火电厂电气综合自动化系统探讨

火电厂综合自动化系统许继日立一、火电厂自动化系统构成火电厂自动化系统一般由以下几部分构成:1、厂级监控信息系统SIS2、电厂管理信息系统MIS3、远动系统4、继电保护及故障信息管理子站5、数据采集与监视控制系统SCADA6、机组分散控制系统DCS、火电厂自动化系统构成故障信息主站电力调度口动化系统EMS能量管理系统故障信息子系统保护定值管理、保护富总和菽障录波管理与分析升压站UPS系统升压站直流系统开关站保护开关站录波系统网控、电能计量录波等提供电源二组220/110V电池开关站设备保护开关站设备录波■■SCADA系统电能讣量系统远动系统级监控信息系统DCS系统升压站监控系统（NCS）机组单元厂用电系统.主要设备的状态和控制电气监控管理系统CMSE二、系统组成及功能1、厂级监控信息系统SIS全厂生产过程信息监视、统计和分析•厂级和机组性能计算分析和操作指导运行调度和机组之间负荷优化分配•设备状态监视和故障诊断机组和设备寿命管理二、系统组成及功能2、电厂管理信息系统MIS办公自动化管理子系统系统管理子系统财务管理子系统计划管理子系统燃料管理子系统设备管理子系统厂长查询决策子系统党群管理子系统教培管理子系统环保管理子系统劳动人事管理子系统安检管理子系统运行管理子系统生产技术管理子系统二、系统组成及功能3、远动系统电厂与调度之间的通讯监控功能①四遥功能②事件记录③统一时钟④规约转换DCS系统SADNCS系统开关站设备控制电能计量系统网络柜路由器交换机MODEM网络继电器室-远动屏DI/DO/AI/VO/交流釆样远动处理器1、系统组成及功能4、故障信息子系统①、显示设备实时状态②、保护事件实时通知、事件历史查询查询④、召唤定值⑤、保护对时省调（故障信息主站）i故障信息子站屏网络继电器室交换机/Fax Modem故障信息处理器网络继电器室开关站保护开关站设备保护电厂工程师主站工程师站计算机打卬机开关站录波系统开关站设备录波1、系统组成及功能5、数据采集与能量管理系统① 、数据采集（有功、无功、电流、电压、 相位、幅值）② 、电度量控制管理网络柜 路由器 交换机 MODEMDAS 、 SCADA 网络继电器室DCS 系统网 调二、系统组成及功能6、机组分散控制系统DCSDCS 系统是目前火电厂最大、功能最多的控制系统，包 括以下子系统数据采集系统DAS顺序控制系统>c锅炉炉膛安全监控FSSS 协调控制系统g矿气控理统Ms 灯电监管系EC二、系统组成及功能6、机组分散控制系统DCS火电厂的DCS系统涵盖了整个火电厂的一次、二次设备的监视、控制功能。

