1、电厂电气自动化系统中监控技术的应用分析摘要：随着经济的快速发展，建设数字信息化电厂的口号提出，没有可靠、实时、准确的自动化平台做支撑，就不可能建设真正的数字化、信息化的电厂。本文在阐述电厂电气监控系统的具体功能的基础上，展望了工业控制网络的发展趋势。 关键词：电厂，电气，监控 中图分类号：F470.6 文献标识码：A 1、引言 随着社会经济的不断发展，我国电力事业进入发展高峰期，电厂生产是一个极其复杂的工业过程，包含了以下几个主要工艺过程: 燃料系统、热力系统及锅炉和汽轮机发电机组、除渣出灰系统、脱硫系统、水处理系统、发配电系统。涵盖了工厂自动化和过程自动化的内容。在传统的电厂控制系统模式中，
2、主厂房区域热力生产过程通常采用集散控制系统( DCS) 作为主要的控制系统，其他辅助系统则采用以可编程控制器( PLC) 为核心控制系统。近几年现场总线技术( FCS) 被大量的采用，成为控制技术发展的趋势。 2、电厂电气监控系统的具体功能 2.1 基础功能 （1）数据的采集及处理。系统的现场测控单元的主要作用就是采集相关信息，对事件、系统运行状态或者变位信号、模拟量以及故障情况、越限信息等进行检测，校验数据的合理性以及其它的预处理，并将数据库实时更新。数据采集信号类型包括模拟量、状态量以及脉冲量，其中模拟量的主要内容包括电流电压、有功及无功功率和频率、温度以及功率因数等; 状态量的主要内容则
3、包括断路器及隔离开关、接地开关的位置信号、继电保护装置与安全自动装置的动作及报警，还有相关的运行监测信号等; 而脉冲量主要为有功及无功电能。 （2）画面显示。系统的模拟画面可以将一次设备及整个系统实时运行状态真实的再现，系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等实际开关状态、挂牌检修状态等等均可以实时的显示出来，并自动生成历史趋势图。 （3）运行监视及报警。CRT( Cathode Ray Tube) 即采用阴极射线管的显示器，它可以将开关站的实时运行信息，诸如系统运行状态、操作指导以及设备的相关参数等完整的显示出来。系统中采用两个 CRT 终端，可以分别显示不同的信息，而且可以
4、独立、同步的生成相关的报告及画面显示。如果模拟量有所越限，还可以将报警信息及时做出反映并打印出来，显示的报警信息主要内容包括越限对象的名称、参数值以及编号和越限时间等，而且可以将越限的次数累计计算。此外，报警方式又分为两种，即事故报警及预告报警，两种方式的报警要以不同的颜色及音响加以区别。 （4）操作控制。操作控制的模式分为就地控制及上位机或者 DCS 系统。操作命令的优先级设置按照先就地控制再进行上位机或者 DCS 控制的顺序实现。保证设备现场与远程监控互相结合并互相协调，实现远程监控与现场常规监控的和谐统一，以保证控制操作控制的安全性及一致性。 （5）事件记录。如果设备在运行过程中出现故障
5、问题，则系统可以把动作的继电保护、断路器信息以及相应的安全自动装置信息记录下来，其具体内容可以细化到信号的名称、编号、动作的性质、信号的状态及动作的时间等，并按照实际发生的时间顺序生成事件顺序记录表格，并通过 CRT 显示或者打印输出，也可以存储到硬盘中长期保存。后续针对系统的故障起因以及保护动作的判定等均可以此为依据。 2.2 高级功能 （1）电气设备的管理。其主要功能包括电气设备管理的台帐、维护记录及相关档案的保护及自动设置，并且电气主站系统可以实时的进行在线设备管理，比如对设备动作的实时状态进行统计，将统计结果输送至 MIS 系统( ManagementInformation Syste
6、m，管理信息系统) ，对该系统数据进行补充。 （2）故障信息管理。系统故障信息管理功能包括针对动作以及常规事件进行信息记录、追溯、重演以及录波分析等，其中事故重演和录波分析在进行事故原因分析时有着重要的现实意义，可以有效的进行事故防范。 （3）自动发电控制。自动发电控制技术是以电厂的安全运行为前提，遵循经济运行的原则，以实际运行中运行方式及运行工况的不同，针对全厂的机组制定出实时的控制决策，从而电厂机组的运行台数、机组的组合及相关的负荷分配就由该自动发电控制技术来决定，使得系统频率或者全厂的有功功率自动保持着当时的设定值，使得电厂整体自动运行的水平得以进一步提高。 3、电气自动化系统监控技术应
