（陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 710300）

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)電廠(chǎng)的廠(chǎng)用電氣控制系統(tǒng)（ECS系統(tǒng)）也在各火力發(fā)電廠(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。這種系統(tǒng)能夠?qū)鹆Πl(fā)電廠(chǎng)的電氣運(yùn)行情況起到良好的監(jiān)測(cè)控制，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、控制以及分析等多項(xiàng)功能，借此獲得良好的廠(chǎng)用電氣控制效果。

1 ECS系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展歷程

目前我國(guó)火電廠(chǎng)采取的廠(chǎng)用電氣控制設(shè)備大多屬于獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，各設(shè)備的控制職能無(wú)法有效地協(xié)調(diào)和融合，部分信息無(wú)法進(jìn)行有效地共享，這導(dǎo)致了設(shè)備控制效果無(wú)法滿(mǎn)足火電廠(chǎng)的實(shí)際發(fā)展需求。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大部分廠(chǎng)用電氣自動(dòng)化產(chǎn)品已從集成電路型開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)槲C(jī)型，電廠(chǎng)的管理自動(dòng)化水平得到了一定程度的提升。在1998年左右，針對(duì)廠(chǎng)用電氣控制系統(tǒng)該朝著哪個(gè)方向發(fā)展曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一定程度的分歧。一種觀點(diǎn)認(rèn)為需要進(jìn)行DCS功能的擴(kuò)展，并在此基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣二次設(shè)備的功能；另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為需要通過(guò)通信方式接入到DCS系統(tǒng)中，借此來(lái)實(shí)現(xiàn)DCS在內(nèi)的綜合投資，并需要在此過(guò)程中構(gòu)建電氣后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)，從而提升廠(chǎng)用電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行水平。

1.2 傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)的應(yīng)用缺陷簡(jiǎn)析

傳統(tǒng)的DCS管理技術(shù)還存在著以下幾點(diǎn)不足之處：①隨著電氣自動(dòng)化水平的不斷提升，直接交流采樣技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其具有精度高、速度快的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是DCS系統(tǒng)需要對(duì)電壓電流經(jīng)過(guò)變送器轉(zhuǎn)化之后才能夠接入到系統(tǒng)中，并且存在有二次接線(xiàn)復(fù)雜、造價(jià)較高以及抗干擾能力過(guò)差的應(yīng)用缺陷。②在廠(chǎng)用電氣系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，電氣暫態(tài)過(guò)程較快，控制處理時(shí)間還需要保持在毫秒級(jí)，但是DCS系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間還處于秒級(jí)這一階段，難以充分滿(mǎn)足廠(chǎng)用電氣系統(tǒng)的各種控制需求。③DCS系統(tǒng)多是按點(diǎn)收費(fèi)的，對(duì)于溫度、壓力或者電流量等信息點(diǎn)需要提供一路專(zhuān)用的電纜芯來(lái)進(jìn)行控制，這種控制模式會(huì)導(dǎo)致大量的控制電纜被耗費(fèi)，浪費(fèi)了大量的空間以及施工時(shí)間。④DCS系統(tǒng)對(duì)于電氣測(cè)點(diǎn)有著一定的限制性，這導(dǎo)致了電氣系統(tǒng)自身的故障診斷與分析、經(jīng)濟(jì)性分析等諸多功能都無(wú)法得到有效的實(shí)現(xiàn)，直接制約了火電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行與管理水平。

1.3 現(xiàn)有ECS系統(tǒng)的構(gòu)成簡(jiǎn)析

近年來(lái)我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)以及工業(yè)以太網(wǎng)等系統(tǒng)在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中也得到了較為廣泛的應(yīng)用，自2000年以來(lái)，我國(guó)部分電力自動(dòng)化制造廠(chǎng)家跟電力規(guī)劃設(shè)計(jì)部門(mén)也對(duì)傳統(tǒng)的ECS方案進(jìn)行了不斷的優(yōu)化與完善，形成了現(xiàn)階段的ECS系統(tǒng)，其主要分為以下三層。

①間隔層：間隔層主要包含有各種具備有專(zhuān)業(yè)化功能的智能裝置，具體的設(shè)備有廠(chǎng)用電中壓6KV/10KV系統(tǒng)系列保護(hù)測(cè)控裝置、廠(chǎng)用電低壓400V系統(tǒng)智能控制器跟測(cè)控裝置以及廠(chǎng)用電源快速切換裝置等等。這些智能裝置多是借助于嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并具備有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)或者以太網(wǎng)多外通信接口等。間隔層實(shí)現(xiàn)了整個(gè)廠(chǎng)用電氣系統(tǒng)的有效控制，提升了整個(gè)控制過(guò)程的智能化水平。

②通信管理層：一般情況下通信管理層能夠?qū)崿F(xiàn)各種智能設(shè)備之間的信息交流工作，并能夠協(xié)助其控制功能得以最大限度的發(fā)揮。在現(xiàn)階段，該層多是通過(guò)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的通信，從而獲得良好的廠(chǎng)用電控制系統(tǒng)管理效果。

