要素

該部分是由通信管理機和通信網(wǎng)絡(luò)組成的。通信管理機的作用是對規(guī)則和通信控制進行轉(zhuǎn)換，可以滿足多種裝置之間的信息交互需求。

1.2 間隔層組成要素

該部分是由自動裝置、智能裝置以及保護裝置組成的。在間隔層中，裝置具有分散性和復(fù)雜性特點。他們之間通常是通過串口進行連接的[1]。

1.3 站控層組成要素

該部分主要是由服務(wù)器、工作站、故障診斷軟件以及系統(tǒng)接口等因素組成的。

2 電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)模式

這里主要從以下幾方面入手，對電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的通信管理層和間隔層之間的組網(wǎng)模式進行研究。

2.1 控制過程方面

面向控制過程的組網(wǎng)模式建立在電廠自身發(fā)電控制流程的基礎(chǔ)上。這種組網(wǎng)模式是指，將與熱工控制過程存在緊密聯(lián)系的廠用電中的開關(guān)、保護測控設(shè)備組織成一個或多個組，結(jié)合對其他相應(yīng)設(shè)備的分組最終接入通信管理機中。在這種情況下，通信管理機對電氣監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸可以通過以太網(wǎng)完成。從該部分的設(shè)備分組來看，為了保證設(shè)備分組的有效性，應(yīng)該注重對以下幾種分組原則的遵循：第一，將400 V以及6 kV的廠用電開關(guān)、測控設(shè)備分為一組；第二，將廠用電的快切保護裝置、運行狀態(tài)在線監(jiān)控裝置等分為一組[2]。

2.2 電氣間隔方面

面向電氣間隔的組網(wǎng)模式是將電廠廠用電系統(tǒng)的主接線分段作為基礎(chǔ)，利用該部分對電廠中的不同智能設(shè)備進行分組，并將其組網(wǎng)到相對應(yīng)的通信管理機中。這里主要介紹這種組網(wǎng)模式的優(yōu)點和缺點。

2.2.1 面向電氣間隔組網(wǎng)模式的缺點

缺點主要包含以下幾種：第一，在這種組網(wǎng)模式中，其與分散控制系統(tǒng)之間的通信無法實現(xiàn)對分布式處理單元的全部對應(yīng)通信，因此，其過程控制質(zhì)量相對較差。第二，從廠用電發(fā)電過程的性質(zhì)來看，該過程屬于一種面向控制過程的模式過程，面向電氣間隔組網(wǎng)方式與電廠本身的發(fā)電工藝之間存在較弱的關(guān)聯(lián)性[3]。

2.2.2 面向電氣間隔組網(wǎng)模式的優(yōu)點

優(yōu)點主要包含：成本低、便于現(xiàn)場總線布線、開展擴展和維護工作的難度較低。

3 電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)接入方式

電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)接入方式主要包含以下幾種：

3.1 站控層網(wǎng)絡(luò)接入方式

這種接入方式是指，在實際應(yīng)用過程中，電氣監(jiān)控系統(tǒng)負責(zé)完成電廠電氣信息的收集，分散控制系統(tǒng)利用站控層網(wǎng)絡(luò)交換機與該系統(tǒng)進行通信，進而得到自身所需的相關(guān)信息。這里主要對站控層網(wǎng)絡(luò)接入方式的特點和缺陷進行分析：

3.1.1 站控層網(wǎng)絡(luò)接入方式的特點

這種接入方式的特點主要包含以下幾種：第一，就應(yīng)用層通信而言，同時被這兩種系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)備的通信協(xié)調(diào)性較好，但其控制的實時性相對較差。第二，分散控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)將通信方式應(yīng)用在應(yīng)用層中，這種應(yīng)用方式可以促進相互信息利用率的提升。第三，應(yīng)用這種接入方式，便于系統(tǒng)維護工作和擴展工作的進行[4]。

