基于maxLINKS的一体化监控方案在超超临界机组的应用,基于maxLINKS的一体化 第36卷第l0期xx年10月华电技术H uadian Technology Vo136No10O ct20l4基于maxLINKS的一体化监控方案在超超临界机组的应用吴军(华电江苏能源有限公司句容发电厂，江苏句容212413)摘要分析了火电厂分散控制系统、网络控制系统和电气监控系统间通信的需求及实现难点，介绍了当前3种主流的体化监控方式。 在此基础上，提出了一种基于maxLINKS的电厂一体化监控方案并将其成功应用于华电江苏能源有限公司句容发电厂一期21000MW超超临界发电机组。 实践表明，该方案有效降低了电厂的投资成本与运行成本，满足了电厂一体化监控的需求，提高了电厂的自动化水平。 关键词超超临界机组；一体化监控；电气监控系统；分散控制系统TM76文献标志码B16741951 (xx)10001904一1问题的提出火电厂是一个大型、复杂、快速而又相当精密的控制对象。 火电厂的自动化系统主要由分散控制系统(DCS)、网络控制系统(NCS)和电气监控系统(ECMS)组成。 其中DCS主要用于锅炉、汽轮机以及辅机的监视与控制；NCS是电力网络计算机监控系统，主要用于电厂升压站的监控；E CMS将整个电厂的厂用电气部分独立出来进行专业管理，该系统具有发电厂中低压电气的保护、测量、控制与分析等功能。 长期以来，由于热控与电气的专业划分，三大系统都有独自的监控系统与运行人员，因此形成了电厂电气自动化系统与热控自动化系统的独立性，造成了系统间通信难、互操作性不强等问题。 近年来，随着数字化电厂概念的提出，如何将NCS与ECMS的生产数据统一接入主控DCS，从而实现电厂一体化监控，成为国内外自动化厂商研究的热点。 般来讲，电厂一体化监控是集火电厂锅炉、汽轮机、发电机61动控制、监视操作以及电气设备操作监视等监控于一体的多功能、大容量、高性能的综合自动化解决方案J。 一体化监控模式的优势主要体现在以下几个方面。 (1)增强电气与热控系统的互操作性与便利性。 比如运行于NCS中的自动发电量控制(AGC)或自动电压控制(AVC)就需要采集DCS中的机组运行参数，并将计算得到的全厂机组指令下发到一xx0l一31；修回日期xx0920DCS进行协调控制 (2)减少投资成本与运行成本。 (3)加强电厂的信息分享水平，充分发挥信息时代的优势。 然而在目前的发电机组，特别是大型的超超临界发电机组中，要实现整个电厂的一体化监控，依然存在以下难点。 (1)系统结构层次不同。 由于DCS，NCS和ECMS三大自动化系统专业性不同，因此结构层次也不相同。 (2)缺乏统一的通信协议规约，互联互通难度大。 目前电厂中存在各种不同类型、不同厂家的可编程逻辑控制器(PLC)、智能仪表、保护测控装置、快切装置等自动化设备。 (3)数据量大，网络负荷重。 一体化监控后，整个监控系统数据点多、监控范围广，因而对整个监控系统的性能要求更高。 为了解决上述问题，本文提出了一种基于maxLINKS的电厂一体化监控方案，阐述其整体架构，分析具体工作原理，最后评价经济性及运行性能，对整体方案及运行结果进行总结。 2一体化监控整体架构目前将NCS与ECMS接入DCS主要有硬接线、硬接线+通信及全通信3种实现方式J，其中网络通信方式具有成本低、布线方便等优点。 本文针对整厂监控数据点多、监控范围广的特点，提出了一体化监控整体架构，结果如图1所示。 该方案采用全通信的方式，通过高速、大容量的协议转换技术将NCS与ECMS中的数据点接入DCS的主干网络20华电技术第36卷图1一体化监控系统架构图电气设备，从而解决网络层次不同、监控范围广、通信规约不一致等问题。 中，从而实现一体化监控。 该方案从层次结构上看，系统由人机接口(HMI)层、骨干网络层、分散处理单元(DPU)控制站与通信网关接口站组成。 其中人机接口层、骨干网络层和DPU控制站为常规DCS的主要组成部分，实现开放系统的直连式储存(DAS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、汽轮机数字电液控制系统(DEH)、协调控制系统(CCS)、顺序控制系统(SCS)、旁路控制系统(BPS)等锅炉与汽轮机的控制。 在此基础上，通过增加通信网关接口站，无缝接入NCS与ECMS，实现相关数据量的采集及控制信号的下发。 该方案对自动化系统的性能具有2方面的要求一是通信网关接口站能够支持多协议、多种通信连接方式；二是整个骨干网络能够满足数据通信的实时性要求和系统容量要求。 本文采用国电南自美卓控制系统有限公司生产的maxDNA系列自动化产品，以实现该方案。 maxDNA系统中的骨干网络maxNET采用了一种基于软件背板(SBP)的快速、大容量通信基础架构，该架构采用“订阅一发布”机制及“传输”技术，能最大限度地减少网络负荷，提高数据传输效率，从而满足电厂一体化监控系统的数据容量与实时性要求。 另外，maxDNA系统中本身提供了第三方的数据接入产品，即maxLINKS。 maxLINKS是一种通信网关接品站，支持多种通信协议和多种数据连接方式，配置简单方便，性能稳定可靠，能有效连接各种3基于SBP的快速、大容量通信基础架构对于大容量机组(特别是超超临界机组)来说，数据点数较多，仅锅炉与汽轮机的控制就有12000点左右，要实现电厂的一体化监控，首先就得克服数据量大这一难点。 