分散控制系统在变电站电气自动化中的应用

摘 要：随着我国经济的发展，工业生产水平的提高，分散控制系统也得到了广泛的应用，就目前来看，日益成熟的分散控制系统技术，在变电站的电气自动化控制中得到了相对完善的应用。本文对分散控制系统在变电站电气自动化中的应用进行了讨论。

关键词：分散控制系统；变电站；电气自动化

分散控制系统，是以多个微处理器为核心的过程控制采集站。凭借其自身较为成熟的应用经验和运行业绩在国内的变电站自动化控制中得到了广泛应用。分散控制系统的特性越来越被人们所接受和认可。应用分散控制系统，能够提高变电站的单元机组热工自动化的水平，适应发展需要。

1 分散控制系统的现状及发展

1.1分散控制系统的起源

DSC应用试点最早是1985年出现在美国。选用的是网厅电厂300MW机组，这就是分散系统控制的开端。经过20度年来的不断改进和推陈出新，分散控制系统经过长期的实践累积了许多相对成熟的经验。在很多国家中，DCS的应用已经不仅仅局限于锅炉和汽轮机的热工监视，DCS供应商逐渐掌握成套覆盖的技术。DSC在现阶段各方面的应用能够充分证明分散控制系统值得信任与期待。只要在软件的设计上更加优化完善，对机组的正常安全运用是足够全部保障的。我国通过对DCS的不断改进，最终也达到了国际的DCS水平，在变电站得到广泛应用。

1.2分散控制系统的应用

分散控制系统在实际应用中具有功能相对分散、数据可共享、可靠性较高等特点，在电厂和变电所得到了广泛的应用。从1985年到21世纪伊始，我国的变电站已经采用了近229套、14种型号的DCS。至今，使用过的DCS可大概分成3类，第一类是多功能的控制器型；第二类是可编程序控制器基础型；第三类是PC机总线基础型。发展到今后，还将产生另外两种分散控制系统。一种是以现场总线为基础的，另一种是以电厂信息监控管理为基础的，这也将进一步扩大DCS应用的功能。

1.3分散控制系统的发展

分散控制系统正在朝横纵两个方向进行功能性的扩展，向上至SIS、向下至FCS。现场总线技术的出现，也是DCS在纵向延伸方面的一个体现。现场总线技术兼具开放性、数字化和多节点的特点。并且融化智能化的现场设备及系统。为避免只靠电缆单一传输的弊端，现场总线技术还可以帮助现场的设备实现在运行中的数字量信息交换，达到双方的共享和控制。之所以会出现现场总线技术，主要是由于现场仪表的模拟技术缺陷：速度慢，精准度低、成本高。并且现场仪表的模拟技术与计算机控制的数字技术不符，还可能会出现使用问题。而现场总线技术能够把部分控制共嫩分散到就地的仪表设备中，让控制功能能通过功能块的方式达到组合和实现。但这仍是一项新生事物，还需进一步的改进和推广。

2 分散控制系统特点

2.1高可靠性

分散控制系统是建立在分散结构的理念上的，这对系统的可靠性是一个保障。分散结构不仅是系统功能的分散还有地理位置的分散。应用分散结构可以将系统危险性进行分散，在设备某一部分发生故障时并不会影响其他部分的正常运行。另外，关键设备进行冗余配置是确保系统可靠性的一项有力措施。DCS系统中还采用了一些模块化、标准化的软件，也有助于保证系统的可靠性。

2.2监视性能好

分散控制系统利用高智能操作员站实现过程现场的监视及操作，且具备较友好的人际交互界面，能进行直观观测，监视性能良好。

2.3扩展性能好

通常情况下系统采用的是递阶数据通信网络，可实现通信分层化。系统构成相对较灵活，硬件高度集成化，设备接口模块化、标准化，均提供了较好的扩展性能。

2.4编程容易

编程采用的是控制图形界面及功能码控制组态，可自动生成执行文件。对用户的编程能力要求较低，只需掌握填表、作图进行组态的方法即可，且应用程序质量可靠。

2.5系统维护方便

微处理器均有自诊断功能，应用程序执行间隙同时也进行自侦段程序的运行，对硬件的运行状态进行扫描，发现异常现象会及时报警，亮指示灯提示出现异常的部位和性质，系统维护时间短。模件为可带电插拔、接插结构，种类少，维护方便。

3 分散控制系统在变电站电气自动化中的应用分析

3.1变电站电气自动化的功能及特点

变电站电气自动化是一种能够保持主控室机、炉、电的协调一致，并且便于集中的管理控制和信息数据共享的多方位系统，变电站电气自动化有效地提高了工作效率。随着变电站电气自动化技术的快速发展，以及电力市场的不断推进，提高电气自动化的运行管理水平已经成为一个亟待解决的问题，各方专家也对此积极展开了研究讨论，旨在推动此项技术的进步以提高电气自动化的运行管理水平。

监控和控制设备是变电站电气自动化系统的主要功能，反馈信号在数据交换中的变化是其辅助功能，他还有一项更高级的功能是提供部分特殊数据的反馈机制，这种系统的设备数量较多，布置较复杂。

3.2变电站电气自动化的现状及趋势

变电站电气自动化的发展也在跟随着科学技术的步伐不断向前。在数据的采集方面有了新的突破，先进的计算机保护监控能够实现以太网和现场总线技术总成网络，电厂的电气监控自动化也开始纳入信息化管理。随着计算机技术的发展，ESC系统开始取代传统控制操作系统，电气自动化在间隔层的保护和测量、控制装置上实现了独立化操作，整个系统的控制单元开始朝着一体化的方向发展。国际电工委员会指定的EIC61850标准预示着电气自动化除了基本功能之外还将兼具相互操作性和强大的扩展性、高度的可靠性等功能，极可能实现在商业和工业领域的双重大规模应用。

3.3分散控制系统在变电站电气自动化中的应用

变电站的电气自动化系统是电气运营管理的必然发展模式，这不仅可以提高电厂的自动化水平，而且对相关领域的新建和改进可以拓展更宽的投资空间。特别是分散控制系统所提供的综合化自动技术更加具有代表性。与DCS的技术链接可以帮助电厂电气综合自动化系统形成可靠的技术保障和支持，但是具体的现场总线架构标准及通信网络的关联还需要进一步的实践和研究。变电站电气自动化的出现让分散控制系统的功能得到了纵向的延伸，有效实现了电厂所有过程和环节的控制和经营管理。目前的电气自动化在功能性和经营性的范围内正在电力市场大趋势的影响下不断完善和改进，在未来必然出现的厂网分开潮流中，电力企业不断的补充DCS的内容将有助于实现科学化的管理，也有利于国内电力企业的生产管理决策支持系统，并对整个中国的发展起到积极的推动作用。

4 结论

综上所述，分散控制系统是一项发展日趋成熟的技术，与变电站电气自动化的基本功能与特点有机结合，可以实现二者的整合运用，为进一步改进电气自动化系统提供了很好的途径。

参考文献

[1]韩璞。自动化技术的发展及其在变电站中的应用[J].华北电力大学学报，2009

[2]李俊。分散控制系统在或垫上电力系统自动化上的应用[J].广西电力，2009