變電站電氣自動(dòng)化中分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用

溫舒翔

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，在變電站電氣自動(dòng)化控制中，分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用有利于變電站運(yùn)行自動(dòng)化水平的提高。基于此，文章對此開展了分析。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣自動(dòng)化；分散控制系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)，即以多個(gè)微處理器為核心的過程控制采集站。分散控制系統(tǒng)之所以能夠廣泛應(yīng)用在我國的變電站自動(dòng)化控制中，主要得益于分散控制系統(tǒng)較為成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行業(yè)績。人們對分散控制系統(tǒng)的特性有了越來越多的認(rèn)識(shí)，并且逐漸接受和認(rèn)可。分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于變電站的開關(guān)、刀閘等運(yùn)行設(shè)備自動(dòng)化水平的提高，能夠適應(yīng)如今電網(wǎng)發(fā)展的需要。

1分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展

1.1分散控制系統(tǒng)的起源

DSC應(yīng)用試點(diǎn)最早出現(xiàn)在美國，1985年的時(shí)候，那時(shí)選用的是網(wǎng)廳電廠300MW機(jī)組，這就是分散系統(tǒng)控制的開端。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展，分散控制系統(tǒng)在不斷地改進(jìn)實(shí)踐中積累了許多成熟經(jīng)驗(yàn)，更是推陳出新，打破了DSC的應(yīng)用只局限在鍋爐和汽輪機(jī)的熱工監(jiān)視的局面，相關(guān)供應(yīng)商掌握了愈加成熟和系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。經(jīng)過充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，分散控制系統(tǒng)是可行并且科學(xué)的。我國通過對DCS的不斷改進(jìn)，最終也達(dá)到了國際的DCS水平，在變電站得到廣泛應(yīng)用。

1.2分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用

分散控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值比較高，功能相對分散、數(shù)據(jù)可共享、可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)讓其在與其他控制技術(shù)相比之下有明顯優(yōu)勢，被電廠和變電站所廣泛接受。我國變電站使用過的DCS數(shù)以百計(jì)，至今，使用過的DCS可大概分成3類：多功能控制器型、可編程序控制器基礎(chǔ)型、PC機(jī)總線基礎(chǔ)型。今后可能產(chǎn)生其他分散控制系統(tǒng)，比如以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，或者以變電站信息監(jiān)控管理為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，這也將進(jìn)一步擴(kuò)大DCS應(yīng)用的功能。

1.3分散控制系統(tǒng)的發(fā)展

分散控制系統(tǒng)目前有兩個(gè)功能性的擴(kuò)展，現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)，就是其在縱向擴(kuò)展上面的體現(xiàn)。開放性、數(shù)字化、多節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)場總線的幾個(gè)顯著特點(diǎn)。為避免只靠電纜單一傳輸?shù)谋锥耍F(xiàn)場總線技術(shù)還可以幫助現(xiàn)場的設(shè)備實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行中的數(shù)字量信息交換，達(dá)到雙方的共享和控制。現(xiàn)有的現(xiàn)場儀表模擬技術(shù)弊端日益凸顯，主要是速度慢、精準(zhǔn)度低、成本高，不僅不能準(zhǔn)確監(jiān)控，而且浪費(fèi)大量的物資，得不償失，在此時(shí)，現(xiàn)場總線技術(shù)就自然而然出現(xiàn)了。并且現(xiàn)場儀表的模擬技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字技術(shù)不符，還可能會(huì)出現(xiàn)使用問題，而現(xiàn)場總線技術(shù)則能有效改善這方面的問題，但現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展還不夠穩(wěn)定成熟，還需進(jìn)一步的改進(jìn)和推廣。

2分散控制系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1高可靠性

分散控制系統(tǒng)是建立在分散結(jié)構(gòu)的理念上的，這能夠?qū)ο到y(tǒng)的可靠性形成一個(gè)保障。分散結(jié)構(gòu)不僅包含系統(tǒng)功能的分散，還包含地理位置的分散。采用分散結(jié)構(gòu)的分散控制系統(tǒng)可以分散系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。如果一個(gè)設(shè)備的某一個(gè)部分發(fā)生了故障，并不會(huì)對該設(shè)備的其他部分的正常運(yùn)行造成影響。并且運(yùn)用分散控制系統(tǒng)還可以對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置，這也在一定程度上保障了系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠性。在DCS系統(tǒng)中，也不乏一些舊有的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件，也幫助系統(tǒng)的可靠性形成一道屏障。

