劉美龍，段洪旺，竇鵬沖

中國電建集團河北省電力勘測設(shè)計研究院有限公司，河北 石家莊 050031

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，發(fā)電廠電氣設(shè)備應(yīng)用集成化系統(tǒng)受到了廣泛關(guān)注，建立完整的一體化控制模式，能在減少通信接口設(shè)備數(shù)量的同時，優(yōu)化資源利用效果。

1 發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)概述

在發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)方案中，電氣控制系統(tǒng)（ECS）具有重要的研究意義，是推動電廠電氣自動控制工作的關(guān)鍵，可實現(xiàn)計算機信息處理、信號采集整合、現(xiàn)場總線技術(shù)處理、以太網(wǎng)應(yīng)用、繼電保護綜合控制等工作的融合。并且，能打造完整的一體化應(yīng)用平臺。最關(guān)鍵的是，發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)方案中使用ECS系統(tǒng)（見表1），能保證設(shè)備運行的可靠性和安全性[1]。

表1 常見ECS實現(xiàn)方式

2 發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)應(yīng)用要點

在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中，變壓器組、升壓站和廠用電是關(guān)鍵組成部分，匹配ECS，就能建立更加合理的技術(shù)應(yīng)用平臺，發(fā)揮自動化技術(shù)優(yōu)勢，確保相關(guān)工作內(nèi)容自動化管控效果滿足預(yù)期。

2.1 電氣監(jiān)控系統(tǒng)

主要是借助電氣自動化技術(shù)平臺完成分散控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控，對備用電源、發(fā)電機-變壓器組、PC至MCC電源設(shè)備等予以實時性分析。在監(jiān)控的過程中，要及時收集模擬量電壓參數(shù)、電流參數(shù)、無功功率等，尤其是對開關(guān)量予以監(jiān)控信號的收集，確保能為應(yīng)用提供保障。

（1）電氣監(jiān)控系統(tǒng)要對監(jiān)控對象予以針對性的管理和監(jiān)管，采集并且匯總功能類信號，保證能及時結(jié)合其應(yīng)用狀態(tài)和運行趨勢完成報警工作，減少運行不當(dāng)造成的安全隱患。另外，電氣自動化技術(shù)能利用遠程監(jiān)控和操作處理，保證監(jiān)管應(yīng)用的合理性，并且完成自動控制和手動控制的及時切換。例如，從手動模式切換為發(fā)電機順控自動升壓、自動同期并列操作。

（2）借助ECS系統(tǒng)能實現(xiàn)對電氣設(shè)備聯(lián)鎖和電氣參數(shù)的實時性測定，在操作站中，操作人員只需要讀取CRT畫面中顯示的設(shè)備狀態(tài)和工況就能落實更加合理的操作。

2.2 升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

基于ECS的升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺中，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)分為站控層和間隔層，配合以太網(wǎng)信息處理模式，采取光纖傳輸介質(zhì)，能搭建有效的應(yīng)用框架，并且，升級前置基層，就能擴大系統(tǒng)應(yīng)用范圍，維持綜合處理的效果。在升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控結(jié)構(gòu)中，在測控網(wǎng)絡(luò)信息的同時，匯總相關(guān)數(shù)據(jù)并上傳到調(diào)度中心，就能為后續(xù)資源的自動調(diào)度和調(diào)配提供保障。

（1）構(gòu)成。①站控層。主要功能就是對設(shè)備進行實時監(jiān)控，及時采集流量數(shù)據(jù)，確保管理效果符合預(yù)期。并且，還能對站控層中各個站點的數(shù)據(jù)傳輸予以監(jiān)督，及時回復(fù)訪問請求。在站控層應(yīng)用結(jié)構(gòu)中，利用星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，配合使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，能將傳輸速率控制在100 Mb/s左右。②間隔層。包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、測控單元和保護單元，能應(yīng)用接口處理完成相關(guān)工作，保證站控層和其他層級之間能形成有效的聯(lián)動。間隔層能實現(xiàn)獨立單元工作，即使其他層級失聯(lián)，依舊能保證網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)通過屏蔽雙絞線完成數(shù)據(jù)信息的傳遞，且整體抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳輸效率較好[2]。除此之外，間隔層還具備對現(xiàn)場設(shè)備直接發(fā)送操作指令的功能，實現(xiàn)對斷路器、隔離器等設(shè)備開關(guān)的遠程控制，提升二重保護的效果。③應(yīng)用層。升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系的可靠性較好，設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集的同時，還能配合完成數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)發(fā)送，管理中心實時性獲取相關(guān)信息，并且利用顯示屏就能完成圖像、聲音、文字的查看和分析。尤其是針對預(yù)警信號和事故信號，能提醒工作人員第一時間開展相應(yīng)的處理工作。

