淺議發電廠電氣自動化控制的應用與發展趨勢

毛 健

（國能生物發電有限公司，吉林德惠 130300）

中共中央、國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發[2015]9號)指出，電力行業企業要注重深化改革。當前，發電廠的電氣自動化控制因為長期以來的重視程度不夠，投入資金不足，自動化控制水平偏低，嚴重地不適應發供電行業的高效率、低成本的運營要求，距離國外發達國家發電企業的電氣自動化程度和水平差距較大。

1 發電廠電氣自動化控制的由來

大約在20世紀90年代，在發電廠開始出現了發供電過程的電氣系統自動化檢測與控制，大幅度的用自動化控制設備和手段來替代人工直接操作。相對于人工直接操作，電氣系統自動化控制能夠更好的保障發電機組的安全起停與正常運行，提高系統診斷、處理故障的能力，提高適應電網調度和負荷變化的能力，與此同時也降低了人工成本。

2 發電廠電氣自動化控制的特點

發動機電氣設備系統元件多，布置分散，對傳統的人工控制與檢修工作來說非常的復雜，工作量重。發電廠電氣自動化控制具有很多的優點：

（1）安全可靠。人工控制與檢修，容易出現人為操作上的失誤、錯誤，而電氣自動化控制具有控制精度高、設備安全可靠性高的特點。

（2）控制速度快。相對于人工控制，電氣自動化控制的響應速度快，例如保護動作速度，電氣自動化控制能夠將響應時間控制在40毫秒以內，這是人工操作難易實現的。

（3）為企業節約人力資源管理成本。由于發電廠電氣設備系統自動化控制的出現，替代了大量的人工操作，為企業成本核算經營提高了運行效益。

（4）在控制方式上，電廠電氣設備系統自動化控制通常設置有兩套獨立的控制模式，控制權不是唯一的，當一個自動化控制模式出現問題時，另一套獨立的自動化控制裝置將會立即在應急處理工作下啟動，保障整個電廠電氣設備系統安全運行。

3 發電廠電氣自動化控制的應用

3.1 電纜傳輸，集中模式

將強電信號轉化為弱電信號，采用空接電方式和4 mA-20 mA的標準直流信號，利用電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O，進而實現對電廠電氣設備系統的自動化控制。因為電氣量信號的采集集中，便于管理。但是，硬件組裝上電纜使用數量大，長距離傳輸還容易受到外界電磁環境的干擾，容易影響自動化控制的準確性。再者，沒有獨立的電氣設備系統自動化控制監控主站，無法實現復雜的全程自動化控制，功能有限。

3.2 分層分布模式

該模式在邏輯上將ECS劃分為三層，從站級監控層、通信層、間隔單元層三個層次分散的設計安裝。這種分層分布的模式具有間隔單元層就業安排，占用面積小，各裝置功能獨立，方便模塊化檢修的特點。

4 發電廠電氣自動化控制的發展趨勢

從最早提及的電廠自動化，到上世紀末期大力推廣的電廠信息化，到本世紀初提倡的電廠數字化，直到目前學術界廣泛討論和研究的電廠智能化，甚至有人提出電廠智慧化，電廠控制技術經歷了日新月異的快速發展，其中多廠遠程集控、大數據、VR技術、機器人是未來發電廠電氣自動化控制的發展典型趨勢：

4.1 多廠遠程集控將是未來發展方向

隨著電氣自動化控制技術的不斷發展，依托互聯網技術可實現電廠企業集團公司內多廠集中控制，將各個電廠發供電在總部統一集中控制，簡化電廠電氣自動化控制管理，優化資源配備與人力管理。多廠遠程集控在一個集中控制室，這意味著電廠的集中控制室已經可以覆蓋全廠的所有系統。

4.2 大數據在發電廠電氣自動化控制的應用普及是未來發展方向

大數據和云平臺技術的發展為發電廠的精細化管理奠定了基礎，也為強化發電廠的電氣系統運管狀態管理創造了條件。通過建立大數據庫，用云平臺技術作為服務端，可以進行數據聯網集中、分析、對比，以快速的發現風險隱患和問題。尤其在環境污染控制、狀態運行故障管理等工作具有提質增效的應用前景。

4.3 VR技術在電廠電氣設備自動化管理中的應用有廣闊的空間

VR技術是利用電腦、網絡和傳感器等技術集成的多維虛擬信息技術。依靠VR技術，在發電廠電氣設備管理中構建多維的信息反饋圖像，能夠立體的直觀的顯示電氣設備系統的工作運行情況。依托VR技術的可視化穿戴設備，能夠讓電廠的技術人員遠程獲得信息，并且達到身臨其境的效果。

4.4 機器人必將應用范圍越來越廣

隨著機器人技術的日益成熟，電廠一些場所開始應用機器人開展運行維護工作。平常需要人工操作的地方由機器人代替，尤其是那些人工操作困難和條件惡劣的地方。目前電廠已開始使用機器人的場所主要有升壓站、電纜溝和凝汽器膠球清洗系統。在電廠的電氣自動化管理中，目前機器人的應用還僅限于一些簡單重復性的勞動，還不能完全的脫離人的參與。隨著機器人技術的發展，在電廠電氣自動化管理中必將會應用機器人，利用自動化監控系統監測運行參數并進行數據分析處理，然后由智慧化控制中心自動的指派機器人進行自動化、智能化的操作，真正的實現全廠無人值守，發電廠生產管理全程智能化運行。

隨著煤炭資源的日漸枯竭、國家環保的能源產業結構調整，傳統的火力發電將會逐漸的被新能源發電開發替代，被電氣化自動控制代替。目前發動廠電氣自動化設備系統是基于計算機控制的信息自動傳輸化智能控制系統。未來的新能源發電廠，隨著電氣設備系統的高度自動化控制，將能夠在遠離城鎮的惡劣、艱苦工作條件下實現長期無人值守、全程信息化監控與智能化自動控制。

[1]錢素娟.淺談發電廠電氣自動化系統監控技術發展趨勢[J].沿海企業與科技,2009(07)：108-109+107.

[2]許繼剛,鄭慧莉.電廠自動化的現狀與未來[J].自動化博覽,2016：38-42.

[3]吳烽.發電廠電氣綜合自動化系統的研究[D].華北電力大學（河北）,2005.

[5]李東平.達拉特發電廠電氣綜合自動化的方案研究和實施[D].華北電力大學（北京）,2006.

[5]鄭鴻志.發電廠電氣自動化技術的應用方案[D].華北電力大學（北京）,2011.