GPRS遠程在線監測技術在電廠變頻改造中的應用

宋維華

【摘要】 基于GPRS網絡的在線監測技術是一種集網絡技術、通訊技術、計算機技術等多種技術為一體的綜合性技術，將在線監測應用在發電廠機組節能變頻改造項目中，也是實屬先例，本文闡述了在線監測系統的設計思路，通過GPRS遠程在線監測系統在電廠變頻設備中的實際應用，探討發電廠變頻設備的在線監測技術功能、作用以及應用等相關問題。本文所提出的設計思路具有普遍通用性，能夠對現場設備的集中在線監測技術提供設計參考價值。

【關鍵詞】 GPRS 在線監測技術 變頻器 發電

一、引言

電廠電機的變頻改造是在保證系統安全可靠的前提下，以節能減耗、提高電廠自動化水平為目的的變頻調速方案。針對節能減排方案的高、低壓變頻器正是在此基礎上應運而生的產品。由于發電廠中實施變頻改造的對象是對發電機組相對重要的高壓電機和在輔機系統中的低壓電機，所以，對變頻設備可靠性的高標準要求是必然的，也是變頻產品在行業內立足與壯大的決定性因素。基于變頻器的遠程終端在線監測技術更是在保證變頻器安全可靠的前提下，提高電廠自動化水平的新技術。

遠程在線監測系統是通過無線公共GPRS網絡將變頻器的參數以報文的形式傳輸到遠程終端的通信方式，該系統可監測變頻器的所有參數與狀態，并將監測到的狀態傳輸至遠程終端監控中心，在監控中心，不僅可以直觀的看到變頻器的各個狀態與參數，還可對各項參數所采集記錄的數據分析，直觀的反應出電廠設備采用變頻改造后的節能情況與節電效果。

二、在線監測系統在電廠變頻改造中的作用及功能

基于GPRS技術的遠程在線監測系統在電力系統中的應用并不少見，在輸電線路、變電站中都有較為廣泛的應用，但是將在線監測技術應用在電力系統發電機組的直接負載——泵與風機的變頻改造項目中，還實屬先例，該系統經過研發，測試之后，已經成功投入現場運行，性能良好，運行穩定，是電廠能源節能減排項目中一個具有突破性的創新之舉。

發電廠變頻改造中，在線監測裝置是以集成系統形式通過RS-485通訊線走電纜溝與變頻器的RS-485通訊接口連接，在線監測裝置通過RS-485通訊以半雙工的形式接收變頻器發出的數據包，并通過GPRS網絡與internet網絡連接，最終通過internet網絡服務器發送至在線監測的遠程數據終端——監控系統主機。操作人員通過監控主機可直觀的監測變頻器的工作狀態，同時，通過發送報文的形式，可以控制變頻器的狀態，最終達到變頻器的遠程監控的目的。圖1是變頻器在線監測系統的工作示意圖。

遠程監控主機可實現對變頻器控制面板上能顯示的所有狀態的監測，如：頻率、電壓、電流、功率、柜溫、控制方式以及故障狀態等等多種狀態。

基于GPRS技術的遠程在線監測系統具有幾個顯著的特點：

1.無線通訊設備可實現將多臺變頻器采用RS-485通訊組網的方式，理論上可以實現N臺變頻器組網，考慮到通信干擾和變頻器自身的因素，實際應用一般不超過32臺變頻器向一臺無線通訊設備發送/接收數據包。在現場條件允許的情況下，采用RS-485通訊組網的方式可節約遠程在線監測系統的成本。

2.一個無線通訊設備可最多向4個公網IP地址的遠程終端發送/接收數據包。可實現不同級別終端對變頻設備狀態、參數及性能等情況的查看。（注明：本系統采用的無線通訊設備為宏電H7710 DTU ，對其他品牌的無線通訊設備可發送的遠程終端IP數量根據產品本身型號及特性決定。）

三、在線監測技術在電廠變頻改造中的實際應用

基于GPRS技術的遠程在線監測系統是一種基于通用無線分組業務的新型智能化、集成化的自動控制系統。該系統主要實現用戶對負載變頻器的狀態監測以及對變頻器的參數控制，以便保證電廠機組安全運行的條件下，保持較高的節電率，同時提高電廠發電效率。

基于GPRS技術無線通信的在線監測系統包括兩個子系統：基于GPRS的就地監測系統和遠程終端管理系統。就地監測系統實現變頻器狀態的數據采集，并將其以數據包的形式發送給遠程終端管理系統。從而實現遠程終端對變頻器狀態的監控。圖2所示為電廠變頻改造中在線監測系統的組成。

變頻器遠程監控的在線監測系統經過研制、測試以及在現場的試運行，經驗證，可實現其在功能上的各項要求。正式投運加入在線監測系統的變頻器有：華電宿州生物質能發電有限公司1#機組A、B給水泵高壓變頻器以及華電揚州發電有限公司2#除鹽水泵低壓變頻器。通過這兩個電廠變頻改造加入在線監測系統的成功案例，可以充分證明在變頻器的就地端加入基于無線通信的在線監測系統，能直觀反映出被改造設備的各項狀態與參數、工況的歷史數據以及節電率情況分析。具體地，遠程終端可監測并反映的信息包括：

1、遠程終端可監測到變頻器實時運行中的各狀態與參數；2、通過回調歷史曲線，可直觀反映變頻器連續運行的功率情況，通過系統內部數據庫調用，可直接反映出負載采用變頻改造之后的節電率情況；3、對就地變頻器出現的任何報警或故障，遠程客戶端都有提示報警或故障，并根據出現的狀況系統自動判斷給出處理該故障的專家診斷方法；

在投運的后期，將實現在線監測系統拓展到一個電廠的所有采用變頻改造的負載上，并通過對電廠機組中某個系統的負載整體評估，給出系統變頻改造的方案，不僅在機組節能上有所提高，在機組自動化水平提升上更有顯著效果，這對在線監測系統的要求又進一步提升，不僅要求能夠監測出變頻器的各狀態與參數，還要能夠在遠程終端反映出負載的運行工況等更復雜的相關信息。通過對系統中各負載的變頻改造評估，計算出各負載的節電情況，進而是整個系統的節電水平，更寬廣的發展可達到計算出電廠采用變頻改造方案之后，電廠整體的節電率情況。而且可在遠程終端的人機界面上，設定或修改變頻器的一些參數，如給定頻率、控制方式等相關可上位給定的參數與狀態。

四、結語

在信息化集成度較高的當代，將網絡、信息和控制等相關資源與技術相結合而成的新一種在線監測技術是應時而生的新產品，在線監測系統的數據能準確、實時地監測變頻器的狀態，而且遠程終端對變頻器的控制也減少了電廠DCS系統的壓力，對節能估算能力更有數字上的量化標準，更直觀，更可靠。在線監測技術通過不斷的改進，迅速發展，基于GPRS的變頻器在線監測系統能更好的適應當代國家對節能減排的政策需求，更好的適應今后節能改造方案的發展，在當代社會的生產與發展中發揮更大的作用。

參 考 文 獻

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