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火力发电厂电气监控系统ECS应用和发展 　　【摘要】本文主要介绍了火电厂电气监控系统ECS的发展历程以及ECS接入集散控制系统（DCS）的不同模式在应用中存在的各种弊端，简单的分析DCS了系统硬接线方式缺点，对ECS的发展提出新的展望。 　　【关键词】集散控制系统（DCS）；电气控制系统(ECS)；硬接线 　　1.引言 　　随着全球数字化信息技术的发展，火电厂在自动化技术也取得了飞速发展，在电力运营市场化的环境下，通过采用自动化更高的的技术和产品来实现生产过程自动化和管理现代化成为火电厂生存和发展的必经之路。目前国内新建的火力发电厂一般都配备了集散控制系统DCS、厂级监控信息系统SIS、厂级管理信息系统MIS和输煤、化水等辅助控制系统。火电厂电气监控系统ECS正是在这种背景下产生的，通过接入DCS，从而为实现火电厂机炉电一体化运行监控提供解决方案，本文从应用角度出发，分析了国内ECS的产生、发展和ECS接入DCS的不同模式在实际应用中存在的问题，展望了ECS实现全通信的最终目标。 　　2.ECS的产生 　　从20世纪80年代开始，我国单机容量300MW及以上的火电机组开始采用DCS，最初主要是控制汽机和锅炉，但电气控制仍采用硬手方式，使得机炉控制与电气控制极不协调。20世纪90年代后期，随着各种微机保护测控装置的运用，电气系统开始逐步接入到DCS中，接入到DCS的主要系统有：发变组系统、发电机励磁系统、高压常用电源系统。这种方式电气信息通过硬接线接入DCS，如图一。 　　接入信息主要包括遥信量输入输出和遥测量输入，接入方式为空节点和4-20mA直流信号。采用这种方式后，通过DCS的CRT实现了电气相关信息的显示、报警以及对相关电气设备的控制调节。这种方式的优点是：电气量的I/O模件柜布局集中布置，方便管理；硬接线方式信号传输中转环节少，对信号的反应快速可靠，连接电缆正确后，发生故障的几率低，维护量小。虽然一次性投资高，但目前大部分电厂、设计院仍认为硬接线是ECS接入DCS的最快速可靠的方式。因此，在通信方式逐步扩大推广应用的环境下，目前对可靠性、实时性要求很高的电气控制仍然保留了硬接线的方式。但硬接线在实际实施和??行过程中也存在一些问题，例如： 　　(1)DCS需要配置大量的变送器、IO卡，机柜和连接电缆，施工复杂，成本高。 　　(2)接入DCS的信息量有限，系统扩展性差。 　　(3)厂用电需配置单独的电度表，但又不能实现自动抄表。 　　(4)无法完成事故追忆、定值管理、操作票等复杂的电气维护和管理工作。 　　(5)客观上造成硬件资源的重复配置。 　　鉴于硬件接入方式的上述不足，采用通信方式替代硬接线方式是很有必要的。近年来，以工业以太网为代表的网络通讯技术在电力自动化领域得到广泛应用并日趋成熟稳定，为火电厂电气系统接入DCS系统提供了成熟的运行经验和技术保障。为了提高火电厂的自动化水平，一些电气设备厂家陆续推出基于网络通讯的电力监控系统，火电厂ECS接入DCS的方式也变为“硬接线+通信”的方式，目前，以通信方式部分取代硬接线已经得到了国内大部分电厂用户和设计院的认可。对于采用完全取消硬接线的全通信方式，不少电力设备厂家也在积极探索中。相比国内，在欧美等发达国家的大中机组，DCS的应用更加成熟，自动化程度更高，并且ABB、西门子等设备厂家能提供从继电保护、间隔测控单元的到DCS的完整解决方案，而国内DCS与继电保护一般由不同的厂家提供，系统互连有一定难度。 　　 　　3.“硬接线+通信”的方式的ECS构成 　　“硬接线+通信”方式的ECS一般采用分布式分层体系结构，一般分为站控层、通信层和间隔层三层，系统网络结构如图二。 　　站控层一般采用C/S的分布结构，由服务器、工作站和通讯网关等组成，形成电气监控系统。目前虽然电气系统的大量信息通过通信接入DCS，但主要是用于监控功能，DCS并没有开发争对电气的高级应用软件。通过ECS相对独立的实现对电气系统的监控，不仅提供了DCS的后备控制手段，还能实现诸如保护定值管理、录波分析等复杂的电气维护操作，为电气系统的维护、运行提供专业的管理平台，这也是ECS的核心价值之一。 　　通信层一般以通信管理机为核心，对信息起到分组与上传下达的作用，通过以太网接入站控层的实时主干网，厂用电综保装置通过RS485或者现场总线接入通信管理机，对于第三方智能电器设备，一般通过通信管理机实现通信接口和规约转换，从而实现完整的电气系统联网，同时通信管理机可经过串行接口与DCS的分布式处理单元DPU相连，进行信息交换。目前ECS与DCS的通信可通过站控层的通信网关与通信层的通信管理机两种方式实现，通信网关一般采用100M以太网，通信量大，但需DCS开发专门的软件模块，受D