火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS的應(yīng)用和發(fā)展

摘 要：文章主要從ECS的產(chǎn)生以及ECS連接方式的構(gòu)成兩個(gè)角度進(jìn)行了分析，得出ECS在火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用方式，并對(duì)其未來的發(fā)展方向進(jìn)行了詳盡的分析。希望通過文章的探究，為相關(guān)的人員提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS；應(yīng)用；發(fā)展

在信息技術(shù)逐漸發(fā)展的進(jìn)程中，火電廠也開始應(yīng)用信息化技術(shù)進(jìn)行工作。現(xiàn)階段，我國的火力發(fā)電廠都配置了相應(yīng)的電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS，利用有效的方式將ECS與DCS相連接，使得火電廠的機(jī)爐電之間形成了一體化運(yùn)行的模式，從而有效地推動(dòng)了火力發(fā)電廠的發(fā)展。文章主要從火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS的應(yīng)用角度來進(jìn)行探究，并分析了ECS的發(fā)展前景，下面就展開具體的分析。

1 ECS的產(chǎn)生

我國的火電機(jī)組在不斷的發(fā)展中，自1980年，我國火力發(fā)電廠中所應(yīng)用的火電機(jī)組的單機(jī)容量逐漸突破了300mw，而為了能夠支持大容量火電機(jī)組的運(yùn)行，我國開始在該種類型的火電機(jī)組中應(yīng)用ECS，在應(yīng)用之初，主要是利用ECS對(duì)汽機(jī)以及鍋爐進(jìn)行掌控，然而，電氣控制畢竟是一種機(jī)械式控制方式，無法靈活性操作，所以導(dǎo)致了機(jī)爐無法與電氣之間形成協(xié)調(diào)一致的運(yùn)行局面。在1990年以后，各種微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置被逐漸的發(fā)展起來，并開始應(yīng)用到火電機(jī)組中，這樣就使得電氣系統(tǒng)逐漸與DCS開始連接。

在電氣系統(tǒng)與DCS進(jìn)行連接后，需要進(jìn)行接入信息的傳送，而電氣系統(tǒng)與DCS之間的連接方式主要是采用的空節(jié)點(diǎn)與4-20mA直流信號(hào)之間的連接。應(yīng)用這樣的連接方式，可以使得電氣系統(tǒng)與DCS中的CRT之間進(jìn)行有效的電氣信息傳送，從而使得電氣設(shè)備能夠有效地實(shí)現(xiàn)控制和系統(tǒng)調(diào)節(jié)。這樣的連接方式主要是以硬接線連接為參照依據(jù)，雖然，連接需要的投資金額相對(duì)較大，但是現(xiàn)階段大部分的火力發(fā)電廠還是沿用著硬接線接入的連接方式，但是這樣的連接方式也在長期的發(fā)展中，問題逐漸暴露出來，例如DCS需要地有很多的外配設(shè)施進(jìn)行配置，在連接的過程中，需要耗費(fèi)的資金成本較多，并且DCS在連接之后，接入信息具有較大的局限性，系統(tǒng)無法有效地進(jìn)行性能的拓展等。

上述的接入方式還存在很大的難度，采用其他的方式來取代硬接線連接方式是有其一定的必要性的。這些年，通信技術(shù)在不斷的發(fā)展當(dāng)中，其也逐漸的應(yīng)用到電力自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)中，為電氣系統(tǒng)與DCS的連接奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。要想能夠使得火力發(fā)電廠的運(yùn)作質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升，就需要合理的應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)，這就是電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的條件。而隨著電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，ECS與DCS的連接方式也轉(zhuǎn)變成了硬接線+通信的連接方式，而這樣的連接方式也逐漸得到了各個(gè)火力發(fā)電廠的認(rèn)可，并且相關(guān)的人員正在對(duì)ECS進(jìn)行不斷的完善，但是，我國的DCS與繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)廠家不同，因此，要想將系統(tǒng)連接起來還存在一定的困難。

2 “硬接線+通信”的方式的ECS構(gòu)成

就目前火力發(fā)電廠中電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS來看，其主要采用的連接方式就是硬接線+通信連接方式，這樣的連接方式的結(jié)構(gòu)主要采用的是分布式分層體系結(jié)構(gòu)，在這一結(jié)構(gòu)中，所分的層次主要為站控層、通信層以及間隔層等。

如今，絕大多數(shù)的電氣系統(tǒng)信息都是利用通信來實(shí)現(xiàn)與DCS的連接，而連接所起到的主要作用就是監(jiān)控作用，卻并沒有應(yīng)用任何控制電氣的軟件。而將ECS應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，不僅可以為DCS控制的實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)，而且還能夠進(jìn)行各種復(fù)雜的電氣保護(hù)操作，使得電氣系統(tǒng)在安全、有效的管理平臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)作，這也發(fā)揮了ECS的應(yīng)用價(jià)值。

