保證火電廠DCS電源系統可靠性探討

摘 要:簡要介紹了DCS在國內火電廠的投運現狀，并從多方面闡述了提高DCS控制水平及安全可靠性的方式和途徑，提出了國內火電廠DCS應用水平亟待提高的觀點。

關鍵詞:電源供電;定量分析;電源系統;切換裝置

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)12-0358-02

1 國內火電廠DCS應用現狀

國內的火電廠自上世紀九十年代開始投運DCS，當今，DCS在國內火電廠的使用已相當普遍。其基本控制范圍已能能覆蓋MCS、DAS、SCS、FSSS等主要的自動控制系統，部分DCS控制范圍甚至包括了ECS、DEH/MEH、ETS等。其應用技術也日趨成熟。但是，國內火電廠DCS應用的總體水平還不夠高，也就是說DCS還遠未充分發揮應有的作用。

調研表明，在工程應用中，一半以上的誤動跳機次數是因DCS(含DEH)系統自身故障造成，而且DCS故障多呈現“軟故障”的特點，一旦出現故障，確切地分析查找原因非常困難，甚至留下反復跳機的隱患;所以，當前DCS應用的重要任務就是如何挖掘其資源，規范設計，科學、合理、有效使用DCS并提高國內火電廠DCS的利用率。

還有，目前國內對DCS系統的性能及功能的測試、考核欠缺，也就是說還無法準確掌握以及正確評價DCS的應用效果，這對于DCS應用技術的提高和發展都十分不利。

隨著社會的發展，新的電力形勢對機組自動化系統的安全、可靠性以及自動控制水平都有了更高要求。結合近年來DCS工程實踐經驗，作者就DCS應用中的一些常見問題進行了分析、探討，希望能對提高國內火電廠DCS應用水平有積極作用。

2 提高國內火電廠DCS應用的安全可靠性

2.1 關于處理器

目前，國內一些火電廠使用的DCS在處理器方面有很多問題:如處理器的初始化易引發意外;冗余處理器的主備切換不正常;處理器負載較重，配置不夠，風險集中等。處理器的配置不但應滿足負荷率和分散度的要求，還要能兼顧系統相對獨立完整的要求，充裕的處理器余量十分必要。因子模件一般不做雙重冗余配置，所以對子模件控制任務的分配應特別慎重，重要的控制任務最好由主處理器完成。由子模件完成重要控制任務時，可在模件輸入輸出端做處理，考慮采用雙重或三重冗余。要注意系統維護，密切注意并盡可能避免機組運行中的處理器初始化。

2.2 關于通信接口

盡管計算機網絡與通信技術的發展使得DCS與其它系統的通信也越來越容易，但近年來國內還是有因通信問題導致或誘發機組跳閘仍屢見不鮮。因此DCS在應用中應重視規范設計和總體規劃，以避免通信接口中錯誤的刷新、覆蓋、通信程序修改維護及通信代碼傳遞。

2.3 關于報警系統

在目前DCS應用中，報警系統的設計是薄弱環節。應從工藝角度認真篩選、審查;從系統控制角度，優化調整部分報警內容。使報警系統切實有效發揮作用、智能化、動態化是目前DCS設計應用中亟待研究、探討的課題。

2.4 關于保護投切設置

根據“保護和閉鎖功能應是經常有效的，應設計成無法由控制室人工切除”的技術規范要求，不能以切除保護回避管理問題，保護投切設置要嚴格控制數量，不能因為保護頻繁動作或者掩蓋設備問題而切除保護。對有限數量的\"保護投切設置\"，應加強投切操作管理。投切保護條件，要有相應措施，避免機組失去相應保護。

2.5 關于電源方面

要保證模件柜供電可靠，各機柜做到獨立供電。DCS系統供電的薄弱環節是工程師站、操作員站的供電。為了實現雙路交流電源冗余切換，DCS可采取交流電源切換裝置，以提高工程師站、操作員站的供電可靠性。要避免采用直流電源集中布置、單路供電等。變送器和電磁閥的供電應盡量獨立、分散。

