發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)分析

常三定 馮玉蓮

（中節(jié)能（天水）環(huán)保能源有限公司，天水 741000）

微機(jī)綜合保護(hù)設(shè)施和各種各樣的智能設(shè)施普遍運(yùn)用于我國發(fā)電廠電氣系統(tǒng)，使得發(fā)電廠電氣系統(tǒng)承載了較為多元化的信息量[1]。為了幫助相關(guān)工作人員獲取精準(zhǔn)、細(xì)致以及具備時(shí)效性的電氣系統(tǒng)信息，同時(shí)能夠較為合理地監(jiān)管各種電氣設(shè)施，越來越多的發(fā)電廠開始采用電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（Electrical Control and Management System，ECMS）。基于此，本文以某發(fā)電廠為例，分析發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)。

1 發(fā)電廠電氣監(jiān)控范疇及作用分析

1.1 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)監(jiān)控范疇

發(fā)電廠用電系統(tǒng)的監(jiān)控范疇通常可以劃分為兩個(gè)重要部分。一是廠用電源。該部分根據(jù)電壓等級(jí)的不同能夠進(jìn)一步劃分為中壓廠用電源或者低壓廠用電源。其中，前者涵括中壓配電設(shè)施運(yùn)作進(jìn)線、備用進(jìn)線斷路裝置、中壓配電設(shè)施母線PT[2]、中壓電源饋線斷路裝置或接觸裝置以及電源快速切換設(shè)施。低壓廠用電源涵括了電源饋線斷路裝置、直流設(shè)施以及交流不停電電源設(shè)施等。二是工藝輔助電動(dòng)機(jī)電源。該部分根據(jù)電壓等級(jí)上的差異可以劃分為中壓電動(dòng)機(jī)和低壓電動(dòng)機(jī)。

1.2 電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的作用分析

電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的作用主要包括如下6個(gè)方面。第一，搜集和處置實(shí)時(shí)化的數(shù)據(jù)信息。相關(guān)的工作人員通過搜集CT和PT二次值，在間隔層估算實(shí)時(shí)信息，同時(shí)根據(jù)周期設(shè)置，利用通信管理機(jī)搜集全部電氣量信號(hào)，進(jìn)一步升級(jí)數(shù)據(jù)庫。根據(jù)既定的限值對模擬規(guī)模予以判定和警示，在設(shè)備狀態(tài)出現(xiàn)變更的情況下，釋放出變位警醒[3]和異常報(bào)警提示。第二，嚴(yán)格控制操作。根據(jù)裝置運(yùn)作情況，管理系統(tǒng)可以按照順序操作各個(gè)電氣設(shè)備。這些操作環(huán)節(jié)都具備邏輯閉鎖的功能。第三，事件順序登記和事故追憶。系

統(tǒng)能夠詳細(xì)登記斷路裝置的方位信號(hào)等中斷型開關(guān)量信息，一旦產(chǎn)生不良故障，可以追憶故障前后時(shí)間內(nèi)關(guān)于開關(guān)量動(dòng)作次序和有關(guān)模擬量的變動(dòng)狀況。第四，產(chǎn)出及呈現(xiàn)既定畫面。相關(guān)的工程師站能夠生成電氣主接線和直流系統(tǒng)等畫面，同時(shí)有效呈現(xiàn)電氣量的信息和裝置的運(yùn)作狀態(tài)。第五，運(yùn)作管理效能。運(yùn)作管理包括運(yùn)作操作引導(dǎo)、事故分析、在線裝置分析以及智能抄表等。第六，管理設(shè)施裝置。系統(tǒng)不僅可以監(jiān)查斷路裝置、變壓裝置以及電動(dòng)機(jī)等設(shè)施的運(yùn)作情況，還可以進(jìn)一步診斷系統(tǒng)，實(shí)時(shí)診斷軟件及硬件的運(yùn)作情形，一旦察覺到隱患，可在第一時(shí)間顯示并生成報(bào)警信息。

2 電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)工程總體方案分析

根據(jù)《電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理平臺(tái)和裝置建設(shè)方案》，結(jié)合公司電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際情況，在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的實(shí)時(shí)網(wǎng)和非實(shí)時(shí)網(wǎng)各布置一臺(tái)Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置，分別采集縱向加密、隔離裝置、RTU及PMU裝置、電能量采集系統(tǒng)工作站、脫硫信息系統(tǒng)工作站、AGC/AVC監(jiān)控后臺(tái)以及現(xiàn)貨交易平臺(tái)等設(shè)備的外設(shè)接入事件、用戶登錄事件、危險(xiǎn)操作事件以及狀態(tài)異常事件信息。網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置部署于通信機(jī)房內(nèi)，通過網(wǎng)線與調(diào)度交換機(jī)通信。兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置所接收的預(yù)警信息分別接入調(diào)度數(shù)據(jù)一、二平面網(wǎng)的實(shí)時(shí)網(wǎng)和非實(shí)時(shí)網(wǎng)。

針對該工程，兩套網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置分別和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)交換機(jī)相連。在本項(xiàng)目中需增加站控層交換機(jī)，將站控層交換機(jī)分別部署于保信子站、脫硫子站、RTU、電能量采集系統(tǒng)以及電力調(diào)峰平臺(tái)等系統(tǒng)的裝置和主站之間，以形成擴(kuò)展網(wǎng)口。網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置通過新部署的網(wǎng)線和這些主站完成物理連接。各個(gè)主站上安裝探針程序才能完成調(diào)試，其余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和安全設(shè)備只需在網(wǎng)絡(luò)通暢的條件下完成連接[4]。

