摘要：火力发电厂电气自动化系统，简称ECS，是火力发电厂厂用电气自动化系统领域近几年出现的一个新的话题，其方便管理集控，实现了信息数据的共享，完善了自动化系统的信息交换，减轻了工作人员的工作量，是火力发电厂发展的新纪元。本文对火电厂厂用电气自动化系统（ECS）的现状以为未来的发展展开探讨分析，以供参考。
关键词：火电厂；电气自动化系统；ECS
前言
ECS系统将原先各自独立运行的6KV中压系统及380V低压系统中种类和数量众多的继电保护装置、测控装置、自动装置等通过现场总线或以太网联结起来构成系统，一方面，实现了与DCS系统的通信方式的信息交换，大大减少了DCS的测点投资和硬接线方式下的电缆投资，另一方面，通过网络和后台软件，实现了电气系统的协调控制、故障分析和运行管理，提高了整个火电厂的自动控制水平和运行管理水平。
一、火电厂厂用电气自动化系统（ECS）的现状
火电厂电气自动化的现状就是在运用了最新科技的基础之上，不仅做到了对于电厂发电技术的自动化管理，也做到了电厂的信息化管理，并且可以将数据与其他系统进行交换，实现信息的共享。目前我国的电气自动化系统主要分为ECS、DCS、SIS、MIS这四类，其中电气监控自动化系统ECS为主要系统，它的工作方式主要是以分层的方式进行监控，它包括站点的控制层、间隔层、通信层组成，这三个层面分别进行上中下监控，将这三个层面结合在一起，实现系统对于数据的监控、收集和处理，这个部分也是ECS的系统核心。从不同的层次来看，通信层的主要任务在于完成间隔层和站点之间的数据交换，而且对设备进行逻辑控制。而间隔层主要是用来保护监控装置和设备的，保护监控装置在可以将数据与上层的控制层面进行数据共享，从而共同文成工作任务。
二、火力发电厂厂用电气自动化系统（ECS）基本功能
火力发电厂所使用的电气自动化系统的基本功能是在监视控制这一方面，通过监视平常工作状况下的所有事件，工作数据等，来对日常发电情况进行及时的管理，避免出现各种工作失误的情况出现。这种系统也是以数据信号反馈系统为辅助的，通过对一些例如点亮日报表数据的反馈，来对系统的日常工作进行监控和管理，争取每一个环节都能在全自动的环境下做到准确和零失误，从而保证火电厂的工作正常运行，例如，通过自动化系统中的计量功能来对火电厂的电量进行统计，并且可以通过这个功能来对发电厂的电量进行统计，并且乐意通过这个功能来对发电过程中出现的故障进行诊断并进行及时的检查和维修。除此之外，自动化系统对辅机耗电计算以及提高机组经济性降低机组用电率是有帮助的，电气自动化系统在一定程度上加快了其对数据等的计算，这就使得在计算过程中的用电率随着之降低。而且自动化系统减少了操作程序，不仅减少了设备的磨损程度，提高其经济性，而且也减少了其用电率。
三、ECS的发展历程
火电厂电气自动化系统可以分成以下几个主要部分：
3.1 发变组保护
含发电机保护、变压器（含主变、高厂变、高备变）保护，在大中型机组中，通常以发电机——变压器组保护或发电机——变压器——线路组保护的形式出现。
3.2 发电机励磁调节系统（AVR）
含励磁调节装置、功率单元、机端变等。
3.3 发电厂升压站网络监控系统（NCS）
含高压线路保护、母线保护、低压线路保护测控装置、后台监控系统、“五防”、RTU等。
3.4 发电厂厂用电气自动化系统（S）含厂用中压6kV和低压3V系统的保护测控装置、智能马达保护器、安全自动装置、网络通信及后台监控应用系统。
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3.5 其他电气设备和系统
