分布式能源的优缺点 天然气分布式能源的优点和问题
宋红娟 邱致猛
摘 要：机组调试过程中，总线设备出现问题多种多样，其中以江苏金智微机综保装置在ovation系统上不能远方操作为重点解决难题，邀请国内总线专家经过历时几个月的试验验证，最终解决问题。发现只有在整条总线链路上所有设备均各自组态，总线链路上错误报文消失，微机综保装置接收远操指令动作正常。说明在设备与DCS出现不能兼容性问题时候，若用trace软件查看链路上设备通讯正常，但就地设备不动做且链路上有错误报文下发时，检查上位机组态为重点，调试期间软件组态工程师需严格按照硬件指示的操作步骤及规程严肃组态工作，会为后期调试减少很多不必要麻烦。
关键词：总线设备；无效报文；软件组态
中图分类号：X322 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0068-01
随着智能化、数字化水平提高，新型电厂建设中现场总线的使用率越来越高，现场总线突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到了现场设备级，通过高速通讯网络，再将设备信息传送至上层网络，通过专业总线管理系统实现对机组的日常数据维护管理，在提升机组性能和优化维修周期及项目上做进一步的指导。经过几十年的发展，现场总线技术已广泛的应用在国内外电力、石化、化工等多个行业。
1 背景简介
华能桂林燃气分布式能源有限责任公司是华能集团第一个分布式能源项目，也是华能集团在广西的第一个燃气发电项目，项目一期建设三套6F.01级燃机组成的一拖一多轴燃气蒸汽联合循环机组，采用国内先进技术，以城市中水为补给水源，为桂林世界旅游城“一点三星三区”提供电力，为主城区公共建筑提供夏季空调制冷负荷、冬季空调采暖负荷和生活热水负荷，通过冷、热、电三联供，实现能源“梯级利用”。
工程设计初期，以实现数字化电厂为目标，全厂大于90%热控设备采用现场总线，范围涵盖PLC、变频器、电动执行机构、气动执行机构、马达保护器、阀导、电磁流量计、超声波液位计及变送器等。设备型号多样，变频器有：ABB510、ABB810，阀门有：奥托克、EMG、爱博得、SND、festo阀导等，执行机构定位器含：西门子5610系列、ABB V18345系列，马达保护器涵盖金智高压综保5242、5243、5271，低压综保3531、3581系列等。因总线设备种类繁多，出现问题也多种多样，解决问题方法及方式尝试也就随之进行。本文旨在进行知识的共享与传播，明确设备出现问题时的查找方向方法和注意事项，望其他同类电厂能以此为鉴，做好电厂的前期建设把关和后期维护工作[1]。
2 设备故障分析
2.1 现象描述
现场调试期间，总线链路安装完成，设备组态完成，设备通讯正常，马达保护装置状态反馈正常，一次操作，马保分合闸正常，经过不固定时间远方再次分合闸，分合闸故障，查DCS侧指令实际已发出，但综保未动作，trace扫描总线链路上传输报文发现，链路上有无效报文下发，综保未能接受正确动作指令。
2.2 方法试验
总线链路上设备的硬件连接方式为串联，即从DCS側卡件引出总线，依次串联就地设备，最终回到终端电阻箱结束，整个回路上的设备有：DP卡件、总线电缆、就地设备、终端电阻。软件部分全部分配在DCS，与其他设备组态一样，设备的信息采集由软件完成，程序下装至控制器分配给DP卡件，在对现场总线构成软件硬件了解的基础上，采用排除法对设备故障可能原因一一排查。
2.2.1 就地设备问题排查
为排除就地设备问题引起开关分合故障，我们在现场找到一条链路上仅包含两个综保装置的链路，综保装置对应电气开关名称为“9144”“9146”，地址分别为“10”“11”。进行分合闸试验，试验地址为“10”的开关分合闸正常，地址为“11”的开关合闸失败，就地设备未动作。更换“9146”地址多次，试验均失败，但当将地址“10”分配给“9146”时，分合闸试验，“9146”合闸成功，说明开关名为“9146”的设备本身可接收远方指令，装置本身并无故障，trace扫描总线链路报文发现，只有当地“9146”地址为“10”时，接收的遥控指令为装置正确动作指令。其余未动作时，报文下发均非正确遥控指令，此现象未能解释为何上位机下发无效报文，但可排除装置本身故障问题[2]。
2.2.2 DCS组态问题排查
比对综保装置型号及对应的“GSD”配置文件，确认DCS为装置操作分配的指令位和反馈位组态正确，开关电流数据采集也正确，且分合闸动作正常的开关与分合闸失败的开关组态一样无异常，上位机DCS组态无偏差。
2.3 拓展延伸
在解决电气开关总线问题后，为避免我厂其他设备也出现类似故障同时举一反三，专業对我厂除电气开关外，阀门、变频器等一一进行了排查，对设备典型故障及时进行了记录和故障分析，排查过程发现特福隆集团名下奥托克阀门在进行控制方式转换时，也出现数据位需单点拖入才能正常使用状况，且因为设备配置模件位数与上位机的不一致，导致数据不能正常显示，使用时要进行数据的高低位切换，阀门反馈才可正常显示。此外在处理ABB气动调节型阀门过程中，发现设备不能切换至“串级”控制，原因为设备的指令代码的操作顺序不正确，在处理SND阀门时候发现总线链路上波特率的设置会影响在线路末端设备的显示，此设备在低频段不能被检测，而总线在高频段易受干扰，这就需要找到一个共同适合上位机和就地设备显示的波特率，此外针对ABB变频器、festo阀岛、E+H液位计、Siemens流量计、变送器等均出现各类问题，而解决总线问题的方式也不胜枚举多种多样[3]。
3 结语
随着现场总线的应用越来越广泛，各大新建机组也都采用先进的数字化管理机制，应用现场总线，然每个在建机组情况不一，出现问题也各不相同，从每一个现场的发现问题解决问题的过程中积累经验，加以借鉴，会减少本工程后期维护及检修成本，也可以少走很多弯路，施工期间严格把关，组态过程严肃要求，组态工程师严格按照硬件要求分配组态步序及流程，为后期的调试工作顺利进行打好基础。
参考文献
[1]黄丹，王福林，周霜，李蕊，唐艳梅.我国分布式能源研究进展[J].建筑电气，2017，36（09）：28-35.
[2]贾世泽.分布式能源系统应用案例技术经济比较[D].北京建筑大学，2016，18（04）：11-13.
[3]林世平.分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究[D].武汉理工大学，2011，26（12）：45-46.