部署網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置的同時(shí)需要協(xié)調(diào)對應(yīng)的電廠業(yè)務(wù)廠商，對涉網(wǎng)業(yè)務(wù)的服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及安防設(shè)備進(jìn)行適應(yīng)性改造，從而實(shí)現(xiàn)自身感知的安全事件的采集。一方面，改造主機(jī)。此時(shí)需要將涉網(wǎng)業(yè)務(wù)的服務(wù)器、工作站的操作系統(tǒng)通過部署agent的方式進(jìn)行改造。agent可由業(yè)務(wù)廠商提供，也可由第三方廠商提供。如果采用第三方廠商提供的agent，先由業(yè)務(wù)廠商做集成測試，完成測試并通過調(diào)度機(jī)構(gòu)監(jiān)測認(rèn)證后，再到現(xiàn)場進(jìn)行部署。目前，部分第三方廠商針對主流的Linux系列、Windows系列以及UNIX系列的agent已經(jīng)完成研發(fā)。另一方面，改造交換機(jī)。交換機(jī)需要滿足SNMPV2或SNMPV3協(xié)議，若不滿足，則需要進(jìn)行版本升級(jí)或徹底更換[5]。對于滿足SNMPV2或SNMPV3協(xié)議的交換機(jī)但不能完全滿足采集規(guī)范時(shí)，需要由業(yè)務(wù)廠商進(jìn)行私有mib的開發(fā)。目前，裝置支持對國產(chǎn)主流型號(hào)的交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。部分廠商支持工控交換機(jī)的改造接入條件[6]。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)安全評(píng)估方案分析

3.1 技改方案

在電廠的安全Ⅱ區(qū)部署1臺(tái)Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置，如圖1所示。安全Ⅰ區(qū)的設(shè)備通過Ⅰ/Ⅱ區(qū)防火墻接入網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置，一端連接到電廠各個(gè)涉網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)交換機(jī)，另一端分別連接至調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)非實(shí)時(shí)交換機(jī)，使得告警信息上送至上級(jí)主站網(wǎng)絡(luò)安全管理平臺(tái)。

Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)安全裝置負(fù)責(zé)采集廠站Ⅰ區(qū)涉網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（站控層交換機(jī)和涉網(wǎng)業(yè)務(wù)組網(wǎng)交換機(jī)）以及安全防護(hù)設(shè)備的安全事件，并將告警信息進(jìn)行本地存儲(chǔ)，同時(shí)將告警信息轉(zhuǎn)發(fā)至主站側(cè)的數(shù)據(jù)網(wǎng)，最終匯總到主站側(cè)網(wǎng)絡(luò)安全管理平臺(tái)。Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置對內(nèi)連接各涉網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)組網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)視對象信息的采集，同時(shí)采用橫道圖法編制改造項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間表，如表1所示。

圖1 某公司網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置施工部署圖

表1 改造項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間表

3.2 工程質(zhì)量、進(jìn)度與安全控制措施分析

3.2.1 施工質(zhì)量管理制度

專業(yè)專工應(yīng)對施工班組進(jìn)行詳細(xì)、有針對性的質(zhì)量技術(shù)交底。施工班組應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量技術(shù)交底內(nèi)容，并按相關(guān)國家及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。專業(yè)專工有權(quán)利對施工班組的安裝質(zhì)量進(jìn)行全過程監(jiān)控，并提供技術(shù)支持。施工質(zhì)量由施工單位與專業(yè)專工負(fù)責(zé)。

3.2.2 明確任務(wù)落實(shí)職責(zé)

專業(yè)專工對施工人員交付工作任務(wù)前，必須編寫《單位工程施工質(zhì)量技術(shù)交底》，報(bào)項(xiàng)目公司負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，對施工人員進(jìn)行質(zhì)量技術(shù)和安全要求交底，并對其負(fù)責(zé)區(qū)域的配合情況等現(xiàn)場要求進(jìn)行交底。要求專業(yè)專工對施工人員進(jìn)行現(xiàn)場交底。同時(shí)，施工班組長在執(zhí)行施工任務(wù)時(shí)必須全面管理，杜絕錯(cuò)漏，對照圖紙認(rèn)真檢查，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況與專業(yè)專工商議處理。實(shí)行三級(jí)質(zhì)量管理制度，即施工班組長、專業(yè)專工以及質(zhì)量檢查主管各司其職。其中，施工班組長擔(dān)負(fù)實(shí)施責(zé)任，專業(yè)專工和質(zhì)量檢查員擔(dān)負(fù)監(jiān)督檢查責(zé)任。

3.2.3 現(xiàn)場跟蹤，確保質(zhì)量

對于隱蔽工程，專業(yè)專工必須檢查隱蔽施工區(qū)域的施工班組定位放線，從施工開始就要介入管理和提供技術(shù)支持與檢查。確認(rèn)施工班組的施工放線和定位檢查后，施工班組進(jìn)行預(yù)埋管線安裝。

4 結(jié)語

隨著我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣設(shè)備的控制和保護(hù)等取得了較大突破，使得電氣監(jiān)控系統(tǒng)的功能更加多樣和全面，促進(jìn)了電氣控制系統(tǒng)的推廣及應(yīng)用。