③站控層：站控層主要包含有各種專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件和計(jì)算機(jī)軟件，其也是廠(chǎng)用電氣控制系統(tǒng)得以順利應(yīng)用的重要保障。在站控層中專(zhuān)用的應(yīng)用軟件有數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、廠(chǎng)用電抄表、錄波分析以及電動(dòng)機(jī)故障自動(dòng)化診斷等應(yīng)用功能軟件，而計(jì)算機(jī)硬件裝置則主要有服務(wù)器以及工作站等等。這些硬件和軟件能夠?qū)崿F(xiàn)后臺(tái)系統(tǒng)以及發(fā)電廠(chǎng)的其他管理系統(tǒng)通過(guò)通信接口軟件來(lái)進(jìn)行各種運(yùn)行數(shù)據(jù)的有效與快速傳輸，從而對(duì)整個(gè)廠(chǎng)用電氣系統(tǒng)進(jìn)行全面有效的控制。

2 我國(guó)ECS系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀簡(jiǎn)析

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在ECS領(lǐng)域中已經(jīng)取得了良好的研發(fā)效果，相關(guān)的研發(fā)產(chǎn)品也比較成熟，例如ABB的R=TROL-F勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置以及CE的電動(dòng)機(jī)綜合管理繼電器等等，這些產(chǎn)品具有工藝好、質(zhì)量穩(wěn)定、通信接口能夠充分滿(mǎn)足國(guó)際規(guī)范的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是應(yīng)用國(guó)外產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行火電廠(chǎng)的廠(chǎng)用電氣控制存在有價(jià)格昂貴以及無(wú)法充分滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)火電廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)行需求的問(wèn)題，這導(dǎo)致了國(guó)外產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)難以獲得良好的應(yīng)用。

此外，國(guó)外廠(chǎng)家在通信聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成系統(tǒng)以及后臺(tái)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)等多個(gè)方面還存在著明顯的劣勢(shì)，而火電工程的差異性導(dǎo)致了接入設(shè)備存在有較大的區(qū)別。因此，不同的設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中其通信接口類(lèi)型也不盡相同，存在有多種非標(biāo)準(zhǔn)接口。與此同時(shí)，部分系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中存在有大量的工程定制和客戶(hù)化定制的內(nèi)容，導(dǎo)致了國(guó)外廠(chǎng)家所研發(fā)的ECS系統(tǒng)無(wú)法充分滿(mǎn)足我國(guó)火電廠(chǎng)廠(chǎng)用電氣控制的實(shí)際需求。

現(xiàn)階段我國(guó)的ECS供應(yīng)商多是以國(guó)外廠(chǎng)家為主，但是由于國(guó)內(nèi)外火電廠(chǎng)運(yùn)行性能以及運(yùn)行模式的差異性，其自動(dòng)化程度不盡相同，在具體的系統(tǒng)功能和系統(tǒng)性能方面也有著一定的區(qū)別?；诖?，我國(guó)電力自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)商要及時(shí)切合市場(chǎng)大環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)ECS系統(tǒng)的研發(fā)力度，開(kāi)發(fā)適合我國(guó)電力行業(yè)的新型ECS系統(tǒng)。

3 發(fā)展展望

為了充分滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)火電廠(chǎng)對(duì)于ECS系統(tǒng)的實(shí)際需求，要在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，來(lái)對(duì)現(xiàn)有的發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化與完善，可以通過(guò)以下兩點(diǎn)來(lái)實(shí)施：①實(shí)現(xiàn)對(duì)廠(chǎng)用電氣的全通信控制，但是介于通信速度和系統(tǒng)可靠性還存在有一定距離，現(xiàn)階段的ECS系統(tǒng)在跟DCS系統(tǒng)連接過(guò)程中存在有一定的硬接線(xiàn)，因此需要對(duì)熱工工藝連鎖問(wèn)題進(jìn)行有效的解決，借此來(lái)達(dá)到全面控制的效果。②我國(guó)現(xiàn)階段的電氣后臺(tái)系統(tǒng)在具體應(yīng)用過(guò)程中的性能還不夠完善，同時(shí)又只有較為基本的運(yùn)行監(jiān)視功能，因此需要從提升電氣控制水平和系統(tǒng)運(yùn)行管理水平等方面入手，提高ECS的應(yīng)用性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)火電行業(yè)的不斷發(fā)展，電廠(chǎng)對(duì)于廠(chǎng)用電氣控制系統(tǒng)的要求也逐漸提高。然而現(xiàn)階段ECS系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中還存在較多的問(wèn)題，難以獲得良好的全面監(jiān)控效果。針對(duì)這一問(wèn)題，要求各企業(yè)以目前國(guó)內(nèi)火電廠(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，針對(duì)各火電廠(chǎng)具體需求對(duì)現(xiàn)有的ECS系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化與完善，提高火電廠(chǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行水平，保證我國(guó)電力行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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