电厂电气控制系统运行管理分析

李文彬

摘 要：电厂生产机组容量不断扩大，对电气设备运行稳定性与安全性有着更为严格的要求，传统的控制管理系统已经逐渐不能完全满足实际需求，还需要从技术角度出发，提高其自动化与智能化效果，减少各类问题的发生。电厂电气控制系统运行管理具有一定难度，需要从生产实际出发，确定管理要点，选择合适措施进行优化，本文对电厂电气控制系统运行管理进行了简要分析，以期加强电厂电气控制系统运行管理，提高管理效率，保证电力资源供应不断。

关键词：电厂；电气控制；运行管理

为满足社会生产生活对电力资源的需求，电厂生产规模不断加大，投入的电气设备更多，为确保电气系统的正常运行，需要建立完善控制系统。现在已经有更多新型技术与理念被应用其中，通过应用技术先进、自动化程度高的新设备，在很大程度上提高了生产电气系统自动化与现代化管理水平。电厂电气控制系统主要针对整个生产电气系统，利用以太网将各个电压等级发配电装置、继电保护装置、自动装置以及测控装置等联接成为一个整体，想要提要其运行管理效果，具有一定难度。

一、电厂电气控制系统概述

（一）系统综述

电厂电气控制系统主要目的是实现对电厂内所有电气设备进行实时监控，主要可以分为电气与工艺两部分，其中电气部分包括主厂房系统与辅助电源系统，而工艺部分包括高压电动、低压电动以及成套设备。整个系统结构为分布式数据处理系统，包括间隔层、通信层以及站控层三层设置，分别与现场数据采集和I/O接口、前置服务器以及后台工作站对应

（二）结构分析

1.间隔层

间隔层主要负责完成对现场一次设备运行信号的采集、保护以及测控，通过通讯层与变电站层来达到相应目的。间隔层设备具有保护和测控功能，其为一种远端测控单元装置，可以满足对生产现场信号、工业设备的检测与控制。将其与现在电厂常用PLC系统相比，其具有效果更好的通讯质量，同时还具有更大的存储容量，能够满足与较为恶劣天气应用需求，且提供多种计算功能，具有较高的实际应用效果。

2.通信层

通信层负责多种运动标准规约的在线转换，能够实现对电厂内全部一次设备与总控单元的互联。现在大多选择用独立CANBUS与485双网络结构设计方式，在实际生产过程中对各项影响因素具有较高的抗干扰性能，使得系统通讯可靠性高。另外，通信层设备为前置系统，可以实现电气设备数据的实时通信以及数据处理。

3.站控层

站控层负责变电站与调度以及当地监控间信息的相互传输，且当地监测可以对全站数据进行分类、管理以及储存。站控层设备大多数为服务器，利用服务器运行后台调度与监控软件，来达到现场设备监控与调度的目的，并且能够实现基于WEB的数据发布与共享。

二、电厂电气控制系统运行管理要求与措施

（一）管理要求

在众多新型技术的应用基础上，电厂电气控制系统自动化与智能化水平不断提高，从现状来看，根据电厂不同规模，主要可以分为机组级别、厂级别以及现场设备级别三种。目前DCS系统已经被广泛的应用到电厂电气控制系统的建设中，对系统操作方式进行了改善，缩小了整个电厂运行全程监控与控制水平差异性。在现有基础上对电气控制系统进行运行管理时，要求系统能够自动化运行，且具有较高的稳定性与安全性。通过分层次、分阶段结构设计方式，对控制系统功能进行优化与创新，提高其应用灵活性，且能够根据实际需求进行适当的扩展，在系统安装与扩建工程中不会对电厂生产系统运行状态产生影响。另外，还要求控制系统应具有良好的人机交互界面，操作人员能够随时掌握电网实际运行状态，并可以有效控制。为提高控制系统运行安全性，还应具有自主检测功能，可以实现对系统内所有设备的自主检查，一旦出现故障，可以及时告警提醒工作人员，控制影响范围，保证故障能够及时得到处理，满足电气控制系统的运行需求。

