电厂电气监控系统组网模式及其分散控制系统接入方式的研究

张洪

（四川广安发电有限责任公司，四川广安638000）

电厂电气监控系统组网模式及其分散控制系统接入方式的研究

张洪

（四川广安发电有限责任公司，四川广安638000）

对电气监控系统的组网模式和分散控制系统接入方式进行研究以保证生产活动质量。

电厂；电气监控系统；组网模式；分散控制系统；接入方式

引言

在电厂的实际运营过程中，为了保证生产活动质量，通常会利用电气监控系统对进行控制。如果电气监控系统的组网模式和分散控制系统接入方式不符合实际要求，电气监控系统的使用功能会受到相应影响，进而影响电厂的经营利润。

1 电厂电气监控系统的组成要素

在电厂中，电气监控系统的组成要素主要包含以下几种：

1.1 通信管理层组成要素

该部分是由通信管理机和通信网络组成的。通信管理机的作用是对规则和通信控制进行转换，可以满足多种装置之间的信息交互需求。

1.2 间隔层组成要素

该部分是由自动装置、智能装置以及保护装置组成的。在间隔层中，装置具有分散性和复杂性特点。他们之间通常是通过串口进行连接的[1]。

1.3 站控层组成要素

该部分主要是由服务器、工作站、故障诊断软件以及系统接口等因素组成的。

2 电厂电气监控系统的组网模式

这里主要从以下几方面入手，对电厂电气监控系统的通信管理层和间隔层之间的组网模式进行研究。

2.1 控制过程方面

面向控制过程的组网模式建立在电厂自身发电控制流程的基础上。这种组网模式是指，将与热工控制过程存在紧密联系的厂用电中的开关、保护测控设备组织成一个或多个组，结合对其他相应设备的分组最终接入通信管理机中。在这种情况下，通信管理机对电气监控系统的信息传输可以通过以太网完成。从该部分的设备分组来看，为了保证设备分组的有效性，应该注重对以下几种分组原则的遵循：第一，将400 V以及6 kV的厂用电开关、测控设备分为一组；第二，将厂用电的快切保护装置、运行状态在线监控装置等分为一组[2]。

2.2 电气间隔方面

面向电气间隔的组网模式是将电厂厂用电系统的主接线分段作为基础，利用该部分对电厂中的不同智能设备进行分组，并将其组网到相对应的通信管理机中。这里主要介绍这种组网模式的优点和缺点。

2.2.1 面向电气间隔组网模式的缺点

缺点主要包含以下几种：第一，在这种组网模式中，其与分散控制系统之间的通信无法实现对分布式处理单元的全部对应通信，因此，其过程控制质量相对较差。第二，从厂用电发电过程的性质来看，该过程属于一种面向控制过程的模式过程，面向电气间隔组网方式与电厂本身的发电工艺之间存在较弱的关联性[3]。

2.2.2 面向电气间隔组网模式的优点

优点主要包含：成本低、便于现场总线布线、开展扩展和维护工作的难度较低。

3 电厂电气监控系统的分散控制系统接入方式

电厂电气监控系统的分散控制系统接入方式主要包含以下几种：

3.1 站控层网络接入方式

这种接入方式是指，在实际应用过程中，电气监控系统负责完成电厂电气信息的收集，分散控制系统利用站控层网络交换机与该系统进行通信，进而得到自身所需的相关信息。这里主要对站控层网络接入方式的特点和缺陷进行分析：

3.1.1 站控层网络接入方式的特点

这种接入方式的特点主要包含以下几种：第一，就应用层通信而言，同时被这两种系统监控的设备的通信协调性较好，但其控制的实时性相对较差。第二，分散控制系统与电气控制系统将通信方式应用在应用层中，这种应用方式可以促进相互信息利用率的提升。第三，应用这种接入方式，便于系统维护工作和扩展工作的进行[4]。

3.1.2 站控层网络接入方式的缺陷

当分散控制系统具有一定的封闭性时，实现二者站控层网络接入方式的难度相对较高。

3.2 通信管理层接入方式

这种接入方式是指，电气监控系统负责采集所有电气信息，分散控制系统通过分布式处理单元层实现与电力监控系统通信管理机之间的通信。应用这种接入方式的要求为：电力监控系统的通信管理机与分布式处理单元接口的规范性较强。

3.3 间隔层接入方式

这种接入方式是指，电气监控系统负责采集测控设备、保护设备以及智能设备产生的电气信息；分散控制系统负责采集热工控制设备及与整个热工过程有关的信息。这种接入方式的缺点在于：分散控制系统与电气监控系统所采集的信息包含重叠部分，这种现象引发了资源浪费。

3.4 混合接入方式

这种接入方式是指，分散控制系统与电气监控系统分别在站控层、过程层以及通信管理层之间建立连接。这里主要对这种接入方式的特点和作用进行研究。

3.4.1 混合接入方式的特点

与其他接入方式相比，混合接入方式的实用性相对较高。其特点主要包含以下几种：第一，应用这种接入方式之后，电气控制系统和分散控制系统的独立性得到了良好体现。在实际应用过程中，系统的可维护性和扩展性相对较好，且二者之间的数据共享操作较为简单。第二，在混合接入方式中，可以按照可操作性要求对这两个系统的相互信息进行分类，其通信过程建立在站控层、通信管理层的基础上，因此，通信效率会发生显著提升。第三，这种接入方式建立在分类系统信息的基础上，因此分散控制系统与电气监控系统之间的协调性会发生显著提升。在实际的电气设备管理工作中，可以利用通信管理层完成设备控制命令的下达；利用网络层连接通信达到沟通不同运行管理模式目的[5]。

3.4.2 混合接入方式的作用

这种接入方式的作用主要包含以下几种：第一，传输遥控信息、为过程控制判据提供转发与热工过程具有非紧密关系特点的数字模拟量数据；第二，采集电气设备在热工过程中的马达开关数字模拟量。

4 结语

就通信管理层和间隔层而言，电厂电气监控系统的组网模式主要包含面向控制过程和面向电气间隔两种。相比之下，面向控制过程的组网模式更加符合电厂的实际需求。电气监控系统的分散控制系统接入方式相对较多，混合接入方式的应用优势较为明显。

[1]师法民,吴伟,张克惠,等.电厂电气监控系统组网模式及其与分散控制系统接入方式的研究[J].电网技术,2008(11):61-65.

[2]乔振宇.国电霍州发电厂600 MW机组电气控制系统ECS设计与研究[D].保定：华北电力大学（河北）,2010.

[3]王振霞.分布式电气控制系统性能分析及控制模块设计[D].北京：华北电力大学（北京）,2007.

[4]林舜华.基于PLC技术的燃煤电厂除灰监控系统研究[D].上海：上海交通大学,2007.

[5]王立妍,张洪亮.浅析发电厂电气监控系统的总体架构和功能[J].科技传播,2010(9):123-124.

（编辑：王璐）

Research on Networking Mode of Power Plant Electric Monitoring System and Its Connection with Distributed Control System

Zhang Hong
(Sichuan Guang’an Power Generation Co.,Ltd.,Guang’an Sichuan 638000)

This paper discusses the electric control system networking model and the way of distributed control system accessing to guarantee production quality.

power plant;electric powermonitoring and control system;networkingmode;distributed control system;accessway

TM76

A

2095-0748(2016)20-0045-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.19

2016-09-26

张洪（1972—），男，重庆潼南人，本科，工程师，研究方向：火电厂电气管理。