电力系统分散式控制体系推动电网体系进步

　　工控摘要：近几年来，生产行业进一步提高了工厂综合自动化水平，注重信息化的建设，特别是各地的火电厂纷纷提出适合自己工厂的厂级监控信息系统（SIS）以提高生产效率,ocalGridTechnologies为多伦多电力公司（TorontoHydro-ElectricSystem）部署了NICompactRIO控制器网络，建成一个分散的控制系统。
　　
　　近几年来，生产行业进一步提高了工厂综合自动化水平，注重信息化的建设，特别是各地的火电厂纷纷提出适合自己工厂的厂级监控信息系统（SIS）以提高生产效率，实现工厂管理信息系统与各种分散控制系统之间的数据交换。厂级实时监控信息系统以分散控制系统为基础，以经济运行和提高发电企业整体效益为目的，采用*、适用、有效的专业计算方法，实现整个电厂范围内信息共享，厂级生产过程的实时信息监控和调度，同时又提高了机组运行的可靠性。它为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。
　　
　　DCS是分散控制系统（DistributedControlSystem）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
　　
　　LocalGridTechnologies为多伦多电力公司（TorontoHydro-ElectricSystem）部署了NICompactRIO控制器网络，建成一个分散的控制系统，以帮助该公司更好地满足城市快速增长带来的基础设施需求。
　　
　　许多关于智能电网的讨论表明，自从集中单向系统被提出一百多年内，配电系统的改变微乎其微。尽管“智能”电网的概念令人难以捉摸，事实上目前仍有一些可行的解决方案正在帮助电力设施提率。
　　
　　目前，多伦多电力公司和LocalGridTechnologies共同合作，已经开始对北美zui大城市之一的电网进行全面检修。本周，他们在奥斯丁NIWeek上展示了一些分布式控制和大数据的应用案例。
　　
　　TorontoHydro是加拿大zui大的市政电力分配公司，为全市280万人服务。它分配了安大略省大约19%的耗电量。
　　
　　这家拥有百年历史的电力公司当然也会面临各种挑战，其中zui大的挑战是基础设施的老化。据TorontoHydro电力工程师SushmaNarisetty-Gupta透露，该公司大约28%的资产已经超过了生命周期，同时还有20%的资产将于2024年达到寿命终点。
　　
　　除了基础设施老化，对配电系统的需求也在不断膨胀。多伦多虽然是北美第四大城市，但实际上它却拥有zui多的新建高层建筑。
　　
　　因此，TorontoHydro与LocalGridTechnologies已经展开了合作，旨在将其电网推向21世纪。TorontoHydro电网现代化路线图是个正在进行中的资金计划，将会以分散控制为核心广泛采用新技术，以达到更新和加强其老化基础设施的目标。
　　
　　十年前，几乎没有电力公司更新他们的技术。但是现在越来越多的挑战迫使他们不得不重新考虑技术过时的问题，例如引进可再生能源、提高服务水平以及降低运营成本等。据预测，该行业将在未来十年间为这一革命性的巨变花费7万亿美元。
　　
　　技术解决方案就在于“微型智能电网”。电力公司必须为远程站点和无线连接提供安全和私密的数据传输，同时具备用低带宽或限制带宽网络传输大量数据的能力，以及实现不同协议和不同供应商设备之间的交互操作。
　　
　　LocalGrid的控制解决方案基于美国国家仪器公司（NI）的CompactRIO平台，能够*对系统的关键需求。
　　
　　解决方案需要模块化并具备可扩展性，以满足各种各样的需求，因为每个子系统和城市的每个区域都将会面临各种不同的问题。
　　
　　现成的商用技术可以使工程师更快地获取解决方案并按照需求对其修改。
　　
　　这些技术必须支持通信、PQM、数据分析、控制回路和信号。
　　
　　它们还必须支持安全需求。目前，能够在Linux系统上运行决定一切。
　　
　　LocalGrid的技术解决方案成功地采用了大数据。随着LocalGrid部署大量的CompactRIO，他们意识了到设备智能的重要性。如果每个设备都部署智能程序，就不需要将所有数据返回*系统。
　　
　　LocalGrid为TorontoHydro研发的解决方案在变电所、供料器和变压器中都部署了控制器，能够实时提供电力资产的详细分析。同时，该方案还采用多功能设备替代了每次只能完成一个任务的设备，大大降低了部署和维护成本。从头开始构建的嵌入软件形成一个分布式能源管理网络，能够跨平台兼容，包括第三方系统的无缝集成、IEC-61850设备模型、用户和设备安全、支持任何数据类型可定制实时计算的数据模型，以及用于快速方便定制代码部署的即插即用构架。
　　
　　LocalGrid长期致力于解决智能电网应用的网络安全问题。在LocalGrid解决方案中，操作系统采用的用户鉴权能够从源头确保设备安全，设备认证能够确保设备连接安全，应用认证和数据进入许可能够限制个人应用于进入网络，以及数据库和配置文件的加密机制也可以确保物理进入安全。LocalGrid还可以将过时的边缘设备协议转换成安全网络确保现有SCADA设备安全。该解决方案的通信和网络构架在设计之初就从内部确保了网络安全，而不是仅仅依赖于防火墙。