因此该方案选用的maxDNA自动化产品的通信基础架构具备了快速、大容量等特点，符合一体化监控的基本需求。 31SBP模块概况SBP是maxDNA系统中共用的通信与连接模块，用于实现maxDNA系列自动化产品之间的通信和数据交互。 它采用TCPIP协议，封装了底层的通信应用程序编程接口(API)函数，并制订了一套高效的通信协议与路由机制。 SBP主要封装了数据注册与路由、系统状态信息监测及数据传输3个系统功能，3个功能分别对应maxRRS，maxLLS和maxTRANSPORT3个模块。 maxRRS是SBP的核心，主要负责数据的注册与路由，服务器端在SBP上注册可以提供的数据信息，客户端可以通过maxRRS提供的数据路由服务访问；maxTRANsPORT将设备挂载到maxNET网络上，实现数据的接收与发送。 maxLLS主要用于存储本地maxSTATION的状态信息(如时间、显示画面信息等)。 32关键技术分析SBP具有以下3个关键技术。 22华电技术第36卷二三二二二二；二二一一?5经济性分析与运行评价为了验证分析该方案的经济性与可用性，将该方案应用于华电江苏能源有限公司句容发电厂一期21000MW超超I临界发电机组。 在经济性方面，与传统的设计方案相比，该方案不仅节省了前期投资成本，而且还降低了后期的运行与维护成本。 具体体现在2个方面一是基于通信网关采用全通信方式实现第三方设备的数据接入，有效减少了电缆的使用，硬件成本降低了5，并为后续的维护带来了巨大的便利；二是采用一套监控系统实现电气与热控系统的一体化监控，避免了监控系统重复投资，并且有利于降低电厂运行人员的配备，减少人力成本，提高运营效率。 在可用性方面，本文所提的一体化监控方案，虽然在原有的DCS上整合了许多电气系统的第三方设备，但监控系统的性能只增未减，画面数据刷新周期小于1s，数据容量不小于10万点，且系统可用率达到了999。 运行结果表明，该方案能有效整合电厂电气系统与热控系统，克服系统容量大、通信协议多、监控范围广等难点，从而实现电厂电气与热控领域的一体化监控。 maxLINKS支持的接口设备和传输协议信网关技术，集成第三方设备，实现电厂一体化监控。 表16结论本文总结了电厂一体化监控的几种方式，分析了大容量机组实现一体化监控的主要难点，并在此基础上为全通信方式提出了一种基于maxLINKS的电厂一体化监控方案，并将其成功应用于华电江苏能源有限公司句容发电厂一期21000MW超超临界发电机组。 实践证明，该方案有效降低了电厂投资与运行成本，真正实现了电厂的一体化监控，构建了一个完善可靠的数字化电厂网络，提高了电厂的自动化水平，并为今后智能电厂的建设与发展打下了坚实的基础。 参考文献1焦邵华，李娟，李卫，等大型火力发电厂电气控制系统的实现模式J电气系统自动化，xx，29 (15)81852李元，朱能飞火电厂仪电一体化电气监控系统的理论与实践J华电技术，2O08，30 (9)5964(下转第26页)26华电技术第36卷线覆冰产生舞动的情形。 (2)研制在小电流情形下就能够启动的，大电流情形下也能正常运转工作的在线取能装置。 (3)研究能够不受冰、雾、雪干扰的摄像装置，这样，在重度冰雪灾害下，也能够对输电线路导线的覆冰状况进行监测摄像。 (4)利用先进的技术提升输电线路导线覆冰监测系统的性能，进而提升其可靠性和能够在恶劣条件下完成工作的能力。 (5)利用先进的传输网络系统，完成快速传输图像数据，并提高图像数据传输的精确性。 (6)科学规划监测分机的布点，加强对一些微地形和微气象输电线路的监控。 5结束语输电线路覆冰在线监测系统对输电系统网络安全运行有着十分重要的意义。 已经安装应用的一些输电线路导线覆冰监测系统虽然在一定程度上弥补了人工巡视的不足，但距离实际需求还差很远。 本文为今后输电线路覆冰在线监测系统的改进提出了具体建议。 参考文献1蒋兴良，易辉输电线路覆冰及防护M北京中国电力出版社，xx2胡毅输电线路大范围冰害事故分析及对策J高电压技术，xx，31 (4)14153邵德军，尹项根，陈庆前，等xx年冰雪灾害对我国南方地区电网的影响分析J电网技术，xx，33 (5)38434张鉴峰有关架空高压输电线路的覆冰问题分析J工程技术与产业经济，xx (9)40415邵天晓架空送电线路的电线力学计算M北京中国电力出版社，xx6陈立军，吴谦，石美，等输电线路覆冰检测技术发展综述J化工自动化及仪表，xx (2)1291337吕玉祥，周瑜输电线路导线覆冰冰重简单模型J华东电力，xx，37 (3)4324348苑吉河，蒋兴良，易辉，等输电线路导线覆冰的国内外研究现状J高电压技术，xx，30 (1)699刘和云，周迪，付俊萍，等导线雨凇覆冰预测简单模型的研究J中国电机工程学报，xx，21 (4)444710Druez J，MC ComberPField dataon power lineicingJTransactions ofthe CanadianSociety forMechanical Engineering，1996，20 (3)25927311曹永兴，张昌华输电线路覆冰在线监测及预警技术的国内外研究现状J华东电力，xx，39 (1)969912王专忠，胡晓光，耿鑫一种基于图像处理的输电线路覆冰监测方法J中国测试，xx，37 (2)1413