通信層一般以通信管理機(jī)為核心，對(duì)信息起到分組與上傳下達(dá)的作用，通過以太網(wǎng)接入站控層的實(shí)時(shí)主干網(wǎng)，廠用電綜保裝置通過RS485或者現(xiàn)場(chǎng)總線接入通信管理機(jī)，對(duì)于第三方智能電器設(shè)備，一般通過通信管理機(jī)實(shí)現(xiàn)通信接口和規(guī)約轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)完整的電氣系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)通信管理機(jī)可經(jīng)過串行接口與DCS的分布式處理單元DPU相連，進(jìn)行信息交換。

3 全通信ECS通信的展望

ECS系統(tǒng)在發(fā)展的進(jìn)程中，其不斷對(duì)自身的電氣自動(dòng)化水平進(jìn)行提高，有效地改善了ECS與DCS之間的連接方式，發(fā)展至今，ECS與DCS之間已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了無縫連接。雖然，目前的DCS與ECS之間是一種無縫連接的狀態(tài)，但是對(duì)通信信息還是應(yīng)用的監(jiān)控手段，而沒有實(shí)現(xiàn)有效地控制，這樣無法滿足用戶的實(shí)際需求，為了能夠使得用戶的需求得到最大限度的滿足，我國的一部分ECS廠家開始針對(duì)通信進(jìn)行了詳盡的研究，在研究的過程中，也積累了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，這就為全通信方式的構(gòu)建奠定了一定的基礎(chǔ)。

這種情況下，通信管理機(jī)按照電廠的工藝配置需求，參與工藝聯(lián)鎖控制的通信管理機(jī)和相應(yīng)的DPU一對(duì)一進(jìn)行通信，由于每個(gè)工藝過程的綜保裝置數(shù)量較少，因而通信實(shí)時(shí)性較高，基本能滿足電廠工藝聯(lián)鎖控制的需求，對(duì)于不參與工藝聯(lián)鎖的電氣信息，通過ECS站控層的通信網(wǎng)關(guān)接入DCS。

通過這種方式，電氣系統(tǒng)的控制和聯(lián)鎖全部通過網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性和硬接線雖然有一定的差距，但都能滿足技術(shù)要求，在實(shí)現(xiàn)全通信的目標(biāo)過程中，是一種大膽有益的嘗試，但這種方式也存在一些困難：

（1）在ECS、DCS中，控制都是通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，但網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般都不大于三層，并且互聯(lián)的設(shè)備一般為一個(gè)廠家的產(chǎn)品和系統(tǒng)，控制信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)為四層，DCS的開放性限制也影響了兩個(gè)系統(tǒng)之間的連接的緊密型，可靠性和實(shí)時(shí)性也受到較大制約。

（2）通信管理機(jī)因工藝的過程來配置，因數(shù)量較多而使投資成本增加。在未來應(yīng)用中，如果參與工藝聯(lián)鎖的綜保裝置能夠根據(jù)DCS和ECS的不同要求，把控制信息和非控制信息分開，分別通過獨(dú)立的接口接入DPU和ECS的通信管理機(jī)，這樣接入DCS信息的可靠性和實(shí)時(shí)性會(huì)有很大提高，但通信負(fù)荷的增加、控制的切換等對(duì)綜保裝置提出了新的技術(shù)要求，同時(shí)DCS廠家在市場(chǎng)利益受沖擊的情況下，接入不同通信接口和規(guī)約的裝置，勢(shì)必會(huì)有較大阻力。

4 結(jié)束語

綜上所述，我國的電力系統(tǒng)在高速發(fā)展的同時(shí)，也使得ECS的應(yīng)用范圍逐漸得到拓展，在目前的大中型火電機(jī)組中，ECS主要采用硬接線+通信的方式與DCS進(jìn)行連接使用，從而有效地滿足了機(jī)爐電一體化控制的目標(biāo)。而隨著社會(huì)的發(fā)展，通信技術(shù)以及ECS都得到了有效地發(fā)展，這樣就使得火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS的應(yīng)用效果更加突出，使得火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)連接方式發(fā)生了進(jìn)一步的轉(zhuǎn)變，硬接線的全通信方式會(huì)逐漸被硬接線+通信的連接方式所取代，應(yīng)用這樣的連接方式，能夠有效地實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]孫淑琴，王應(yīng)吉，鄭凡.“發(fā)電廠電氣”課程教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012（5）.

[2]劉亞.發(fā)電廠電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（22）.

[3]胡泉頻.發(fā)電廠電氣系統(tǒng)運(yùn)行問題及對(duì)策探討[J].電子世界，2013（17）.

[4]葉文杰.發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修方案優(yōu)化研究[J].科技傳播，2013（22）.

[5]計(jì)野.淺論發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)[J].無線互聯(lián)科技，2013（12）.

[6]潘寶良.淺論火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中故障原因及應(yīng)對(duì)措施[J].科技資訊，2012（20）.

[7]陶龍.火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中出現(xiàn)故障的原因及對(duì)策分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（5）.

[8]尹健輝.試論火力發(fā)電廠常見電氣故障處理與維護(hù)措施[J].科學(xué)之友，2013（1）.

[9]華鑫.淺談火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中出現(xiàn)故障的原因及解決對(duì)策[J].科學(xué)之友，2013（2）.