NCS和ECMS一体化电气监控管理系统在发电厂中的应用

NCS和ECMS一体化电气监控管理系统在发电厂中的应用

黄金凤

广东粤嘉电力有限公司广东梅县514000

0概述

目前的所有在运的发电厂均存在两个比较重要的电气设备的计算机监控系统，一是用来完成对升压站部分电气设备的监测、控制及远动信息传送等各种功能的网络监控系统（NCS），另一个是用来完成对发电机-变压器组、高压厂用工作及启动/备用电源、低压厂用电源、PC至MCC电源、电动机和保安电源等设备进行测控，对直流系统和UPS等设备进行监测功能的电气监控管理系统（ECMS）。

1、NCS和ECMS一体化电气监控管理系统与机组DCS控制的分工

由于DCS系统侧重于机炉的控制，电气设备的很多运行数据并不是它关注的重点，而且DCS对于电气自动化控制的开发比较有限，它无法接受很多电气设备的数据。如果把ECMS厂用电系统纳入DCS则很多电气重要参数将造成无人监视的状态，因此设计优化的思路是根据电气设备与机组启动运行的密切程度进行热控DCS和ECMS系统的控制分工，把厂用电纯电气功能的设备从DCS中独立出来，全部纳入NCS和ECMS一体化电气监控管理系统。

根据上述原则对于与机组并网发电关系密切的发电机组正常启停、发电机励磁、同期、AVC、AGC纳入DCS。发电机-变压器组的监测同时纳入ECMS。参与机炉运行的高低压辅机电动机采用通讯接入DCS，受DCS监视和控制。除上述以外的其他电气设备将进入NCS和ECMS一体化电气监控系统，不与DCS进行通讯。通过上面的控制分工，不仅明晰了热控和电气的维护分工，进入DCS的数据量也变得非常少，一方面大大减少了DCS的硬件投资，另一方面充分发挥了NCS和ECMS一体化电气监控管理系统的作用。

2、NCS和ECMS一体化电气监控管理系统的网络结构

NCS和ECMS一体化电气监控管理系统采用开放、分层、分布式网络结构，双网、双冗余配置，双网均应同时进行数据通信。整个系统分成现场保护测控单元层、通信管理层、上位机监控层三层，按照机组、公用系统分别组网。采用完全现场总线方式。完成升压站、发电机－变压器组、高低压厂用电源等电气设备的监视、控制及远动信息传送等各种功能，在机组集控室设置全厂电气监控管理系统操作员站。这种网络结构很容易扩容，为以后的扩建提供了相当的便利。

3、工程应用

粤电大埔2×600MW项目是国内率先采用NCS和ECMS一体化电气监控管理系统设计的项目，目前1号机组已完成整组启动。采用的是南京南瑞继保工程有限公司生产的RCS/PCS-9700发电厂电气监控系统。

在每个PC段设置一面380V通信管理机柜，内置三台RCS-9786B通信管理机及两台PCS-9882AD交换机，RCS-9786B通过双Profibus总线与380V智能终端连接，一方面收集整理380V智能终端的信息上送到站控层，一方面将接收到的指令迅速转发给相应的智能设备，并将执行结果返回给控制中心；在每个6kV段设置一面6kV交换机柜，内置六台PCS-9882AD交换机，6kV馈线用户上的微机保护测控装置通过双以太网连接至6kV交换机柜，再通过6kV交换机柜连接到机组通信接口屏；每台机组设置一面机组测控屏，机组测控屏内配置3台PCS-9705A测控装置，用于间隔层数据和信号的测量与控制，每台测控装置通过双网与站控层连接；每台机组设置一面通信接口屏，通信接口屏由一台RCS-9794A装置、一台RCS-9698H装置和两台PCS-9882ED交换机、一台PCS-9882AD交换机组成，励磁系统、厂用电快切装置、机组同期屏、直流充电屏、UPS、非南瑞继保的保护装置通过串口连接至RCS-9794A装置，进行规约转换后连接至机组通信接口屏内的交换机。所有的380V通信管理机、6kV交换机柜、机组发变组保护、起备变保护通过光纤连接至通信接口屏的交换机后，再连接至站控层交换机；升压站设置一面间隔层交换机柜，内置四台PCS-9882AD交换机，用于线路测控装置、机组出口开关测控装置、线路保护、安全稳定装置、失步解列装置等设备的测量和控制，升压站间隔层设备通过双以太网与升压站站控层连接。

4、经济效益分析

将发电厂内两个重要的电气监控系统系统合并成一个系统，使用同一个软件平台，不与机组DCS进行通讯，现场电气设备与系统之间采用完全现场总线的控制方式，监视和控制回路采用双绞线或是光纤，无需使用控制电缆，节省了电缆的使用量和电缆敷设的工程量，节省了工程造价，使用同一个软件平台，减少了维护的工作量，降低了运行操作的复杂性。

粤电大埔电厂首期工程共有高压配电柜（电源进线、母联、电源馈线等）回路56回；高压配电柜（电动机）回路111回；低压配电柜（回路容量超过75kW）回路387回；低压配电柜（回路容量不足75kW）回路1597回。共节约投资约3000万元，节省工期两个月。经济效益是非常显著的。

作者简介：

黄金凤（1977－），女，汉族，广东梅县人，工学硕士，电气工程师，从事火力发电厂电气专业的技术管理工作。E-mail：hjf172@163.com