一
送 成百 上 千 个 “ 点” 。
４ ） 由于 Ｄ Ｃ Ｓ对电气测点的限制， 使电气系统 的许 多应用功能无 法 实现， 如故障诊断 、 故障分析 、 经济性分析 、 定值管理等 从 而无 法提升 电气 系统的运行管理水平。近年来， 以现场总线 、 工业 以太 网为代表 的 １ Ｅ Ｃ Ｓ 的发 展 历 程 网络通信技术在变电站综合 自动化系统 的成 功应 用， 以及 Ｄ Ｃ Ｓ系统 硬 接线方式缺点 的逐 步暴露 使得全面 提高厂用电气系统 自动化水平 的 发电厂电气 自动化系统可 以分成以下几个主要部分： 呼声越来越高 从 ２ ０ ０ ０ 年 以来 国内国外一些 电力 自动化设 备制造厂 １ ． １ 发 变 组 保 护 提 出 了多种 含发 电机保护 、 变压器ｆ 含 主变 、 高厂变 、 高备变） 保护， 在大 中型机 家和 电力规划 、设计 和使用 和试验 部 门一起 积极 探索． Ｃ Ｓ方案 ， 并在许 多电厂进行了试验， 积 累了宝 贵的经验 。这些 方案的 组 中． 通 常以发 电机—— 变压器组保 护或发 电机—— 变压器——线路 Ｅ 共 同特点 是 ：厂用 电气 自动化设 备通过 现场总 线联 网：电气 系统 与 组 保 护 的 形 式 出现 Ｄ Ｃ Ｓ问采用通信 加部分硬接线方式 进行联系 以减少 电缆数量： 建 立 电 １ ． ２ 发 电机励磁调节系统（ Ａ ＶＲ １ 气后台系统， 规划并逐步开发各种应用软件 含励磁调节装置 、 功率单元 、 机端变等 。 ｌ － ３ 发 电厂升压站网络监控系统（ Ｎ ｃ ｓ １ ２ Ｅ ＣＳ系统的构成 从结构上看 ． Ｅ ＣＳ系统可分成三层 含高压线路保护 、 母线保护 、 低压线路保 护测控装置 、 后 台监 控系 统 、 “ 五防 ” 、 Ｒ Ｔ Ｕ等 。 第一层 ： 问隔层 。这一层主要为完成各种专业化功能 的智能装置 ， Ｋ Ｖ１ ０ Ｋ Ｖ系统 系列保 护 测控 装置 、厂 用 电低压 １ － ４ 发 电厂厂用 电气 自动化系统 ｆ Ｓ ） 含厂 用中压 ６ ｋ Ｖ和低压 ３ ｖ系统 包 括：厂 用 电中压 ６ 的保护测控装置 、 智 能马达保 护器 、 安 全 自动装置 、 网络通信及 后台监 ４ ０ ０ Ｖ系统系列智能控制器及测控装 置 、 厂用 电源快 速切换装置 、 低 压 备用 电源 自投装 置 、 自动准同期控 制装 置 、 小 电流接地选 线装置 、 直 流 控应用系统 。 接 地选 线装置等 这些 智能装置通常都 以嵌入式软硬件技术 开发 有 １ ． ５ 其他 电气设 备和系统 如直流电源 、 ＵＰ Ｓ等的控制系统 。 发变组保护装置 、 励磁调节装置 Ｃ Ｐ Ｕ、 Ａ Ｄ、 Ｒ Ａ Ｍ、 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ、 现场总线 或以太网对外 通信接 口等 第 二层 ： 通信管理层。这一层包括通信 网络及通信管理装 置， 主要 是 发电机 组最重 要的 自动化设 备之一 ， 由于其很高 的专业性 和重要性， 传统上作为独立 的子系统设计和运行 ， 目 前 普遍采用嵌人式软 硬件开 完成与上述各种智能装置 、 Ｄ Ｃ Ｓ系统 、 电气后 台监控 系统 、 发 电厂其 他 发实现． 系统对 外留有通信接 口； 升压站的作用是将发 电机 发出的电升 智能设备（ 如 发电机保护 、 励磁 调节装 置 、 马达保护 器等） 、 发 电厂其 他 如厂级监控系统 Ｓ ｉ Ｓ ） 的通信 通信方式采用工业 以太 网和现场总 高 电压后输送人 电网。 因此网控系统（ ＮＣ Ｓ ） 的主要作 用是实现升压站运 系统ｆ 行控制的 自动化与 电网 中普通变电站的综合 自 动化 系统很相似， 由于 线， 如Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ 、 Ｃ Ａ Ｎ等， 通 信管理装 置实 现不 同现 场总线 接 口标 准 近年来变 电站综合 自动化系统技术发展很快， 网控 系统得益于此， 基本 的互联 以及不 同通信规约的转换 第三层 ： 站控层 。这一层主要包括后 台监控系统计算机硬件 和各 与之 同步发展 发 电厂厂用 电气 自动化系统（ Ｅ Ｃ Ｓ ） 是近年来随着 网络通信和软件 种专业应用软件硬 件有服 务器 、 工作站等应 用软件包括 Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ （ 数据 技术 的发 展而演变而来 的一个 新的综合 自动化系统 。众 所周知， 发 电 采集 和监控１ 、 厂用电抄 表 、 录波分析 、 电动机故 障诊断 等各种基 础应 厂厂用 电气 二次系统包含众 多的控 制设备， 这些设备 的显著特点是 可 用及高级应用功 能软件， 以及后 台系统 与发电厂其他管理 系统ｆ 如Ｍ Ｉ Ｓ 靠性 要求 高 、 功能配置专业 化 、 安装位置分散 。长期以来， 厂用 电气 控 系统１ 间的通信接 ｌ Ｙ ｌ 软件 制设 备一 直是独立运行 的， 控制难 以协调 、 信 息难 以共享 也不存在 实 ３ 今 后 的发 展 展 望 际 意义上的系统 从 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年 代初期开始， 厂用 电气 自动化产 品 经 历了一个重要 的历史过 程 在 这一过 程中， 大部分设备完成 了从集成 Ｅ Ｃ Ｓ顺应技术发展大潮． 充分 利用现场总线和 网络通 信技术对 发 电路 型向微 机型威 直接 从晶体 管型和电磁型向微机型 的升级换代， 实 电厂厂用系统实现 了全 面的技术提升． 对 厂用 电气系统的发 展具有重 现了厂用电气 自动化的一次飞跃。 但随后， 自１ ９ ９ ８ 年左右， 围绕其下一 要 的现实意义． 甚至对 Ｄ Ｃ Ｓ系统本身的发展也有重要 的参考价值 但 步的发展 目标． 在行业内引起了严重的分歧， 一种观点认 为电气系统应 是． 该 系统要 达到设计 的最 终 目的． 还必须在 以下两方 面获得实质性 的 仍 以常规硬结线 方式接入 Ｄ Ｃ Ｓ 系统，电气 二次设 备维持分立 状态， 甚 突 破 ： 至认为 可扩展 Ｄ ｓ功能． 在Ｄ ｓ中直接实 现 电气二 次设 备的功 能； 另一 １ ） 实现对厂用电气全通信控制。 由于通信速度 和系统 可靠性 还有 种观点认为应利用现场总线和 ５ ４内蒙古石油化 工网络对电气二次设 定的距离，目前的 Ｅ Ｃ Ｓ 系统还不 能满 足从 Ｄ Ｃ Ｓ 通过 Ｅ Ｃ Ｓ 对 电气系 备进行 联网， 一方 面 以通信方 式接入 Ｄ Ｃ Ｓ系统， 以节省包 括 Ｄ Ｃ Ｓ 在内 统的 “ 通信全控”方式 Ｅ Ｃ Ｓ系统与 Ｄ Ｃ Ｓ系统 间还 保 留了一部 分硬接 的综合投 资， 一方面组建 电气后 台应用系统 ， 提升电气系统的运行

