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摘要：电力系统与人们日常生活、国民经济发展有着密切联系，随着经济社会发展和人们生活质量提高，对电能的需求量也在增加。为确保供电顺利进行，我国现有电力能源的生产系统和输送系统都在进行着大规模和持续性的变革。现场总线技术的机理就是将在工业现场中的各个智能自动化仪表以及装置与设置在控制室内的仪表与控制设备相连，从而构成串行、双向、数字化、多站的通信网络系统。本文主要介绍现场总线技术在电力系统自动化中的应用。
关键词：现场总线技术；电力系统自动化；应用
1现场总线技术特点
1.1开放性
电力系统自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。传统的控制系统是一个自封闭的系统，只能通过工作站的串口或并行端口与外界进行通信，在FCS中工作站同时靠挂于现场总线和局域网两层网络，通过后者可以与其他计算机系统或网络进行高速信息交换，实现资源共享。其次，现场总线的技术标准对所有制造商和用户开放，无需专利许可实现技术共享。它可以连接到任何其他符合相同标准的设备或系统。
1.2互操作性与互用性
互操作性是指能够与各种设备和系统相连接，确保信息的传输和沟通；而互用性就代表了不同生产商中，功能和性质相似且能进行替换的设备。在传统的现场总线技术中，不同厂家的产品不能替换，一旦想要更新技术和设备，就要立刻进行更换。
1.3智能化与功能自治性
它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。
1.4系统结构的高度分散性
由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。
1.5适应性
现场总线主要就是负责现场环境工作，属于工厂底层网络工作，位于在现场设备前端。并且还能利用双绞线、同轴电缆、光缆、射频、电力线等，抗干扰能力较强，通过两线制来实现送电和通信，还能发挥出安全防爆的作用。
2现场总线技术在电力系统自动化中的应用
2.1现场总线技术应用于发电系统
发电系统主要应用于火力发电，在火力发电机的热工自动化设备上采用总线技术，利用这项技术来控制发电机设备的正常运行，减少人工操作和劳动力，总线系统能够实时监控并记录发电机的热能数据，并将数据传输到上层的控制端，而控制端会将设备的控制程序转化为数字信号，从而确保基层设备的稳定运行。其次，如果发电设备出现故障或有特殊信号时，一旦总线技术控制系统识别出特殊信号后，就会发出关闭的指令，减少事故的发生。而在火电厂中，能够应用多种控制策略以及智能控制系统，包括有最优控制、预测控制以及模糊控制、神经网络控制等，通过对现场总线技术进行完善和优化，为先进技术的应用手段营造了一个良好的网络环境。
2.2电气现场总线控制系统的监控对象
监控对象主要有:发电机-变压器组，其监控范围主要包括发电机、发电机励磁系统、主变压器、220kV断路器；高压厂用工作及备用电源，其监控范围主要包括高压厂用工作变压器、起动-备用变压器等；主厂房内低压厂用电源，其监控范围主要包括低压厂用工作和公用变压器、照明变压器、检修变压器和除尘变压器等主厂房的低压厂用变压器；辅助车间低压厂用电源；动力中心至电动机控制中心电源馈线；单元机组发电机和锅炉DCS控制电动机；保安电源；直流系统；交流不停电电源。
电力输送方面现场总线技术应用与电力系统，在对电力输送方面实施监控，主要是由CAN总线、上位机和基于80C196KC的监控单元组成，结合高精度测量电路和10位Ａ/D转换器实现了电机运行参数的在线测量。通过设置电机额定运行参数和更换外接互感器的方法使本系统适用于任何电压、电流等级的交流电机，系统可以采用特定的保护算法实时地对单电机进行各种保护。
2.3电力参数监控方面
火电厂的主控系统就是分散控制系统，主要是依据电力设备的真实情况以及生产标准，在对底层设备开展布线时，将设备的传送和运行结合起来，目前已经有部分大型火力发电厂开始采用此项技术，采用此项技术能够准确的识别和判定DCS系统中电力设备的数据和信号，保证监控的全数字和分层次化，减少工作人员的负担。将现场总线技术与DCS系统相结合，便于使用者进行末端操作，火电厂能够利用DCS系统来挑选最合适的线路来传达操作信号，采用最合适的基础设备来进行操作，从而增加企业的经济收益。利用电参数检测基站对电力参数进行实时的监控。电参数检测基站主要是利用自动远程抄表技术运行，并以现场总线技术为载体，将通信技术、电测技术和用电管理技术结合起来，从而实现电力信号的测量、监控和传送，充分发挥出电能信号的管理作用，实时、高效的反应出电力传送时遇到的障碍和问题，便于获取准确的电力参数，提高使用效率，并且还能改掉传统抄表模式的陋习，优化电能管理的基础功能，能够对电能开展有效的管理。
2.4电力分配和调度方面
现场总线技术主要运用于电力系统，确保电力系统的自动化，应用现场总线技术能够确保电力的合理分配和调度。传统的厂站监控系统就是利用电缆将二次侧电参数传输到中控制，从而减少在传送过程中测量数据的失误，增强测量的精密性，并且还要安排一定的人工值守，增加了人员和设备的成本。而现场总线在厂站监控系统中可采用Lonworks或CAN现场总线技术，提高整体的运行效果。
电气现场总线控制系统配置每台机组配置现场总线控制系统，将机组电气系统的发电机-变压器组、单元机组厂用电系统和公用厂用电系统都纳入FCS，FCS作为DCS的一个子系统，在DCS操作员站实现对电气系统的监控，并通过冗余配置的通信服务器在站控层与DCS进行连接。
2.5在电力系统自动化中的应用
电力系统自动化的特点：被控制的设备结构较为复杂且系统庞大，分散性较强，增强其联系性，如果被控制的参数越多，受干扰就越严重。越来越多的电气行业和领域都会应用现场总线技术，许多低压电器、高压开关设备、低压成套设备中都会采用现场总线技术，功能也更加完善，保证电力系统的自动化。现场总线产品和系统都逐渐投入到变电站自动化、配电网自动化中大规模的使用，并且还能收获较高的经济收益以及发展前景。例如，现场总线技术能够促进高压开关设备实现智能化，开展在线检测、运行监视、控制、保护动作、趋势分析和判断等工作。而在高压开关设备中采用现场总线技术，能够随着智能化高压电器的发展而进一步发展。
3结语
随着电厂自动化水平的不断提高，电气系统采用计算机控制已成为当前设计的主流，控制方式也从单纯的DCS监控逐步向具备故障分析、信息管理、设备管理、自动抄表、仿真培训等高等级运行管理功能的方向发展，由此又推动了现场总线技术在电厂电气控制系统中的应用。将FCS应用到火力发电厂控制过程有利于提高火力发电厂电气系统的自动化水平，节约工程投资，值得大力推广应用。该现场总线技术系统也可与其他计算机、节点通讯，构成高性能的控制系统，提高了电力系统自动控制系统的可靠性和组织的灵活性。
参考文献：
[1]何栎.现场总线技术在电力生产现场的应用[Ｊ].神华科技，2018(45).
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