通訊技術在電廠電氣設備遠方控制的應用

張鐵軍

[摘 ? ?要 ]隨著我國經濟水平和綜合實力的提高，各地電廠的發展水平有了明顯提高，為電廠的運行效率和質量提供了條件，而且在很大程度上節約了時間和成本。電氣控制系統是電廠的重要組成部分。近年來，許多電廠不僅注重系統的改進，還將通訊技術應用于電氣系統，以提高電氣設備運行的效率和質量。本文討論了通訊技術在電廠電氣設備遠方控制中的應用，希望為電廠電氣控制系統的研究提供一些參考建議，為電廠的發展和優化提供積極的推動作用。

[關鍵詞]通訊技術;發電廠;電氣設備;遠方控制

[中圖分類號]TM73 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]With the improvement of China's economic level and comprehensive strength， the development level of power plants has been significantly improved， which provides conditions for the operation efficiency and quality of power plants， and saves time and cost to a great extent. Electrical control system is an important part of power plant. In recent years， many power plants not only pay attention to system improvement， but also apply communication technology to electrical system to improve the efficiency and quality of electrical equipment operation. This paper discusses the application of communication technology in the remote control of electrical equipment in power plant， hoping to provide some reference and suggestions for the research of electrical control system of power plant， and provide positive promotion for the development and optimization of power plant.

[Keywords]communication technology; power plant; electrical equipment; remote control

電廠對生產過程中在線監控設備的運行維護進行自動檢查和監督，大大提高了電力系統的自動化程度。在當前電廠的運行和發展中，電氣設備遠方控制在電廠的運行中起著重要的作用，對電廠的運行效率和質量有著重要的影響。近年來，對電氣設備遠方控制的研究越來越受到電廠的重視。為了保證電氣設備遠方控制的順利運行，相關管理團隊不僅更新和改變了電氣系統的運行方式，還集成了一些有利于系統運行的技術，通訊技術就是其中之一。合理應用通訊技術，可以簡化控制過程，節省控制時間，它是一項有利于電廠可持續發展的重要技術。但是，一些電廠不重視通訊技術的引進，影響了電氣設備遠方控制系統的升級和創新。因此，如何使通訊技術真正在電氣設備遠方控制系統中發揮作用成為眾多電廠需要考慮的內容。

在我國，電廠電氣設備遠方控制系統的性能優化已逐漸受到重視，該項研究將有利于電氣設備遠方控制系統與功率控制系統相結合，以促進功率控制系統的性能優化。

1 電廠電氣設備遠方控制系統概述

電廠是電力系統的源頭，它包括大量的遠程控制裝置，集中監控系統的運行情況，用于站與站之間的數據傳輸。通過遠程通訊技術，實時監控和采集一定協議下的底層數據信號。這些采集到的信號攜帶著關鍵的發電信息，可以及時了解生產和設備運行情況并提供依據，也可以在沒有遠程通訊技術支持的情況下，為電廠的正常運行提供正確的指令等遠程控制措施，計算機遠程調度控制是電力系統自動化的客觀要求。

遠程控制通訊技術早在二十世紀六七十年代就開始發展，經歷了三個階段：遠程控制監控技術、微機遠程控制技術和網絡遠程控制技術。遠程控制通訊本質上是遠程控制和通訊的結合。遠程控制通訊利用Internet網絡進行數據傳輸和交換，利用光纖通訊的高帶寬、高質量、高速的特點，滿足遠程監控和監控服務的需要。隨著我國網絡通訊技術研究的不斷深入，其在工業領域的應用也在不斷深入，這對促進電廠優化升級起到了積極作用。在電氣控制系統的應用過程中，原有的系統技術是基于DCS技術來設計的，這種系統中的信息采集主要方法是硬接線法。然而，隨著社會對用電需求的不斷增加和科學技術的不斷發展進步，電廠的電氣設備遠方控制系統已不能逐步滿足社會更高的需求，在自動化水平和運行效率上存在一定缺陷。因此，隨著我國網絡通訊技術的發展，通訊技術就開始進入了電廠電氣控制系統的舞臺，電廠電氣控制系統已經開始將通訊技術作為支持系統運行的技術，并已成為電廠電氣控制系統運行的主流。基于通訊技術的電氣控制管理系統不僅能更有效地實現傳統技術支持的控制功能，而且能主動地采集信息，分析和讀取運行中的故障。因此，在實際的電氣系統應用過程中，硬接線法與通訊技術相結合或實施全通訊控制方案是現階段電廠發展的主流方向。

