電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

趙建剛，孫婧

（1.華電電力科學(xué)研究院有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；2.內(nèi)蒙古超高壓供電局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)對(duì)用電量的需求在不斷的提升，這在一定程度上為電力企業(yè)供電提出了較高的要求。電力企業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，在一定程度上為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了可靠的電力保障基礎(chǔ)。我國(guó)電力企業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，如今電廠建設(shè)無(wú)論在規(guī)模上，還是在數(shù)量上，在國(guó)內(nèi)外都取得了顯著成效。但是，隨著國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，我國(guó)傳統(tǒng)模式下的電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展的需要。因此，作為電力企業(yè)要想在國(guó)際市場(chǎng)立于不敗之地，則需要結(jié)合實(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化配置，提高系統(tǒng)的功能，進(jìn)而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的模式概述

1.1 集中式

集中式電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的集中化特點(diǎn)，它主要是將系統(tǒng)所具備的功能，都集中到一個(gè)中央處理器當(dāng)中。集中式模式由于高度集中化，因此在運(yùn)營(yíng)當(dāng)中，工作也相對(duì)集中化，極大提升了工作效率。但是由于集中式模式擁有較高的集成度，所以必然會(huì)造成監(jiān)控管理系統(tǒng)中央處理器的壓力逐漸增加。與此同時(shí)，在很大程度上增加了中央處理器故障的發(fā)生幾率。此外，由于監(jiān)控系統(tǒng)中央處理器在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中，承擔(dān)著眾多的處理任務(wù)，為處理器的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。當(dāng)出現(xiàn)新的監(jiān)控對(duì)象并需要增加到處理器的時(shí)候，則都需要將新的監(jiān)控布線增加到原有的線路當(dāng)中，長(zhǎng)此以往，必然會(huì)增加處理器的承受壓力，極容易導(dǎo)致相關(guān)故障的發(fā)生。因此，集中式監(jiān)控系統(tǒng)模式在面對(duì)運(yùn)行任務(wù)較大時(shí)，其運(yùn)行效率并不理想。

1.2 遠(yuǎn)程式

由于遠(yuǎn)程式監(jiān)控系統(tǒng)模式處于分散狀態(tài)，因此決定著當(dāng)前這種模式具有一定的安全可靠性。尤其當(dāng)電廠規(guī)模相對(duì)較小，并且電氣監(jiān)控并不適應(yīng)于電廠的情況下，遠(yuǎn)程式監(jiān)控系統(tǒng)可以解決當(dāng)前的這種狀況，遠(yuǎn)程式監(jiān)控系統(tǒng)能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，幫助電廠完成電氣監(jiān)控管理。此外，在遠(yuǎn)程式監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通常預(yù)期相匹配的設(shè)備都是大型設(shè)備。這種設(shè)計(jì)方式能夠?qū)崿F(xiàn)多種連接形式，不但能夠減少電纜的數(shù)量，而且使監(jiān)控系統(tǒng)中央處理器的安全性能得到了極大的保障，在很大程度上降低了發(fā)生安全事故的幾率。但是由于遠(yuǎn)程式具有復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其在實(shí)際的應(yīng)用中逐漸被淘汰。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線式

現(xiàn)場(chǎng)總線式融合了集中式與遠(yuǎn)程式的精華，是在以上兩者模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上應(yīng)用相對(duì)較為廣泛的監(jiān)控系統(tǒng)。其一，現(xiàn)場(chǎng)總線式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要利用了總線連接模式。并且系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用了大量先進(jìn)的智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)監(jiān)控的智能化。其二，現(xiàn)場(chǎng)總線式監(jiān)控系統(tǒng)，降低了電纜的使用總數(shù)，使得電氣監(jiān)控系統(tǒng)的安全性能得到了極大的保障。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)安裝到投入使用的全過(guò)程的智能化，為電力企業(yè)的發(fā)展注入新動(dòng)力。

2 電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

通信層、站控層及間隔層作為電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，其中間隔層通常也被稱為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層。

2.1 站控層

站控層通常情況下主要位于控制室當(dāng)中，站控層主要在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的具體情況所表現(xiàn)出的指定信息進(jìn)行采集工作。與此同時(shí)，它能夠針對(duì)所采集到的相關(guān)信息進(jìn)行處理與存儲(chǔ)。站控層具有諸多的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：其一，不會(huì)受到硬件平臺(tái)的制約，在高層代碼的轉(zhuǎn)移過(guò)程當(dāng)中，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行修改。其二，WindowsNT具有C2級(jí)別的安全性能。并且系統(tǒng)采用的是雙網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，雙網(wǎng)能夠同時(shí)運(yùn)行，無(wú)縫切換。其三，WindowsNT網(wǎng)絡(luò)功能較為完善，能夠支持各種流行的協(xié)議。其四，WindowsNT具有32位的操作系統(tǒng)?？傊?，戰(zhàn)控層具備多功能，能夠在一定程度上滿足客戶的不同需要。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)測(cè)控層

