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    在电力市场飞速发展的今天，随着电力体制改革的进一步深入，对电厂的控制水平的定位，自动化水平的要求越来越高。分散控制系统（DCS）已经成为50MW以上机组的标准配置;加之企业为了适应现代管理的需要，采用信息技术、建立SIS（实时信息系统）、MIS（生产管理系统）已成为必然趋势。为了适应“厂网分家，竞价上网”这一新的形势，最大限度的提高机组的控制水平，发展DCS系统，建立信息共享、管理、决策平台，已成为必然趋势。

    目前大多数电厂都采用侧重于锅炉、汽机自动化控制的DCS系统。常规的DCS系统主要有以下子系统组成：DAS（数字采集系统）、MCS（模拟量控制系统）、SCS（顺序控制系统）、FSSS（锅炉安全监视系统）、DEH（数字电液调节系统）、ETS（汽机紧急跳闸系统）、ECS（电气控制系统），MEH（小汽轮机电液调节系统）等，纳入一体化集中管理。由于DCS厂家的历史原因和电气控制对象的特殊性（顺序控制为主、响应快速性），对电气部分的自动化运行考虑较少。一般情况下，厂用电气系统的主要保护、安全自动装置，如发电机－变压器组保护、同期装置等基本独立运行，与DCS系统间进行很有限的信息交换，造成资源浪费；与辅机有关的电气设备，如6kV、400V电动机等，其基本控制由DCS系统完成，但电气人员关心的测量、保护动作、整定、事故追忆等信息在DCS系统中却无法反应。提高这些设备及整个电气系统的运行管理水平，将直接关系到电厂运行的安全经济性，影响电厂在发电市场上的竞争能力。发电厂电气监控及自动化融入整个电厂的监控系统成为电厂的迫切需要。普遍观点认为，电气系统接入DCS是一个趋势，而且，在接入方式上，越来越多的考虑用通讯方式部分取代按“点”收费的“硬接线”方式。

1  电气控制对象的特点和要求

    电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为：

    (1)  电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少，操作频率低，但强调快速性、准确性；

    (2)  电气设备保护自动装置要求可靠性高，动作速度快；同时对抗干扰要求较高。

    (3)  热力系统控制处理信息量大，系统复杂，以过程控制为主；电气控制系统（ECS）主要以数据采集系统和顺序控制为主，联锁保护较多。

    因此，机组的电气系统纳入DCS控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能实现正常起停和运行操作外，尤其要求能够实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统自动控制在最安全合理的工况下工作。

2  常规ECS系统的实现功能和水平

    目前，大多数电厂和DCS厂家所实现的ECS控制功能主要局限在以下几个方面：

    (1)  监视部分  发电机―变压器组系统，励磁系统，高、低压厂用电系统及备用电源系统，220V直流系统和UPS电源系统，电气公用系统，所控电气设备开关、闸刀的状态监视；中央信号及事故报警，事故记录及追忆功能。

    (2)  控制部分  发电机―变压器组单元电气一次设备的控制、联锁，发电机程序起停，ASS的投切；厂用工作电源，高、低压厂变与高、低压备变之间的正常切换操作；电气接地系统管理；220kV断路器、隔离开关的控制。

    应该说在传统的DCS系统中对电气量的监视、控制非常有限，尤其是对电气专用智能设备信息的采集更是少之又少，致使这些设备各自为政，对运行人员来说，无法在操作员站的监视器上了解相关信息。有时不得不采用大量的电流、电压变送器将部分模拟量采集进DCS系统；或者采用硬接线的方式接入DCS系统，使系统复杂、投资增加和资源浪费。

    近几年，电气专用设备朝智能化、小型化、多功能、信息量大的方向发展。电气专用设备制造厂家，如国电南瑞、国电南自、北京四方、许继电气、东大金智等厂家，纷纷推出了双CPU（或三CPU）、智能型、带现场总线接口的高可靠性能的产品。加之这些厂家也推出了自主知识产权的电气综合自动化系统，使ECS功能扩展，实现电气综合自动化，同时保证电气系统的相对独立性的条件已经成熟。只保留极少量的硬接线，全部采用通讯方式连接的模式已成为一种趋势。

3  功能扩展后的ECS系统

3.1  设计原则

    对于发电机组和厂用电部分的操作，运行人员可以在ECS系统的运行工作站上实现，也可以在DCS的监控CRT（或LCD）上实现。ECS系统与DCS系统的接口，从DCS的角度看相当于扩展了DCS的控制范围，同时为厂用电系统提供了继电保护功能和保护信息管理功能。

    (1)  系统的可靠性设计原则：保护测控装置的高可靠性满足IEC61000-4的四级标准，重要设备和关键环节考虑冗余设计，如发变组保护、通信服务器等；通讯网络采用双网，网络具有自诊断和纠错功能；

    (2)  系统的大容量实时数据库，满足大容量数据采集的要求；

    (3)  系统的实时性设计原则：通讯网选用高速工业以太网／高速现场总线，通讯主控单元选用工业计算机和实时多任务操作系统，确保了系统的实时性；

    (4)  通信服务器、通讯网络采用冗余方式，每个控制设备可采用主/备双通道，故障时自动切换，任何单一故障不影响系统正常运行；

    (5)  快速的主/备机故障切换机制；

    (6)  严格的同步机制，确保主/备机数据的一致性。

3.2  电气自动化系统的设计思路

    厂用电系统现场级（也叫现场应用层）设备采用分散式就地安装的集保护、测量、控制、通讯于一体的基于微处理器的微机综合智能终端设备，如发变组保护装置、微机励磁调节装置、微机备用电源自投装置、电动机综合保护测控装置、低压变压器保护测控装置、厂用分支保护测控装置、同期合闸装置、厂用电快切装置、小电流接地选线装置等。用现场总线（或以太网）将这些终端设备的通信接口连接起来，构成电气监控网络，通过通信处理机实现设备的分层管理；通信处理机（也叫通信管理层）进而与厂用电监控主站相连，最终由厂用电监控主站（主控单元）连接至DCS

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