（二）管理措施

1.管理技术创新

以提高电厂生产系统运行安全性与稳定性为目的，在对电气控制系统进行设计与管理时，需要提高其安全监控水平。现在很多电厂已经实现了计算机监控，提高了电厂控制的计划性与统一性。基于此，还需要不断引进新型管理技术，应用全新工艺，来促进系统控制水平的提升。

2. DCS接口优化

通过对电厂电气控制系统运行现状进行综合分析，电气设备所采用相关装置具有一定相似性，如自动准同步与发电机保护等。电气设备主要利用DCS系统来达到监控目的，但是基于不同设备工作方式与运行原理的差异，统一控制方式的应用具有较大的难度[1]。因此，在对系统运行管理进行优化时，就需要增设类似接口辅助控制装置，即可以降低系统控制成本，同时也能够提高控制效果。

3.总线设置优化

电厂所用布线方式大多为现场总线技术，与传统技术相比具有更大的灵活性。采取设置现场总线方式，利用相异区域系统控制运行状态进行进行分类设置，且可以将开关柜装置设置在办公楼内，可以大幅度提高总线运行安全性。同时，此种布线方式的应用，可以实现与DCS系统的有效连接，提高数据传输速率与准确性，缩短隔离系统时间，对原有控制系统进行了优化，不但可以降低工作量，同时还可以降低维护成本。

三、电厂电气控制系统运行管理实例分析

（一）实例概述

我厂220kV升压站，为地区性城市中心升压站，由系统同时向城市中心负荷供電。系统总容量S1=200MW，S2=200MW，220kV升压站通过四回输电线向市中心变电站供电，与系统联系比较密切，在供电系统中占据重要地位[2]。

（二）电气控制系统

1.设计方案

本工程电气控制系统主要选择用分布式数据处理系统，包括现场保护测控装置、前置服务器以及后台工作站三层，对应间隔层、通信层与站控层。其中，现场保护测控装置主要执行电气设备保护，监控调度系统负责后台信息的显示与控制，而前置系统则为联接其余两部分的纽带，实现对数据的管理。

2.系统设计

（1）保护测控装置

具有数据采集、继电保护、控制运算以及闭环控制输出等功能，选择用DMP300型分层分布式微机变电站综合自动化，实现了保护与监控一体化管理，包括总控单元、变压器后备保护测控装置、变压器差动保护测控装置、电容器保护测控装置等。

（2）前置系统

可以实现数据通信与处理，选择SE SERIRS电网调度自动化前置系统实现保护测控装置与后台监控调度系统的联接，适用于中小规模电力调度自动化系统，且前置机软件为系统设计核心。为提高系统通讯安全性与可靠性，可以选择用TCP/IP通讯协议，如D-LINK网卡，100/10M自适应网卡[3]。

（3）后台监控调度系统

选择用SE-900C系统，以电网监控系统要求为设计要点，综合220kV升压站的监控系统运行特殊性，利用计算机技术为基础开发的系统，其中运行模块主要分为工具部分与在线运行管理两部分。其中，工具模块全部在线，能够在系统运行的过程中完成制图、图元编辑以及生成数据库等。在线运行模块则主要负责对系统运行动态的监测，并结合实际需求来对系统进程进行调整，如画面调用、数据库检索、系统管理以及系统检测等。对于后台监控调度系统来说，具有的所有功能模块均根据系统软件配置集中到主控平台，然后在以主控平台要求完成各项模块的动作。

四、结束语

电厂电气控制系统具有一定特殊性，需要对电厂内所有电气设备运行状态进行监控，确保其维持在正常运行状态，通过实时监控与故障告警，来减少各类故障的产生。应从现有基础出发，积极应用各项先进技术，不断对控制系统进行优化设计，争取不断提高其运行综合效果。

参考文献：

[1] 宋立伟，和艳慧.论如何提高电厂电气控制系统的安全运行管理[J].山西电子技术，2015，02：92-93.

[2] 石明.提高电厂电气控制系统的安全运行管理分析研究[J].中国新通信，2015，15：58.

[3] 王诗然.发电厂厂用电电氣监控管理系统的设计与应用[D].华北电力大学，2012.

[4] 张树海，甄树义.论如何提高电厂电气控制系统的安全运行管理[J].现代装饰（理论），2014，06：191.