2 電廠電氣遠方控制系統傳統方案

對電廠電氣控制系統常用的控制方案進行分析研究，從以下兩個方面對常規控制系統方案進行分析。

（1）分析傳統控制方案。在傳統控制系統中，DCS作為系統控制操作的主要支撐技術，該技術的應用是將電氣系統以系統連接方式并入DCS，利用DCS完成控制，主要是監控電氣系統中所有電氣設備的模擬量和開關量的運行情況，并利用硬接線將DCS的模擬量輸入模塊和數字量輸入模塊送入DCS，以達到系統正常運行的目標。傳統的控制方案在我國已經應用了近20年。隨著運行經驗的增加，工藝在實際運行中得到了不斷的改進和優化。另外，就硬件使用的穩定性而言，它在軟件系統使用的一致性方面具有一定的優勢。然而，在電力系統的實際管理中，傳統的方案是建立在原有基礎上的，存在一些不足之處。

（2）對傳統控制方案實施中存在的不足之處進行分析。在初始設計過程中，DCS并沒有依賴于電氣系統的實際使用進行設計和施工，在電氣系統的輔助使用可靠性方面也存在一些不足。在DCS的設計過程中，主要是根據機器和發電設備的控制特點來進行的，這種設計既不能直接對電氣系統進行監控和處理，也不能滿足電氣設備遠方控制信號的信息采集和狀態處理要求。同時，在采用常規方案時，DCS的使用也增加了電廠的管理和采購成本，進一步降低了電廠的經濟效益。因此，應積極優化和改進所采用的方案。

3 通訊技術在電廠電氣設備遠方控制系統中的應用

在對通訊技術下電廠電氣設備遠方控制系統的詳細研究和分析中，主要分析和探討了通訊技術與硬接線相結合以及全通訊技術下的電氣控制系統。在眾多電廠中，火力發電廠最為常見，通訊技術在火力發電廠電氣控制系統結構如圖1所示。

3.1 通訊技術與硬接線法相結合的應用

為了使通訊技術在電氣設備遠方控制系統中發揮最佳效果，相關設計單位應注意通訊技術與硬接線相結合的內容。由于DCS硬接線在電氣控制系統中起著重要作用，經過多年的開發利用，已經有了一定的技術基礎，對系統監控和信息采集的順利開展有著重要的影響。因此，通訊技術與硬接線的結合可以大大提高電氣設備遠方控制系統的整體運行水平。相關工作組要注意分析二者的關系，制定應用方案。DCS硬接線子系統能有效地監測控制指令和接線方式等數據。當收集到相關信息時，子系統將所有的信息傳送給總系統的DCS，為電控系統的運行提供參考，為正確的指揮打下良好的基礎。

在DCS硬接線法的基礎上，在DCS系統中設置一套電氣監控系統，作為DCS的子系統。電廠中所涉及電氣控制的狀態信號和控制信號都要通過硬線與DCS相連，所有其他電氣信息由電氣監控系統通過通訊技術進行采集和處理。該方案的主要優點是采用了現場總線技術和分層分布式設計相結合的思想。根據各項目的網絡架構要求，所有現場設備均配置以太網、Lonworks、IEC61850等總線通訊接口，通過總線通訊接口，將電廠電氣設備信息采集到電氣監控系統中。由于對電氣設備信息的完整采集，真正實現了電力系統的自動化。