如直流电源、UPS等的控制系统。发变组保护装置、励磁调节装置是发电机组最重要的自动化设备之一，由于其很高的专业性和重要性，传统上作为独立的子系统设计和运行，目前普遍采用嵌入式软硬件开发实现，系统对外留有通信接口；升压站的作用是将发电机发出的电升高电压后输送入电网，因此网控系统（NCS）的主要作用是实现升压站运行控制的自动化，与电网中普通变电站的综合自动化系统很相似，由于近年来变电站综合自动化系统技术发展很快，网控系统得益于此，基本与之同步发展。
发电厂厂用电气自动化系统（ECS）是近年来随着网络通信和软件技术的发展而演变而来的一个新的综合自动化系统。众所周知，发电厂厂用电气二次系统包含众多的控制设备，这些设备的显著特点是可靠性要求高、功能配置专业化、安装位置分散。长期以来，厂用电气控制设备一直是独立运行的，控制难以协调、信息难以共享，也不存在实际意义上的系统。从20世纪90年代初期开始，厂用电气自动化产品经历了一个重要的历史过程，在这一过程中，大部分设备完成了从集成电路型向微机型，或直接从晶体管型和电磁型向微机型的升级换代，实现了厂用电气自动化的一次飞跃。
四、ECS系统组成结构
4.1间隔层
这一层主要为完成各种专业化功能的智能装置，包括：厂用电中压6KV10KV系统系列保护测控装置、厂用电低压400V系统系列智能控制器及测控装置、厂用电源快速切换装置、低压备用电源自投装置、自动准同期控制装置、小电流接地选线装置、直流接地选线装置等。这些智能装置通常都以嵌入式软硬件技术开发，有CPU、AD、RAM、EEPROM、现场总线或以太网对外通信接口等。
4.2通信管理层
这一层包括通信网络及通信管理装置，主要完成与上述各种智能装置、DCS系统、电气后台监控系统、发电厂其他智能设备、发电厂其他系统的通信。通信方式采用工业以太网和现场总线，通信管理装置实现不同现场总线接口标准的互联以及不同通信规约的转换。
4.3站控层
这一层主要包括后台监控系统计算机硬件和各种专业应用软件，硬件有服务器、工作站等，应用软件包括数据采集和监控、厂用电抄表、录波分析、电动机故障诊断等各种基础应用及高级应用功能软件，以及后台系统与发电厂其他管理系统间的通信接口软件。
五、ECS今后的发展展望
ECS顺应技术发展大潮，充分利用现场总线和网络通信技术，对发电厂厂用系统实现了全面的技术提升，对厂用电气系统的发展具有重要的现实意义，甚至对DCS系统本身的发展也有重要的参考价值。但是，该系统要达到设计的最终目的，还必须在以下两方面获得实质性的突破：
4.1实现对厂用电气全通信控制。由于通信速度和系统可靠性还有一定的距离，目前的ECS系统还不能满足从DCS通过ECS对电气系统的“通信全控”方式，ECS系统与DCS系统间还保留了一部分硬接线。要实现全控模式，首先必须解决好热工工艺连锁问题。
4.2目前大部分电气后台系统的实际应用基本处于初级阶段，只能进行基本的运行监视功能，离实质性地实现控制逻辑、提高电气控制水平及系统运行理水平的目标还有较大距离。
结束语
综上所述，电气控制系统（ECS）虽然为人们的社会生产和日常生活提供了极大的便利，但是，在现代企业越来越激烈的竞争机制面前，电气控制系统（ECS）必须要在保证当前发展态势的前提下，努力与先进的科技相结合，生产出更加优质的产品，以保障自身的发展优势，取得长足的进步。
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[3]邱华.电气系统监控纳入D S 应用的探讨[J].湖北电力
论文作者:徐昊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
标签：系统论文; 自动化系统论文; 装置论文; 火电厂论文; 电气论文; 通信论文; 发电厂论文; 《电力设备》2017年第20期论文;