2.2監(jiān)視性能好

分散控制系統(tǒng)能夠運(yùn)用高智能操作站來監(jiān)視和操作過程現(xiàn)場，并且分散控制系統(tǒng)的人際交互界面比較友好，操作員完全可以進(jìn)行直觀觀測，監(jiān)控性能較好。

2.3擴(kuò)展性能好

分散控制系統(tǒng)在一般情況下都是采用遞階數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)通信的分層化。分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成靈活，硬件高度集成化，設(shè)備接口模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，這都給分散控制系統(tǒng)提供了較好的擴(kuò)展性能。

2.4編程容易

分散控制系統(tǒng)采用控制圖形界面和功能碼控制組態(tài)來編程的，這樣可以自動(dòng)生成執(zhí)行文件。這種編程方法對用戶的編程能力要求不高，用戶只需要掌握填表、作圖等進(jìn)行組態(tài)的方法就能編程，并且這種編程應(yīng)用程序的質(zhì)量比較可靠。

2.5系統(tǒng)維護(hù)方便

分散控制系統(tǒng)的微處理器具有自診斷功能，應(yīng)用程序在執(zhí)行的時(shí)候還可以同時(shí)運(yùn)行自偵段程序，掃描硬件的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，對出現(xiàn)異常的部位和異常性質(zhì)作出提示，并且系統(tǒng)維護(hù)的時(shí)間比較短，模件是可帶電插拔、接插結(jié)構(gòu)，模件種類少，維護(hù)較簡便。

3分散控制系統(tǒng)在變電站電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

3.1變電站電氣自動(dòng)化的功能及特點(diǎn)

變電站電氣自動(dòng)化是一種能夠保持主控室、站內(nèi)所有運(yùn)行設(shè)備的協(xié)調(diào)一致，并且便于集中的管理控制和信息數(shù)據(jù)共享的多方位系統(tǒng)，變電站電氣自動(dòng)化能夠有效提高變電站的工作效率，當(dāng)前面臨的問題是，電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理水平跟不上變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度和電力市場的不斷推進(jìn)的速度。如何運(yùn)用分散控制系統(tǒng)提高電氣自動(dòng)化的運(yùn)行管理水平，是各方專家討論研究的重點(diǎn)。監(jiān)控設(shè)備是變電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能，并且這個(gè)系統(tǒng)還能反饋信號的變化和提供部分特殊數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量較多，布置也較為復(fù)雜。

3.2變電站電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及趨勢

變電站電氣自動(dòng)化的發(fā)展也在跟隨著科學(xué)技術(shù)的步伐不斷向前。在數(shù)據(jù)的采集方面有了新的突破，變電站的電氣監(jiān)控自動(dòng)化開始納入信息化管理。因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，DCS系統(tǒng)開始取代傳統(tǒng)操作系統(tǒng)，間隔層的保護(hù)和測量以及控制裝置，電氣自動(dòng)化都能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立化操作，整個(gè)系統(tǒng)的控制單元正在朝著一體化的方向發(fā)展。在未來，我們可以預(yù)見的是：電氣自動(dòng)化將不再只滿足于這些基本功能，相互操作性和強(qiáng)大的擴(kuò)展性、高度的可靠性是其新的發(fā)展方向和目標(biāo)。這種突破，極有可能在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域都得到極大規(guī)模的應(yīng)用。

3.3分散控制系統(tǒng)在變電站電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

變電站的電氣運(yùn)營管理必須要走電氣自動(dòng)化的必由之路，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不僅提高了變電站的自動(dòng)化水平，促進(jìn)變電站的發(fā)展，并且在相關(guān)領(lǐng)域也有運(yùn)用空間。而分散控制系統(tǒng)可以提供綜合化自動(dòng)技術(shù)，是自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)典型代表。變電站實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化擴(kuò)展了分散系統(tǒng)的縱向延伸空間，將變電站所有運(yùn)行過程納入管控之下。電力企業(yè)通過不斷地補(bǔ)充DCS的內(nèi)容幫助實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)科學(xué)化管理，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)管理與發(fā)展。

4 結(jié)論

通過本文的研究探析，我們深入了解了分散控制系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)是一項(xiàng)發(fā)展日趨成熟的技術(shù)，將其與變電站的電氣自動(dòng)化的功能與特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)二者的整合運(yùn)用，能夠推動(dòng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)升級，優(yōu)化變電站的系統(tǒng)管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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