在電氣系統與硬接線相結合的過程中，DCS系統從以下三個方面進行了升級和優化。一是將通訊技術結合起來，可以進一步提高DCS系統的運行質量。其次，在數據采集方面對系統進行改進。再次，系統的命令傳輸得到了改進。由此看來，結合后的運行優勢顯著，首先電力系統可以簡化自身復雜的運行過程，提高發電的效率和質量。它不僅簡化了DCS系統的操作，而且減輕了通訊系統的工作量，從而減輕了電氣控制系統中工作人員的勞動量。其次，通訊技術的應用對控制系統的維護有著積極的作用。在DCS系統使用過程中，故障是不可避免的，利用通訊技術可以通知系統管理人員在最短時間內提高相關維護人員的維護處理速度，從而大大降低系統故障對電控系統的負面影響，有利于系統的平穩運行。

然而在通訊過程中，也有一些因素會阻礙DCS技術應用系統的軟硬件協同工作。首先，相關專業技術儲備不足，相關人員應能注意應用通訊技術的特點和原理。其次，在應用通訊技術時，由于一些因素的影響，會出現信號傳輸延遲的現象，特別是模擬信號，這種情況更為明顯。因此，需要相關人員有效處理通訊技術與硬件布線系統的關系。

3.2 全通訊技術在電氣系統的應用

除了在硬接線系統中起著重要作用外，通訊技術在整個通訊電氣設備遠方控制系統中也起著非常關鍵的作用。方案的具體配置：發電機組和廠用電系統采用電氣監控管理系統進行監控，廠用電部分采用全通訊方式進行監控。通訊技術要為整個通訊電氣系統的順利運行提供有利條件，相關工作人員應注意以下幾個方面。

（1）在實際應用過程中，相關管理團隊首先要根據完整通訊電氣系統的運行情況，制定合理的監控管理方案，組織分析電氣系統的技術問題和DCS系統的具體情況，判斷是否能夠支持通訊技術，為通訊技術的應用提供良好的基礎。（2）在通訊技術的應用中，應充分控制信息采集設備、電氣開關等，確保應用通訊技術的適當性。（3）相關工作組要對電氣系統的邏輯配置進行全面分析和掌握，同時理清開關條件之間的關系，使通訊技術在電氣控制系統中發揮真正的價值。

全面了解以上幾點，通訊技術才能在全通訊電氣系統中發揮最佳的作用，而對全通訊電氣設備控制系統有利的因素是多方面的：首先，合理應用通訊技術可以減輕監控管理量，對通訊技術與DCS系統的協同工作起到一定的促進作用。其次，通訊系統的使用可以提高與地面電氣系統通訊設備的整體運行效率和質量，提高系統的遠程數據傳輸能力，促進相關人員的數據采集和整理，減輕相關人員的負擔。最后，通過引入通訊技術，使電氣監控管理系統的操作流程和管理模式更適合當前的電氣控制系統，間接提高相關人員的專業技能和工作水平，這對制定和實施新的控制管理方案具有重要的意義和影響。

4 結論

目前，許多電廠在改進和優化電氣控制系統的過程中，都可以合理地應用通訊技術。同時，根據電廠電氣設備遠方控制系統的工作特性和工作方式，結合通訊技術的概念和應用模式進行相應的調整，以實現通訊技術的更大價值，為保證電氣控制系統設備的安全穩定運行提供保障。但是，一些偏遠地區的電廠在調整過程中并不重視通訊技術的運用，或者在電氣控制系統中應用通訊技術尚未完全掌握其原理和技能，導致電氣控制系統的運行水平無法得到有效提高。因此，在電廠未來的發展中，除了電氣控制系統的缺點需要改進和完善外，還應研究通訊技術的應用特點和原理，相關人員還應加強通訊技術學習意識，為電廠的可持續發展提供保障。

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