GPRS远程在线监测技术在电厂变频改造中的应用

宋维华

【摘要】 基于GPRS网络的在线监测技术是一种集网络技术、通讯技术、计算机技术等多种技术为一体的综合性技术，将在线监测应用在发电厂机组节能变频改造项目中，也是实属先例，本文阐述了在线监测系统的设计思路，通过GPRS远程在线监测系统在电厂变频设备中的实际应用，探讨发电厂变频设备的在线监测技术功能、作用以及应用等相关问题。本文所提出的设计思路具有普遍通用性，能够对现场设备的集中在线监测技术提供设计参考价值。

【关键词】 GPRS 在线监测技术 变频器 发电

一、引言

电厂电机的变频改造是在保证系统安全可靠的前提下，以节能减耗、提高电厂自动化水平为目的的变频调速方案。针对节能减排方案的高、低压变频器正是在此基础上应运而生的产品。由于发电厂中实施变频改造的对象是对发电机组相对重要的高压电机和在辅机系统中的低压电机，所以，对变频设备可靠性的高标准要求是必然的，也是变频产品在行业内立足与壮大的决定性因素。基于变频器的远程终端在线监测技术更是在保证变频器安全可靠的前提下，提高电厂自动化水平的新技术。

远程在线监测系统是通过无线公共GPRS网络将变频器的参数以报文的形式传输到远程终端的通信方式，该系统可监测变频器的所有参数与状态，并将监测到的状态传输至远程终端监控中心，在监控中心，不仅可以直观的看到变频器的各个状态与参数，还可对各项参数所采集记录的数据分析，直观的反应出电厂设备采用变频改造后的节能情况与节电效果。

二、在线监测系统在电厂变频改造中的作用及功能

基于GPRS技术的远程在线监测系统在电力系统中的应用并不少见，在输电线路、变电站中都有较为广泛的应用，但是将在线监测技术应用在电力系统发电机组的直接负载——泵与风机的变频改造项目中，还实属先例，该系统经过研发，测试之后，已经成功投入现场运行，性能良好，运行稳定，是电厂能源节能减排项目中一个具有突破性的创新之举。

发电厂变频改造中，在线监测装置是以集成系统形式通过RS-485通讯线走电缆沟与变频器的RS-485通讯接口连接，在线监测装置通过RS-485通讯以半双工的形式接收变频器发出的数据包，并通过GPRS网络与internet网络连接，最终通过internet网络服务器发送至在线监测的远程数据终端——监控系统主机。操作人员通过监控主机可直观的监测变频器的工作状态，同时，通过发送报文的形式，可以控制变频器的状态，最终达到变频器的远程监控的目的。图1是变频器在线监测系统的工作示意图。

远程监控主机可实现对变频器控制面板上能显示的所有状态的监测，如：频率、电压、电流、功率、柜温、控制方式以及故障状态等等多种状态。

基于GPRS技术的远程在线监测系统具有几个显著的特点：

1.无线通讯设备可实现将多台变频器采用RS-485通讯组网的方式，理论上可以实现N台变频器组网，考虑到通信干扰和变频器自身的因素，实际应用一般不超过32台变频器向一台无线通讯设备发送/接收数据包。在现场条件允许的情况下，采用RS-485通讯组网的方式可节约远程在线监测系统的成本。

2.一个无线通讯设备可最多向4个公网IP地址的远程终端发送/接收数据包。可实现不同级别终端对变频设备状态、参数及性能等情况的查看。（注明：本系统采用的无线通讯设备为宏电H7710 DTU ，对其他品牌的无线通讯设备可发送的远程终端IP数量根据产品本身型号及特性决定。）

三、在线监测技术在电厂变频改造中的实际应用

基于GPRS技术的远程在线监测系统是一种基于通用无线分组业务的新型智能化、集成化的自动控制系统。该系统主要实现用户对负载变频器的状态监测以及对变频器的参数控制，以便保证电厂机组安全运行的条件下，保持较高的节电率，同时提高电厂发电效率。

基于GPRS技术无线通信的在线监测系统包括两个子系统：基于GPRS的就地监测系统和远程终端管理系统。就地监测系统实现变频器状态的数据采集，并将其以数据包的形式发送给远程终端管理系统。从而实现远程终端对变频器状态的监控。图2所示为电厂变频改造中在线监测系统的组成。

变频器远程监控的在线监测系统经过研制、测试以及在现场的试运行，经验证，可实现其在功能上的各项要求。正式投运加入在线监测系统的变频器有：华电宿州生物质能发电有限公司1#机组A、B给水泵高压变频器以及华电扬州发电有限公司2#除盐水泵低压变频器。通过这两个电厂变频改造加入在线监测系统的成功案例，可以充分证明在变频器的就地端加入基于无线通信的在线监测系统，能直观反映出被改造设备的各项状态与参数、工况的历史数据以及节电率情况分析。具体地，远程终端可监测并反映的信息包括：

1、远程终端可监测到变频器实时运行中的各状态与参数；2、通过回调历史曲线，可直观反映变频器连续运行的功率情况，通过系统内部数据库调用，可直接反映出负载采用变频改造之后的节电率情况；3、对就地变频器出现的任何报警或故障，远程客户端都有提示报警或故障，并根据出现的状况系统自动判断给出处理该故障的专家诊断方法；

在投运的后期，将实现在线监测系统拓展到一个电厂的所有采用变频改造的负载上，并通过对电厂机组中某个系统的负载整体评估，给出系统变频改造的方案，不仅在机组节能上有所提高，在机组自动化水平提升上更有显著效果，这对在线监测系统的要求又进一步提升，不仅要求能够监测出变频器的各状态与参数，还要能够在远程终端反映出负载的运行工况等更复杂的相关信息。通过对系统中各负载的变频改造评估，计算出各负载的节电情况，进而是整个系统的节电水平，更宽广的发展可达到计算出电厂采用变频改造方案之后，电厂整体的节电率情况。而且可在远程终端的人机界面上，设定或修改变频器的一些参数，如给定频率、控制方式等相关可上位给定的参数与状态。

四、结语

在信息化集成度较高的当代，将网络、信息和控制等相关资源与技术相结合而成的新一种在线监测技术是应时而生的新产品，在线监测系统的数据能准确、实时地监测变频器的状态，而且远程终端对变频器的控制也减少了电厂DCS系统的压力，对节能估算能力更有数字上的量化标准，更直观，更可靠。在线监测技术通过不断的改进，迅速发展，基于GPRS的变频器在线监测系统能更好的适应当代国家对节能减排的政策需求，更好的适应今后节能改造方案的发展，在当代社会的生产与发展中发挥更大的作用。

参 考 文 献

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