发电厂电气监控管理系统分析

常三定 冯玉莲

（中节能（天水）环保能源有限公司，天水 741000）

微机综合保护设施和各种各样的智能设施普遍运用于我国发电厂电气系统，使得发电厂电气系统承载了较为多元化的信息量[1]。为了帮助相关工作人员获取精准、细致以及具备时效性的电气系统信息，同时能够较为合理地监管各种电气设施，越来越多的发电厂开始采用电气监控管理系统（Electrical Control and Management System，ECMS）。基于此，本文以某发电厂为例，分析发电厂电气监控管理系统。

1 发电厂电气监控范畴及作用分析

1.1 发电厂电气系统监控范畴

发电厂用电系统的监控范畴通常可以划分为两个重要部分。一是厂用电源。该部分根据电压等级的不同能够进一步划分为中压厂用电源或者低压厂用电源。其中，前者涵括中压配电设施运作进线、备用进线断路装置、中压配电设施母线PT[2]、中压电源馈线断路装置或接触装置以及电源快速切换设施。低压厂用电源涵括了电源馈线断路装置、直流设施以及交流不停电电源设施等。二是工艺辅助电动机电源。该部分根据电压等级上的差异可以划分为中压电动机和低压电动机。

1.2 电气监控管理系统的作用分析

电气监控管理系统的作用主要包括如下6个方面。第一，搜集和处置实时化的数据信息。相关的工作人员通过搜集CT和PT二次值，在间隔层估算实时信息，同时根据周期设置，利用通信管理机搜集全部电气量信号，进一步升级数据库。根据既定的限值对模拟规模予以判定和警示，在设备状态出现变更的情况下，释放出变位警醒[3]和异常报警提示。第二，严格控制操作。根据装置运作情况，管理系统可以按照顺序操作各个电气设备。这些操作环节都具备逻辑闭锁的功能。第三，事件顺序登记和事故追忆。系

统能够详细登记断路装置的方位信号等中断型开关量信息，一旦产生不良故障，可以追忆故障前后时间内关于开关量动作次序和有关模拟量的变动状况。第四，产出及呈现既定画面。相关的工程师站能够生成电气主接线和直流系统等画面，同时有效呈现电气量的信息和装置的运作状态。第五，运作管理效能。运作管理包括运作操作引导、事故分析、在线装置分析以及智能抄表等。第六，管理设施装置。系统不仅可以监查断路装置、变压装置以及电动机等设施的运作情况，还可以进一步诊断系统，实时诊断软件及硬件的运作情形，一旦察觉到隐患，可在第一时间显示并生成报警信息。

2 电气监控管理系统工程总体方案分析

根据《电力监控系统网络安全管理平台和装置建设方案》，结合公司电力监控系统实际情况，在调度数据网的实时网和非实时网各布置一台Ⅱ型网络安全监测装置，分别采集纵向加密、隔离装置、RTU及PMU装置、电能量采集系统工作站、脱硫信息系统工作站、AGC/AVC监控后台以及现货交易平台等设备的外设接入事件、用户登录事件、危险操作事件以及状态异常事件信息。网络安全监测装置部署于通信机房内，通过网线与调度交换机通信。两台网络安全监测装置所接收的预警信息分别接入调度数据一、二平面网的实时网和非实时网。

针对该工程，两套网络安全监测装置分别和调度数据网的实时和非实时交换机相连。在本项目中需增加站控层交换机，将站控层交换机分别部署于保信子站、脱硫子站、RTU、电能量采集系统以及电力调峰平台等系统的装置和主站之间，以形成扩展网口。网络安全监测装置通过新部署的网线和这些主站完成物理连接。各个主站上安装探针程序才能完成调试，其余的网络设备和安全设备只需在网络通畅的条件下完成连接[4]。

部署网络安全监测装置的同时需要协调对应的电厂业务厂商，对涉网业务的服务器、工作站、网络设备以及安防设备进行适应性改造，从而实现自身感知的安全事件的采集。一方面，改造主机。此时需要将涉网业务的服务器、工作站的操作系统通过部署agent的方式进行改造。agent可由业务厂商提供，也可由第三方厂商提供。如果采用第三方厂商提供的agent，先由业务厂商做集成测试，完成测试并通过调度机构监测认证后，再到现场进行部署。目前，部分第三方厂商针对主流的Linux系列、Windows系列以及UNIX系列的agent已经完成研发。另一方面，改造交换机。交换机需要满足SNMPV2或SNMPV3协议，若不满足，则需要进行版本升级或彻底更换[5]。对于满足SNMPV2或SNMPV3协议的交换机但不能完全满足采集规范时，需要由业务厂商进行私有mib的开发。目前，装置支持对国产主流型号的交换机进行数据采集。部分厂商支持工控交换机的改造接入条件[6]。

3 电力监控系统安全评估方案分析

3.1 技改方案

在电厂的安全Ⅱ区部署1台Ⅱ型网络安全监测装置，如图1所示。安全Ⅰ区的设备通过Ⅰ/Ⅱ区防火墙接入网络安全监测装置，一端连接到电厂各个涉网业务系统交换机，另一端分别连接至调度数据网非实时交换机，使得告警信息上送至上级主站网络安全管理平台。

Ⅱ型网络安全装置负责采集厂站Ⅰ区涉网业务系统的服务器、工作站、网络设备（站控层交换机和涉网业务组网交换机）以及安全防护设备的安全事件，并将告警信息进行本地存储，同时将告警信息转发至主站侧的数据网，最终汇总到主站侧网络安全管理平台。Ⅱ型网络安全监测装置对内连接各涉网业务系统组网交换机，实现对监视对象信息的采集，同时采用横道图法编制改造项目实施时间表，如表1所示。

图1 某公司网络安全监测装置施工部署图

表1 改造项目实施时间表

3.2 工程质量、进度与安全控制措施分析

3.2.1 施工质量管理制度

专业专工应对施工班组进行详细、有针对性的质量技术交底。施工班组应严格执行质量技术交底内容，并按相关国家及行业技术标准进行施工。专业专工有权利对施工班组的安装质量进行全过程监控，并提供技术支持。施工质量由施工单位与专业专工负责。

3.2.2 明确任务落实职责

专业专工对施工人员交付工作任务前，必须编写《单位工程施工质量技术交底》，报项目公司负责人批准后，对施工人员进行质量技术和安全要求交底，并对其负责区域的配合情况等现场要求进行交底。要求专业专工对施工人员进行现场交底。同时，施工班组长在执行施工任务时必须全面管理，杜绝错漏，对照图纸认真检查，根据现场实际情况与专业专工商议处理。实行三级质量管理制度，即施工班组长、专业专工以及质量检查主管各司其职。其中，施工班组长担负实施责任，专业专工和质量检查员担负监督检查责任。

3.2.3 现场跟踪，确保质量

对于隐蔽工程，专业专工必须检查隐蔽施工区域的施工班组定位放线，从施工开始就要介入管理和提供技术支持与检查。确认施工班组的施工放线和定位检查后，施工班组进行预埋管线安装。

4 结语

随着我国网络技术的不断发展，电气设备的控制和保护等取得了较大突破，使得电气监控系统的功能更加多样和全面，促进了电气控制系统的推广及应用。