（2）組網(wǎng)方案。建立基于以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的工作模式，并且配置冗余處理模式，主要組成部分包括工作站、主機、五防主機、工程師站和保護管理機，配合網(wǎng)絡(luò)交換機就能建立完整的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。整個組網(wǎng)體系采取開放式應(yīng)用模式，有助于保障后續(xù)升級和擴建工作，也正是因為網(wǎng)絡(luò)體系是雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所以系統(tǒng)無論是數(shù)據(jù)傳輸還是信息交互的可靠性都較好，并且采取雙操作員工作站工作機制，維持雙機切換中數(shù)據(jù)管控的科學(xué)性，避免信息丟失。例如，按照事件的順序狀態(tài)完成時間記錄，為系統(tǒng)無縫連接提供保障[3]。

（3）配套裝置。第一，數(shù)據(jù)采集裝置。在發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)體系中，升壓站自動化監(jiān)控平臺要完成數(shù)據(jù)的收集，主要是對開關(guān)量、模擬量和脈沖量予以匯總，依據(jù)電氣設(shè)備信號類型完成區(qū)分工作，保證自動化處理的實效性。按照定時采集、越限采集和回憶采集等方式更好地監(jiān)控相關(guān)工作，及時了解設(shè)備開關(guān)量的異常情況，確保電氣自動化處理工作更加流暢和合理。第二，數(shù)據(jù)存儲裝置。升壓站電氣自動化控制體系中，數(shù)據(jù)存儲能為后續(xù)工作的開展提供保障，因此，要配置科學(xué)規(guī)范的數(shù)據(jù)庫工具，保證實時性管理及歷史數(shù)據(jù)參考工作有效開展。第三，智能保護裝置。繼電器和智能保護裝置是維持電氣自動化應(yīng)用的重要元件，而在發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)體系中，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的智能保護裝置可以實現(xiàn)自動發(fā)電控制、自動電壓控制[4]。第四，順序控制裝置。聯(lián)動隔離開關(guān)、主變分接頭、電動接地開關(guān)、無功處理設(shè)備等，就能建立完整的數(shù)據(jù)應(yīng)用控制平臺，保證數(shù)據(jù)調(diào)度的完整性和系統(tǒng)的安全性。

2.3 各系統(tǒng)間網(wǎng)絡(luò)通信

在應(yīng)用ECS的過程中，配置保護測控裝置、組態(tài)調(diào)控裝置等，能在節(jié)省通信纜線的同時，提升各個系統(tǒng)模塊運行的獨立性，并且維持系統(tǒng)操作的安全水平，打造更加高效、可靠、科學(xué)的應(yīng)用平臺。

（1）完成現(xiàn)場總線的布置處理。①能支持CAN總線布置，支持多主和單主傳輸處理，并且，在數(shù)據(jù)傳輸過程中若是遭遇數(shù)據(jù)碰撞，利用重發(fā)的方式就能減少數(shù)據(jù)丟失或者是數(shù)據(jù)遺漏等問題。CAN總線結(jié)構(gòu)支持10 km左右的通信傳輸距離，其最高傳輸速率能達到1 Mbps。②能支持RS-485總線模式。

（2）通信實現(xiàn)過程。在數(shù)據(jù)完成總線傳輸工作后，要配合代碼保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃訹5]。部分代碼如下：

Unsigned char i:

If (cd＞jsOu){

cd=jsOu；

}

For (i=0，i＜cd;i++){

*hc++=hcOu(i)；

}

jsOu=0；

Return cd；

}

2.4 機組自啟?？刂葡到y(tǒng)

在ECS中還能實現(xiàn)機組自啟停控制邏輯處理，保證機組順序控制或者是軟手操作控制的規(guī)范性。在機組正常啟動過程中，發(fā)電機滿足額定轉(zhuǎn)速3 000 r/min后，ECS就能投入AVR，且在發(fā)電機電壓滿足額定參數(shù)數(shù)值后，DCS就能投入同期裝置ASS，建立完整的控制模式和應(yīng)用平臺，維持整體控制效果。

也正是基于ECS自動實現(xiàn)應(yīng)用模塊的基本情況，配合DCS對AVR和DEH的控制，保證發(fā)電機電壓和頻率管控的規(guī)范性，一旦ASS向發(fā)電機斷路器發(fā)送合閘指令，就能真正實現(xiàn)電氣自動化遠程自動合閘控制。

3 結(jié)束語

總之，發(fā)電廠電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，落實更加完整的控制方案，確保電氣監(jiān)控過程、升壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控過程、通信過程及遠程啟?？刂频裙ぷ鞯挠行蚵鋵?，確保發(fā)電廠遠程監(jiān)督管理項目的綜合水平，為自動化管理工作的全面推進提供保障，促進發(fā)電廠可持續(xù)健康發(fā)展。