电厂数字化的现状与对策探析.docx

电厂数字化的现状与对策探析 摘要： 电厂数字化系统是一个集成了计算机、控制、通信以及网络的综合系统，通过开发电厂的数字化系统，有利于提高电厂的整体水平，保证电厂设备安全稳定的运行。 关键词：电厂数字化；现状；对策 随着我国经济的发展，电力系统的改革也变得更加迫切，电力作为现在人们日常生活中必不可少组成部分，它的改革也更加具有使命性，所以对电力系统的改革也要求更加深入，提出更高的要求，才能满足我们生活的实际需求。当今时代计算机技术和网络信息技术快速发展的同时，也给我们电力系统提供了便利，为电力数字化系统从各个方面都提供了非常有力的平台。通过使用计算机和网络以及通信来控制整个电力系统的运行。这不仅仅能对单一的电厂使用，还能够进一步对梯级流域，甚至是跨流域的电厂进行安全监控，用以促使经济的运行。 一、电厂数字化的现状 计算机监控系统 计算机监控系统是一个自动控制的系统，它的要求是具有实用性、可靠性以及先进性，才能满足这个对客户化要求十分高的自动控制系统。计算机监控系统中的电厂控制层，首先应当设直流和交流的控制电源，监控系统的LCU和外围自动化装置，最好使用交直流双电源、互为备用、无扰切换的供电方式，电源装置的电压选择应当确保正常使用的交流供电、直流的备用，这样才能减轻直流系统的负荷。在电力系统中，UPS在自然环境下的使用寿命非常短，不易维护，不适合采用。监控系统的主站工作站、服务器和网络设备等的运行环境要达到国家规定要求，采取交流+UPS供电方式比较好。 监控系统与其他系统接口 用开关量DIO接口和通信两种方式控制LCU和监控系统与励磁、保护、调速器系统。对于DIO方式，由于交换信号相互对应，接线相当简单，方便故障查处和调试。不过在接线表较多，控制功能缺乏，如有功和无功的调节，必须在LCU内编制复杂的PID调节程序，如PID参数不对，也有可能造成性能调节不佳。在试验中发现，这种方式仅仅对无功电压闭环调节有效，但对有功闭环调节常常出现调节不到位超、超调或者调节延时的情况。 在采用通信方式的时候，LCU直接给定值传送电调和励磁装置，实现有功、无功的一次设定。LCU将通信链路得到的各个自动化装置的内部情况，通过微机保护的事故追忆采样。监控系统与励磁、保护、调速器装置接口，不过系统间保持独立，在通信上能够“互检”和容错，如果一方出现故障，也并不会影响其它系统运行的正常。通信方式是直接用作控制和调节的。 监控系统与自动控制回路装置的协调 机组或者辅助的公共设备，例如，深井泵、压油泵、冷却水系统、空压机等，一般都有自动控制装置。在处理自动化与监控系统的关系时，应当遵循自动化为主的原则，监控系统通过开关量、模拟量的采集，并不需要通信承担监视、后备控制的任务，一旦系统出现异常，就会发出信号，与此同时，通过信号采集进行紧急控制。直流电源装置也可以看作是自动装置，监控系统仅能对直流系统、电源装置进行监视工作，并不能参与控制。所以就并不需要建立网络或者串行通信。 事件记录和故障录波 事件记录和故障录波装置是分析事故以及处理事故的装置。事件记录一般集成在计算机监控系统中。因采样的速度和内存等因素的限制，往往不能提供足够用来作为分析事故的波形；一般用在开关站的故障录波，作为线路故障数据的主要部分，它主要作用是采集和分析。为了避免配置故障录波器的重复采集，通常不再配置故障录波器，使电缆布置和二次回路复杂化，这样就不太可能收集全信号和有些设备的关键量，中间计算数据点也不能提供接口。由监控系统和具有快速交流采样功能的微机保护装置分担事故记录与故障录波较为合理。不过，这就对微机保护装置、微机励磁调节器、微机调速器有了要求，同时还要求具有判别故障、存储、对时等功能。 信号返回屏 作为电厂中实现监视和控制的重要交流界面，信号返回屏要求显示直观、清晰，对各仪表和元件位置要求固定，这样才能方便运行人员进行监控工作。当事故发生的时候，运行人员才能对整个电厂的运行状况一目了然，方便运行人员排除故障，减少工作时间以及电厂故障造成的经济损失。信号返回屏不可使用计算机屏幕或者电视机大屏幕，最好的方式是使用一些指针仪表，从而了解整个系统的实时动态。 二、电厂数字化的对策 采用星型分层监控系统的功能分布 单功能微机装置的集成系统中每个微机装置都有其特定且不相同的功能，例如有专门采集开关量的微机装置，还有专门采集模拟量的微机装置，还有专门进行操作控制的微机装置。这种系统在分布上都有一定大胆的尝试，也由于这创新，这种模式还并不成熟，还需要在实践中完善。 设备单元分布 以发电机组为单元将数据采集和控制集成到PLC装置中，组成控制单元LCU，虽然方便了检测维修，但是LCU无法接入以太网，而且每台配置计算机的LCU在成本上相当昂贵，而且还只能用作前置机。尽管现在 的系统采用了专门的计算机，而且在网络上已经跨出了一大步，不过在相应的标准下还并不完善，还不能形成理想的系统开放环境。 基于开放系统的监控系统 自动化装置的内部详细状态和微机保护的事故追忆采样值数据包。随着计算机和网络技术的快速发展，计算机的应用软件也越来越复杂，越来越庞大，软件开发人员和投入也越来越多，如何让这些丰富资源达到资源共享的效果，这就是自动化装置的开放系统所需要做的事情，它需要将自动化装置内部的详细情况和微机保护的事故采样追忆值做成数据包，达到资源共享，基于这种资源共享而形成的开放系统标准是TCPIP、POSIX、SQL、ODBC、JDBC、OPC等。基于开放系统的分布式，计算机监控系统也应具有通用性和可移植性，所以，监控系统的软件应该能安装在任何具有开放系统的计算机上。 基于对象技术 计算机硬件技术的快速发展，给软件开发商提供了广阔平台。软件技术发展至今，既要遵循发放系统标准，还要遵循面向对象技术标准。电厂计算机监控系统由于它所面向的对象具有复杂性和多样性，所以基于面向对象的技术应用将水电厂运行设备如发电机组、主变、开关等抽象为对象。从系统设计、编程语言选择到用户界面等过程都应依据面向对象的理念、原则和技术，这样工作的结果将给用户带来使用和维护上的便利。 三、结束语 计算机监控系统的最终目的是实现“无人值班”或“少人值守”的理想状态。它所采用的是电厂的机组、辅机、油水风系统、主变、开关站、公用设备、厂用电系统以及各种闸门等的电气量、开入量、温度量、压力、液位、流量等输入信号，用以完成各种生产流程，如开停机、分合开关等顺序控制，机组有用功功率和无用功功率的调节，AGC、AVC，以及其他设备的操作控制。同时监控系统还具有丰富的人机界面，防误操作的措施和一定的反事故处理能力。且，电厂数字化可以有效地控制成本，提高了企业协同工作能力，使电厂能够按工单跟踪成本和资源消耗，而且可以通过系统实现事前预测、事中控制和事后分析，有效地控制成本。信息在企