探讨火电厂自动化系统的运用【摘要】随着电力生产的重要性，火电自动化也显得尤为重要，火电厂仪表的自动化控制是火力发电厂系统中的重要组成部分，它在应用中极大的提高和促进了设备的利用性和可靠性。

文章通过介绍火电厂自动化的实际意义，分析了各种先进技术在控制系统中的分布情况，以供同行日后工作参考。

【关键词】火电自动化火电厂DCS 系统控制系统的发展将向两个方向延伸，一个是控制设备的高度智能化、网络化，另外一个是控制策略的优化，这个方向的发展依赖于实际生产中应用人员与计算机控制技术的深入融合，也就是说，目前人类对计算机的应用还仅仅停留在初级阶段，随着编程技术的发展，人类将来可以在计算机平台上随意实现自己的控制策略。

1 自动发电控制及其应用自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）是现代电网控制中心的一项基本和重要的功能，是电网现代化管理的需要，也是电网商业化运营的需要。

它在电网运行时不仅能实现自动调频和调峰，而且能使电网更加安全、经济、高效运行。

随着电网商业化管理，经济考核力度的加大，对电能质量要求的提高，仅仅靠调度员指令和人工操作来进行电网出力的调整，已不能满足现代化大电网运行管理的需要，而必须实现AGC。

电网的频率以及功率的调整正常情况下都是根据负荷变动的情况和幅度变化的情况来进行不断调整的。

对于幅度较小的、变动周期也很短的微小分量来说，一般情况下都是按照频率的偏差来对其进行调整的，这种情况称为一次调频；与其相反，对于变化幅度较大、周期也比较长的变动负荷来说，这种情况需要直接改变汽轮的发电机组的出力来达到调频的目的，这样的情况成为二次调频。

当二次调频是由电厂员工来操作的就成为就地手动控制；如果是由电网的调度中心专业部门的能量管理系统来实现其控制的话，这种情况称为自动发电控制。

火电厂的AGC控制系统主要由三部分组成：电网调度中心的能量管理系统（EMS）、电厂端的远方终端单元（RTU）和由分散控制系统（DCS）构成的协调控制系统（CCS）。

系统的在线设备管理等。 １２ 火力发 电厂 电气 自动化系统的特点 ． 火 力发电厂电气 自动化系统相对其他系统 ，设备数量与布置相对较 多，且系统较为复杂 ，在设备安装时需将各用 电设备分散安装在各个 电 机和配 电室的主控 中心 ，系统运行中信息量大 ，安装电气元件较多 ， 检 修维护复杂。电气 自动化系统设 备操作频率低 ，部分设备在很长时间才 操作一次 ，其保 护自动装黄要求性能却很高 ，需要快 速的对设备进行操 作与反应 。电机设备 自身构造逻辑较简单 ，但操作机构却很复杂。从控 制方式 出发 ，电气 自动化系统的设备的监控主要接人Ｄ Ｓ Ｃ 系统 ，在两 台 机组用一个被变时要考虑到控制权的唯一性 ，所以 ， 在运行过程中 ， 要 做 好两 台机组Ｄ Ｓ Ｃ 电气 的控制模 式。在火 电厂建立电气 自动化系统时 ， 系统结构与Ｄ Ｓ Ｃ 的联 网方式是系统高效可靠运行的关键 ， 既要实现正常 的运行操作 与 启停外 ， 又要实现实时显示异常运行与事故状态下的各种 状态与数据，并提供相应 的应急处理措施与操 作指导 ，以保证 电气系统 在最安全 的合理： 况下 工作。 【
系统 动态并进行设备的维护与管理 ，Ｅ Ｓ Ｃ 系统与其他系统￣ Ｄ Ｓ Ｉ、 ｎ Ｃ 、Ｓ Ｓ ＭＩ实现数据交换 ，并且电厂的主接线电气分布分段对各种分组装黄进 Ｓ 行 分配控制 ，智能设备通过Ｒ ４ ５ ２ ２ Ｓ ８ — ３ 口与主控单元Ｓ Ｎ ０ 】 连接 ， Ｃ 一 ３Ｅ ＤＳ Ｃ 数据通过站控层的转发工作站实现 ，其它信息如有需要可通过硬接 线方式与Ｄ Ｓ Ｃ 连接 。
参考 文献
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