电厂电气监控管理系统应用探讨

张向红

摘要：文章对电气监控管理系统的构成方式，重点从电气监控管理系统的结构的保护间隔、通信管理和中心监控层进行了介绍，就当前两种主要的电气监控系统进行了分析，总结各自的优势与不足，最后对ECMS接入DCS方式中的串口接入、网关接入、串口+网关接入三种方式进行了详细论述。

关键词：电厂电气；监控管理；组网方式；接入DCS方式

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0028-02

随着技术的不断发展和实践经验的积累，我国电力系统自动化程度越来越高。电气系统设备的运行管理水平，将直接关系到发电厂运行的安全经济性。基于电力系统发展的需求，电气监控管理系统（ECMS）应运而生。ECMS是为实现电气系统运行监测、维护而开发的自动化在线监控管理系统。该系统的建设以降低运行成本、减少投资、节约人力资源为目标，以期更好地保障电厂电气的稳定、经济运行。

1 电气监控管理系统的构成分析

电气监控管理系统的结构整体上可分以下三层：保护间隔、通信管理和中心监控，从而极大地提高了系统的安全性与可靠性。现将这三层的结构组成及功能分述如下：

1.1 保护間隔层

由于考虑到目前ECMS系统一般为全数字遥控方式，同时考虑到要与DCS的快速信息交换以及需要配备智能保护系统装置这三点因素，因而ECMS的保护间隔层在配置方案上，一般从配置类别、接入方式和构成单元三个方面进行考虑。间隔层设备主要包括微机型保护测控装置和遥控闭锁装置，保护测控装置集保护、测量、开关量采集、断路器控制、故障录波、通讯等功能为一体，采用通讯方式接入DCS系统，在DCS中无需重复设置采集和控制点。

1.2 通信管理层

从ECMS的结构来看，通信管理层是系统的中间层，其主要功能是适配和作接口的用途。功能各异的通信管理机是通信管理层的核心构成内容，完成通信控制和协议转换的功能。因此，对通讯主控单元的硬件方面要求较高，必须具备很高的可靠性和通用性；而在软件方面，则应该具备实时、扩展、通讯功能。厂用段按地理位置划分为多个区域，每个区域就地配置通信管理机和以太网交换机，用于间隔层各种智能设备通信接口和规约转换，保护测控装置优先选用以太网接口。

1.3 中心监控层

在电气监控管理系统结构中，中心监控层发挥着指挥作用，是该系统的核心构成部分。它负责系统的监测、控制、管理功能。该层集中了总服务器、数据库、工作站、通信服务器、相关终端设备等。因而系统结构往往较为复杂，各种设备的配置也由于企业不同的需要而有所差异。监控管理系统采用Client/Server体系结构，支持ODBC和QSL，具有很好的开放性，综合实现对电厂电气系统各信息的分析、处理以及做出反馈、指令完成对电气设备的控制、调节。在中心监控层中，网络采用多并行接口及动态访问技术，极大地提高了设备运行的稳定性和可靠性。

2 电厂电气监控系统的组网方式

从现有的技术水平来看，电气监控管理系统是作为DCS系统中的子系统独立运行的，也同步实现了系统信息的共享。在此，就当前两种主要的电气监控系统的组网方式介绍如下：

2.1 “混合通信”模式

根据通信方式的不同，ECMS的组网方式之一，就是“混合通信”模式。在该模式当中，主要设备是通过硬接线方式予以控制，而其他电气设备则用全通信方式实现与DCS保持信息互通。同时，为了提高系统的稳定性和可靠性及快速运行能力，采用高速、稳定的现场总线技术以实现这一目的。

2.2 “全通信”模式

ECMS的组网方式的第二种模式就是“全通信”组网模式。相对“混合通信”模式来说，在“全通信”模式中没有采取硬接线方式，而是在系统中电气设备全部采用全通信方式，从而实现控制并与DCS保持信息互通。与“混合通信”模式相似的是，同样采用高速、稳定的现场总线技术，以实现提高系统的稳定性和可靠性及快速运行能力的目标。

3 ECMS接入DCS的方式

在电厂电气监控管理系统中，主要是借助网络通信的方式将采集到的信息（比如电压、电流等数据信息）传输至DCS，以此来实现二者的互联与数据通信。其方式主要有串口接入、网关接入和串口+网关接入三种。以下就ECMS接入DCS的方式作详细的分析：

3.1 串口接入

通过串口接入方式，就是ECMS应用通信管理单元提供的与DCS的通讯接口（包括串行接口和Ethernet接口）来实现与DCS的接入。这一方式在接入方案上较为简单，也容易协调，但由于该方式实时性差，故应用较少。

3.2 网关接入

在这接入方式当中，ECMS Ethernet通过Gateway与DCS Ethernet连接，可以实现数据通信。相比串口接入而言，网关接入在实时性方面有所改善，但是由于ECMS Ethernet应用层协议及网络分层太多，因而实践应用中也带来一些

问题。

3.3 串口+网关接入

本方案是综合了以上两种方案的各自优势，而避开了它们的不足。但是由于在建设实践中该方案难度大、价格高，因而往往是对于一些自动化程度高的情况下才采用。

可见，以上3种方案有各自的应用优势，在具体实践中要根据实际情况合理选择。

4 结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，近年来大量的新技术、新设备在电力系统广泛的应用。电厂电气监控管理系统作为提高电力系统自动化程度，维护电网的稳定运行的重要工具，也必将随科技的发展而不断地完善和向前发展。本研究从电气监控管理系统的结构的保护间隔、通信管理和中心监控层进行了介绍，并对ECMS接入DCS方式中的串口接入、网关接入、串口+网关接入三种方式进行了详细论述，研究表明，串口接入、网关接入有着一定的应用空间，但缺点也明显，串口+网关接入的方式综合了以上两种方案的各自优势，避开了它们的不足。但是由于在建设实践中该方案难度大、价格高，因而往往是对于一些自动化程度高的情况下才采用。希望本文能为此类实践应用和研究起到抛砖引玉的作用。

参考文献

[1] 曹昌鸿，徐丽.火电厂电气监控系统在DCS控制的应用[J].中国仪器仪表，2009，（8）.

[2] 张波，王金海，李兴旺，陆凯.电气监控系统在火电厂的应用[J].华北电力技术.2009，（S1）.

（责任编辑：周 琼）