7、用前景 3.1 充分发挥以太网技术的优势 因为多样性的现场总线通信协议技术标准，所以它并不能够对嵌入式工业的性能有所帮助，但以太网技术运用于电气自动化的监控过程中，不仅能够使传输速度加快，容量变大，还能够解决监控程序与技术杂乱无章的问题，并能够使电气综合自动化的无缝通信作用充分发挥。尤其是在全双工通信、交换技术的猛烈发展后，既解决了以太网的通信确定性问题，又能够起到更好地保护作用，对在工业现场设备之间的通信中运用以太网，以技术支持的方式提供了帮助。嵌入式以太网是指在单片机系统上通过嵌入式软、硬件的方法，把工业以太网技术运用到网络中。国外的电力设备供应商把嵌入式以太网的微机保护测控设备推入了市场
8、，国内的电力设备制造商也在对最新综合自动化系统进行研发，在二次保护控制设备中成功运用嵌入式以太网。因此，嵌入式以太网给电气综合自动化系统的发展指明了方向。 3.2 智能化技术的应用 从一开始传统的操作盘控制到如今的计算机控制是 ECS 系统的发展历史，目前又有向综合智能控制和管理发展的态势。主要表现在间隔层和站控层两方面。间隔层的保护和测控单元由传统的相对独立设计，向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展，直接面向一次设备或设备组合，就地安装，除实现继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等基本功能外，还能与站控层联网实现事故分析、状态监视、微机防误操作和安
9、全保障等功能。站控层监控系统由满足基本运行 SCADA 功能，向全面提高运行和管理自动化水平发展。监控主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓库和历史数据仓库的数据进行分析，提供一系列的高级应用功能。这些功能分为对外和对内两大部分。对外的功能是指给 DCS 和 SIS 等其他系统提供数据，实现机组优化控制和优化管理等综合智能控制；对内的功能是指集间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一体。 3.3 标准应用技术的研发 依据一定的标准进行产品地生产加工，是其中不可缺少的重要组成部分。像国际电工委员会制定的 IEC61850 国际标
10、准，不仅体现了电气自动化发展的趋势要求，更为企业的生产提供了可参考蓝本。为了实现不同厂家 IED 设备的信息共享和互操作性，使厂站电气综合自动化系统成为开发系统，国际电工委员会制定了 IEC 61850 国际标准。该标准具有信息分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述、抽象通信服务接口 ACSI 等主要特点。该标准为数字化厂站系统的发展奠定了基础。IEC 61850 在逻辑结构上将电气综合自动化系统分为三个层次：过程层、间隔层和站控层。过程层是一次与二次设备的结合面，主要完成开关量I/O、模拟量采集和控制命令发送等与一次设备相关的功能；间隔层设备主要实现控制和保护功能，并实现间隔层设备间的相互对话机制；站控层完成对站内间隔层设备、一次设备的控制及与远方控制中心 DCS 及 SIS 系统通信的功能。 4、结语 在电厂电气自动化系统监控技术运用中，我们应该根据厂用的特点要求，综合运用好 ECS 与 DCS 技术、通信技术等来设计好监控，不仅能够使得自动化的监控发挥好应有作用，还能够满足生产需要。该技术的发展运用具有一定的广阔前景，值得我们去探索。 参考文献 1钱素娟.浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势J.沿海企业与科技,2009 2张坚.低压电气自动化在水电厂监控系统中的应用J.科技天地,2010