2.6 關于接地

對接地要求，不同型式的DCS有很大不同，但必須滿足\"一點接地\"的要求。在電廠環境下，要求DCS有較強的抗干擾能力。嚴格按廠家要求實施系統接地。

2.7 重視運行人員培訓

減少誤操作，運行人員缺乏對DCS的了解，或對DCS功能的高估常會引發一些低級的操作錯誤。因此，應創造機會讓運行人員盡早地參與DCS應用軟件的設計。使設計顯現出針對性、個性化。同時，要通過培訓，使運行人員深入理解DCS的設計理念，全面掌握DCS的運行。

3 提高國內火電廠DCS應用的控制水平

對于提高國內火電廠DCS應用的控制水平，首先，要重視細調整。

近年來投產的大機組，凡是經基建調試、試生產期內的完善化及生產調試的，較多機組的自動控制系統能正常投運。而未進行生產調試及早期投產的機組，則由于多方面原因，其自動控制系統投運效果不甚理想。因此，生產調試及控制系統完善化的工作就非常必要，其工作重點是借助于DCS強大功能，進行控制系統的精心調試及控制策略的完善。與自動系統投運相關的一些問題，如管理問題、設備可控性問題等，常常就是在細調整過程中發現的。為使自動系統按設計要求長期、穩定地運行，可以以細調整為主線解決相關問題。

其次，要逐步采用先進的控制理論與算法以及大型的優化軟件包。傳統控制理論和算法運用得當，可以取得良好效果。有些電廠或科研設計單位積極嘗試使用不同類型的先進控制理論或算法、大型優化軟件包，也取得了一定的效果，但尚未表現出明顯的獨到之處。因此，目前，國內應在實踐中不斷完善，研發先進控制理論、算法，特別是針對電站控制的先進算法以及優化軟件包。

最后，DCS改造應避免“換湯不換藥”。工程設計中除了要照顧了電廠檢修、運行習慣外，還要注意發揮DCS可實現復雜控制策略的優勢，從而全面提高控制水平。

4 加強國內火電廠DCS應用的管理、設計和考核

4.1 在招、投標與合同授予方面

招標過程要把好配置關口。招標文件常常只能對控制系統的性能提一般要求，以至于有些投標方壓縮配置以獲取價格競爭力。合同授予應平等，執行應嚴格。特別對合同中的技術文件，以免可能影響DCS使用效果。

4.2 規范設計

由于DCS技術的使用日趨成熟，其強大功能也被被夸大，以至于DCS應用被人為簡單化，設計隨意性加大、降低設計費用、減少DCS設計人力投入，結果就是直接影響到設計質量。根據《火力發電廠分散控制系統技術規范書》，DCS應用軟件設計工作應逐步走向規范化。按標準程序完成設計工作，保證設計質量。

4.3 加強培訓提高DCS應用水平并強化考核

提高運行水平，使機組安全、可靠、高效運行的重要保證是對用戶進行培訓，確保其對DCS的正確維護。電廠的運行和維護人員作為DCS的長期直接使用者，應該深入了解DCS的性能和功能，這樣不僅有助于正確、迅速地完成運行操作，還可以結合運行實踐提出有益于DCS修改、完善的合理化建議。

作為管理的重要環節，強化考核無疑是提高DCS在國內電站應用水平的有效手段。必須能通過規范設計、深入反復的調整試驗，使得控制系統達到一定水平，才能通過測試和考核。為了從政策上促進DCS應用水平的提高，要將考核工作制度化、規范化，。

5 結語

我國火電廠機組的自動化水平明顯提高的標志就是DCS的普遍應用，但我們不能片面夸大DCS技術的成熟以及DCS功能強大。我們要從管理、設計、考核、培訓等多方面提高DCS的安全可靠性，改善DCS自動控制效果，使DCS在我國火電廠的應用達到新的水平。

參考文獻

[1]鞏超.CGSE-ES冗余分布式控制系統的分析與設計[D].上海交通大學，2008.

[2]王建彬.風/光互補發電系統的管理控制初探[D].廣東工業大學，2008.

[3]高天云.上海電網火電機組2002年度熱控保護動作概況及分析[J].中國電力，2003，(5).