公共端子系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組子系統(tǒng)是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)測(cè)控層的重要組成部分，并且各子系統(tǒng)主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線及通信管理進(jìn)行相互連接。此外，該系統(tǒng)通訊現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的連接，主要得益于CAN總線的優(yōu)勢(shì)功能，并且采用了雙網(wǎng)連接的方式，促使網(wǎng)絡(luò)的安全性得到了極大的保障。該系統(tǒng)主要采用了雙網(wǎng)連接的模式，一旦其中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)則利用單網(wǎng)來(lái)運(yùn)行，與此同時(shí)，及時(shí)將故障信號(hào)發(fā)送給維修人員，相關(guān)的維修人員接收故障信號(hào)后，及時(shí)對(duì)其故障進(jìn)行維修，保證了系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。

3 電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的功能作用分析

3.1 建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

當(dāng)前，在電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，檢測(cè)系統(tǒng)將其實(shí)時(shí)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)當(dāng)中，而由于系統(tǒng)需要不斷的運(yùn)行，產(chǎn)生新的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)當(dāng)中，會(huì)取代原有的數(shù)據(jù)信息。此外，系統(tǒng)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別，對(duì)檢測(cè)控件進(jìn)行查找故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障所在，則會(huì)將故障信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)修正。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障需要維修或者維護(hù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠?yàn)榫S修人員提供可靠的數(shù)據(jù)保障。維修人員能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，降低了維修工作量，極大提升了維修人員的維修效率。此外，在電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)中，用戶數(shù)據(jù)庫(kù)是當(dāng)前電廠最為廣泛使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶數(shù)據(jù)庫(kù)能夠依據(jù)客戶的實(shí)際需要進(jìn)行信息搜索，為客戶提供相關(guān)的信息資源。數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)兼?zhèn)涑叩姆€(wěn)定性，具有便捷查詢、易于操作等特征，在一定程度上釋放了處理器的存儲(chǔ)空間。數(shù)據(jù)庫(kù)憑借其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)功能，在電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)監(jiān)控的需求。

3.2 運(yùn)行監(jiān)控與報(bào)警

控制系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。在監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)際監(jiān)測(cè)當(dāng)中，總控室將會(huì)顯示監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。如果被監(jiān)測(cè)設(shè)備不能夠進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，顯示終端將會(huì)顯示出數(shù)據(jù)的異常波動(dòng)，并將數(shù)據(jù)異常所涉及到的相關(guān)信息，以報(bào)告的形式被打印出來(lái)。此外，當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到相關(guān)的故障或者事故的情況下，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⑵渌O(jiān)測(cè)到的故障，以警報(bào)的形式傳達(dá)給相關(guān)的工作人員，當(dāng)工作人員接收到來(lái)自監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)時(shí)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，加強(qiáng)對(duì)其故障搶修。當(dāng)前這種監(jiān)控模式，極大降低了工作人員的工作時(shí)間，有效提高了工作效率，為設(shè)備的正常運(yùn)行提供了重要保障。

3.3 系統(tǒng)控制與監(jiān)測(cè)

通常情況下，監(jiān)控系統(tǒng)主要分為執(zhí)行就地式與遠(yuǎn)程分布式兩種不同的控制模式。然而監(jiān)控系統(tǒng)主要根據(jù)其實(shí)際需要去選擇運(yùn)用哪一種控制方式。執(zhí)行就地式主要是根據(jù)反饋信號(hào)進(jìn)行工作，控制系統(tǒng)對(duì)被檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行相關(guān)的控制。而遠(yuǎn)程分布式，就是以遠(yuǎn)程的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且其分析的結(jié)果傳輸給檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)。執(zhí)行就地式與遠(yuǎn)程分布式兩種控制方式，主要根據(jù)反饋信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的操作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)信息的調(diào)整與控制，在很大程度上降低了發(fā)生故障的幾率，極大提升了監(jiān)控系統(tǒng)的安全性與可靠性，為電廠實(shí)現(xiàn)利益提供了重要的保障基礎(chǔ)。

4 系統(tǒng)自診斷模式

當(dāng)前，我國(guó)電廠所使用的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)⑵湎到y(tǒng)內(nèi)部存在的問(wèn)題與故障及時(shí)反饋給相關(guān)的工作人員，及時(shí)將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)傳達(dá)給管理人員，管理人員根據(jù)其傳達(dá)的信息，對(duì)設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行科學(xué)的預(yù)見，并及時(shí)對(duì)設(shè)備作出相應(yīng)的檢測(cè)，做到“預(yù)防為主，維修為輔”的自診斷模式。極大提升了設(shè)備運(yùn)行的效率，降低了管理人員的工作強(qiáng)度，提升了電力管理人員的工作效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于信息化的時(shí)代背景下，先進(jìn)的信息技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用。在電廠電氣管理監(jiān)控系統(tǒng)的建立過(guò)程當(dāng)中，電廠要加大對(duì)系統(tǒng)的科技投入，將先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，提升系統(tǒng)的科技含量，促進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)向著智能化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)邁進(jìn)。