3.1.2 站控層網(wǎng)絡(luò)接入方式的缺陷

當(dāng)分散控制系統(tǒng)具有一定的封閉性時，實現(xiàn)二者站控層網(wǎng)絡(luò)接入方式的難度相對較高。

3.2 通信管理層接入方式

這種接入方式是指，電氣監(jiān)控系統(tǒng)負責(zé)采集所有電氣信息，分散控制系統(tǒng)通過分布式處理單元層實現(xiàn)與電力監(jiān)控系統(tǒng)通信管理機之間的通信。應(yīng)用這種接入方式的要求為：電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信管理機與分布式處理單元接口的規(guī)范性較強。

3.3 間隔層接入方式

這種接入方式是指，電氣監(jiān)控系統(tǒng)負責(zé)采集測控設(shè)備、保護設(shè)備以及智能設(shè)備產(chǎn)生的電氣信息；分散控制系統(tǒng)負責(zé)采集熱工控制設(shè)備及與整個熱工過程有關(guān)的信息。這種接入方式的缺點在于：分散控制系統(tǒng)與電氣監(jiān)控系統(tǒng)所采集的信息包含重疊部分，這種現(xiàn)象引發(fā)了資源浪費。

3.4 混合接入方式

這種接入方式是指，分散控制系統(tǒng)與電氣監(jiān)控系統(tǒng)分別在站控層、過程層以及通信管理層之間建立連接。這里主要對這種接入方式的特點和作用進行研究。

3.4.1 混合接入方式的特點

與其他接入方式相比，混合接入方式的實用性相對較高。其特點主要包含以下幾種：第一，應(yīng)用這種接入方式之后，電氣控制系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)的獨立性得到了良好體現(xiàn)。在實際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)的可維護性和擴展性相對較好，且二者之間的數(shù)據(jù)共享操作較為簡單。第二，在混合接入方式中，可以按照可操作性要求對這兩個系統(tǒng)的相互信息進行分類，其通信過程建立在站控層、通信管理層的基礎(chǔ)上，因此，通信效率會發(fā)生顯著提升。第三，這種接入方式建立在分類系統(tǒng)信息的基礎(chǔ)上，因此分散控制系統(tǒng)與電氣監(jiān)控系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性會發(fā)生顯著提升。在實際的電氣設(shè)備管理工作中，可以利用通信管理層完成設(shè)備控制命令的下達；利用網(wǎng)絡(luò)層連接通信達到溝通不同運行管理模式目的[5]。

3.4.2 混合接入方式的作用

這種接入方式的作用主要包含以下幾種：第一，傳輸遙控信息、為過程控制判據(jù)提供轉(zhuǎn)發(fā)與熱工過程具有非緊密關(guān)系特點的數(shù)字模擬量數(shù)據(jù)；第二，采集電氣設(shè)備在熱工過程中的馬達開關(guān)數(shù)字模擬量。

4 結(jié)語

就通信管理層和間隔層而言，電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)模式主要包含面向控制過程和面向電氣間隔兩種。相比之下，面向控制過程的組網(wǎng)模式更加符合電廠的實際需求。電氣監(jiān)控系統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)接入方式相對較多，混合接入方式的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。

[1]師法民,吳偉,張克惠,等.電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)模式及其與分散控制系統(tǒng)接入方式的研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2008(11):61-65.

[2]喬振宇.國電霍州發(fā)電廠600 MW機組電氣控制系統(tǒng)ECS設(shè)計與研究[D].保定：華北電力大學(xué)（河北）,2010.

[3]王振霞.分布式電氣控制系統(tǒng)性能分析及控制模塊設(shè)計[D].北京：華北電力大學(xué)（北京）,2007.

[4]林舜華.基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].上海：上海交通大學(xué),2007.

[5]王立妍,張洪亮.淺析發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能[J].科技傳播,2010(9):123-124.

（編輯：王璐）

Research on Networking Mode of Power Plant Electric Monitoring System and Its Connection with Distributed Control System

Zhang Hong
(Sichuan Guang’an Power Generation Co.,Ltd.,Guang’an Sichuan 638000)

This paper discusses the electric control system networking model and the way of distributed control system accessing to guarantee production quality.

power plant;electric powermonitoring and control system;networkingmode;distributed control system;accessway

TM76

A

2095-0748(2016)20-0045-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.19

2016-09-26

張洪（1972—），男，重慶潼南人，本科，工程師，研究方向：火電廠電氣管理。