我國火電自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)探析

【摘要】論文回顧了我國火電廠自動(dòng)化改革開放三十多年來的發(fā)展歷程，從客觀上論證了當(dāng)前火電廠自動(dòng)化發(fā)展的必要性，同時(shí)提出21世紀(jì)我國火電廠自動(dòng)化發(fā)展方向和目標(biāo)。自動(dòng)化人適時(shí)提出規(guī)劃目標(biāo)，為火電廠的快速發(fā)展提供指導(dǎo)和借鑒。

【關(guān)鍵詞】火電；自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)

一、火電廠自動(dòng)化發(fā)展歷程回顧

至一九七八年我國提出“改革、開發(fā)”政策以來，我國火電自動(dòng)化得到了快速發(fā)展，呈現(xiàn)出每十年一個(gè)飛躍態(tài)勢(shì)。二十世紀(jì)八十年代火電火電廠自動(dòng)化打開了大門，廣泛吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，其中以引進(jìn)平圩、石橫技術(shù)為標(biāo)志，改革的步伐雖然艱難，但是成績(jī)是可喜的。二十世紀(jì)九十年代DCS得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨之，我國火電廠自動(dòng)化技術(shù)水平也逐步達(dá)到和接近世界先進(jìn)水平。二十一世紀(jì)全廠網(wǎng)絡(luò)化得到了實(shí)現(xiàn)。1997年電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院發(fā)布《2000年火電廠自動(dòng)化》，提出了發(fā)展SIS和MIS，以及輔助車間集中控制的全廠管控網(wǎng)絡(luò)化以及監(jiān)控物理分散等目標(biāo)，經(jīng)過這十年的艱苦努力，我國火電廠信息化技術(shù)和自動(dòng)化取得了諸多創(chuàng)新成果，并進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。進(jìn)入二十一世紀(jì)第二個(gè)十年，制定我國火電廠自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)，探尋火電廠自動(dòng)化發(fā)展去向，是我們必須討論和清晰的問題。

二、火電廠自動(dòng)化必須繼續(xù)快速發(fā)展

當(dāng)今世界處于一個(gè)低碳、環(huán)保的時(shí)代，火電廠節(jié)能降耗、低NOx排放以及燃煤摻燒降低成本等等已經(jīng)成為火電廠生存的命門，如何更快的發(fā)展自動(dòng)化和信息化，適應(yīng)這些新的更高的要求，已成為比歷史上任何時(shí)候更加緊迫的客觀需要。其次，雖然我國火電廠自動(dòng)化取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是在許多方面不盡人意。比如：（1）我國火電機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化控制技術(shù)基本上是空白。（2）控制系統(tǒng)的優(yōu)化尚有較大差距。（3）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在空白點(diǎn)，這也會(huì)危及電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。綜所上述，可見我國火電廠自動(dòng)化必須繼續(xù)加快發(fā)展步伐，必須對(duì)二十一世紀(jì)第二個(gè)十年我國火電廠自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)和任務(wù)展開深入研究，制定適合我國國情的火電廠發(fā)展目標(biāo)。

三、21世紀(jì)第二個(gè)十年火電廠自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)探討

（1）以發(fā)展AUS為綱，完善和優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)。火電機(jī)組AUS的應(yīng)用是傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的最高水平，在這方面日本和德國火電廠處于世界領(lǐng)先水平。AUS（包括FCB、RB）的成功實(shí)現(xiàn)標(biāo)志著整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的完優(yōu)化程度。因此，今后十年我們應(yīng)抓住AUS功能成功應(yīng)用這個(gè)綱，推動(dòng)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，趕超世界領(lǐng)先水平。（2）大力提高電廠智能化程度，建設(shè)智能化電廠。智能化電廠是建立在先進(jìn)的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)（其中包括無線通信的測(cè)控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)總線）、通信技術(shù)和現(xiàn)代信息處理，以及先進(jìn)的分析決策技術(shù)和控制方法的應(yīng)用基礎(chǔ)上，是電廠信息化過程中進(jìn)入較廣泛地應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、人工智能、專家系統(tǒng)、遺傳算法、數(shù)據(jù)挖掘以及自組織控制等“智慧化（Smart）”控制和分析決策技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理和加工，使最大限度達(dá)到高效、安全以及環(huán)境友好的最優(yōu)化狀態(tài)的電廠。為此我提出以下建議：第一，從戰(zhàn)略高度出發(fā)，繼續(xù)推廣應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，廣泛應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線智能化測(cè)控設(shè)備，提高過程信息采集的安全性和現(xiàn)代化管理水平。第二，發(fā)展智能化安全監(jiān)控，徹底改變單一參數(shù)顯示和簡(jiǎn)單報(bào)警的落后傳統(tǒng)技術(shù)，盡可能使信息經(jīng)人工智能、邏輯推理以及數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，將眾多相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，明確向運(yùn)行人員指出機(jī)組運(yùn)行中的問題及潛在危險(xiǎn)，提出處理意見，甚至最終達(dá)到發(fā)出處理事故的控制指令。第三，發(fā)展燃燒優(yōu)化、熱力系統(tǒng)優(yōu)化等智能化控制和管理技術(shù)，盡快使這些技術(shù)達(dá)到工程化應(yīng)用。

四、建立廠級(jí)控制系統(tǒng)，重構(gòu)全廠自動(dòng)化和信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

火電廠廠級(jí)控制系統(tǒng)是為值長(zhǎng)和單元運(yùn)行人員在線服務(wù)的、具有很強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求的單元DCS的上一級(jí)控制系統(tǒng)（或上一級(jí)DCS），實(shí)現(xiàn)廠級(jí)的監(jiān)視和控制，以及機(jī)組級(jí)的需要復(fù)雜運(yùn)算和處理的上位智能監(jiān)視和控制的任務(wù)。我們不難發(fā)現(xiàn)PSCS與SIS都是為火電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程服務(wù)的系統(tǒng)，但是它們之間還存在顯著的差異，主要表現(xiàn)為：（1）服務(wù)對(duì)象PSCS是值長(zhǎng)和運(yùn)行人員，而SIS是從事運(yùn)行管理的領(lǐng)導(dǎo)、專工，同時(shí)也為值長(zhǎng)和運(yùn)行人員服務(wù)。（2）實(shí)時(shí)性PSCS實(shí)時(shí)性要求高，基本上與DCS相當(dāng)，而SIS主要用于后臺(tái)非連續(xù)監(jiān)控分析研究，實(shí)時(shí)性要求介于MIS和DCS之間，當(dāng)SIS的廠級(jí)優(yōu)化調(diào)度功能移至PSCS后，其實(shí)時(shí)性可與MIS相當(dāng)。（3）應(yīng)用功能PSCS屬于控制系統(tǒng)范疇，而SIS屬于控制信息系統(tǒng)范疇。（4）可靠性PSCS與單元DCS一樣屬于I級(jí)安全區(qū)，而SIS屬于MIS和DCS間的II級(jí)安全區(qū)。火電廠建立PSCS后，對(duì)全廠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了新的要求，其需要重構(gòu)、重新進(jìn)行優(yōu)化分配，以強(qiáng)化電廠發(fā)展智能化硬件的保證。總體而言，新發(fā)展目標(biāo)和方向的建立必將吸引和推動(dòng)火電廠向智能化快速發(fā)展。

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