淺析火力發(fā)電廠控制、信號和測量系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

馬騫

華電青島發(fā)電有限公司

淺析火力發(fā)電廠控制、信號和測量系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

馬騫

華電青島發(fā)電有限公司

1、前言

在科技快速發(fā)展的推動下火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從以前簡單分散控制系統(tǒng)到現(xiàn)代智能化微機(jī)控制的過程。火力發(fā)電系統(tǒng)是一個技術(shù)高度密集型的系統(tǒng)，它采用了大量的現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，為其提供了發(fā)電技術(shù)支持。在現(xiàn)代化社會背景下為降低工程造價，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時也努力提高現(xiàn)代化電廠的管理水平及自動化水平。本文分析了現(xiàn)階段我國火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并初步分析處理火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的控制、信號和測量系統(tǒng)發(fā)展趨勢。

2、火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

2.1控制、信號和測量系統(tǒng)

（1）應(yīng)用當(dāng)前的科技可以發(fā)現(xiàn)：電力系統(tǒng)的控制室一般都有兩個，其中一個為主控室另一個為單元控制室；單元控制室還有兩種類型分別為獨立單元控制室和網(wǎng)絡(luò)控制室。主控制室一般應(yīng)用在單機(jī)容量在100MV以下的發(fā)電廠，而單元控制室一般則用在單機(jī)容量在200MV及以的發(fā)電廠中。

從專業(yè)的電氣角度來看，單機(jī)一控和兩機(jī)一控各自存在其優(yōu)缺點。在安裝、運行、操作、監(jiān)視、測量、調(diào)試和保護(hù)等多個方面由于單機(jī)一控的單元性強(qiáng)其功能得到最大化利用，而且在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后其處理不會影響其他單元，控制室寬敞簡介易于控制。對于兩機(jī)一控而言，其控制方式為在異地運行，這種控制方式存在導(dǎo)致工作比較分散，網(wǎng)絡(luò)溝通復(fù)雜，因此需要的工作人員也會隨之增加，不利于精簡企業(yè)結(jié)構(gòu)，增加經(jīng)濟(jì)消耗等。

（2）從控制方式來看，強(qiáng)、弱電控制和微機(jī)控制三種方式是目前發(fā)電廠控制的三種方式。控制回路的方式選擇影響著斷路器的分合閘方式。以前的科技條件下，通過轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)換強(qiáng)弱電，再利用弱電控制器來設(shè)計自動化控制，這種靠轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)換的方式存在工作程序復(fù)雜，可靠性不強(qiáng)的問題。如果采用強(qiáng)電方式來設(shè)計控制回路，一方面省去了轉(zhuǎn)換的麻煩，另一方面可量靠性也得到了很大的提高，因此這種采用強(qiáng)電技術(shù)來控制回路的方法已經(jīng)在當(dāng)代社會有了廣泛地應(yīng)用。微機(jī)控制技術(shù)利用微機(jī)監(jiān)控方式把電氣控制融合到DCS系統(tǒng)中，不僅使得機(jī)組在自動化智能化方面得到提高，而且還實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的綜合性管理。

（3）從信號和測量系統(tǒng)方面來講，中央信號系統(tǒng)是發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的信號核心，兩種信號系統(tǒng)應(yīng)用在當(dāng)前的發(fā)電廠中：一種是采用沖擊繼電器及光字牌組成的能重復(fù)動作的信號系統(tǒng)，它既可以手動復(fù)歸也可自動復(fù)歸；另一種是采用微機(jī)閃光報警器組成的中央信號系統(tǒng)。針對于前面所說的第一種信號來說，因為它有報警信號單一、不可記憶性、可靠性和安全性不高等缺點，且在使用中耗損大，發(fā)熱量多，增加了日常維護(hù)的次數(shù)等方面的缺點已經(jīng)開始逐步被新科技取代。而這種微機(jī)閃光報警器組成的中央信號系統(tǒng)，恰恰能夠彌補(bǔ)前面一種信號系統(tǒng)的缺點，而且它所應(yīng)用的科技水平更高，因此可靠性和安全性都能夠滿足當(dāng)前的市場要求，它已經(jīng)在市場上廣泛應(yīng)用。

2.2火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)存在的主要問題

（1）機(jī)組中控制不協(xié)調(diào)方面：當(dāng)今社會發(fā)展背景下我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，在自動化方面也得到了快速發(fā)展，火力發(fā)電廠中也存在一些問題，主要表現(xiàn)為機(jī)組控制的不協(xié)調(diào)方面。火力發(fā)電廠由各個單元系統(tǒng)組成，單元發(fā)電機(jī)又由鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)等部分組成，但是單元機(jī)組中的鍋爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)以及全廠用電之間的控制水平存在不協(xié)調(diào)問題，多數(shù)電廠由于自動化水平不高并沒有實現(xiàn)單元機(jī)組統(tǒng)一管理。發(fā)電廠各單元的不協(xié)調(diào)影響了機(jī)組的運行效率，所以解決這個問題是解決自動化控制的目標(biāo)。

（2）控制系統(tǒng)技術(shù)方面整體不夠先進(jìn)：科技在進(jìn)步，但是火力發(fā)電廠控制技術(shù)任然存在一些問題。單元控制室占空間大，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計跟不上世界先進(jìn)技術(shù)，機(jī)組自動化水平?jīng)]有跟上現(xiàn)代化國際水平。

3、火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨向

電氣自動化控制技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展的推動下逐步開始發(fā)展起來，但是，發(fā)電廠也存在著多項問題困擾和阻礙著其向更好的方面發(fā)展，例如：發(fā)電機(jī)組中的控制不協(xié)調(diào)、電廠的控制系統(tǒng)不先進(jìn)，導(dǎo)致電廠工作效率低。因此火力發(fā)電廠未來的控制系統(tǒng)發(fā)展方向就是要解決以上問題，只有依靠先進(jìn)的科技水平不斷地完善和解決我國火力發(fā)電廠現(xiàn)存的問題才能夠提高發(fā)電效率和自動化管理技術(shù)為火力發(fā)電廠提高綜合科技水平。下面就未來的發(fā)展趨勢作出以下分析。

為提高電廠發(fā)電效率的方法之一就是充分利用分布式單元控制技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將電廠控制進(jìn)一步的智能化和自動化，開發(fā)集控中心集中化管理。利用現(xiàn)代化技術(shù)將發(fā)電機(jī)組和廠用電的控制融合到DCS系統(tǒng)中來實現(xiàn)電氣控制與鍋爐、汽輪機(jī)各單元間控制的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而實現(xiàn)集中控制。發(fā)電廠內(nèi)的各個設(shè)備的監(jiān)控都采用電子電視來實現(xiàn)更先進(jìn)的監(jiān)控，取消統(tǒng)控制盤等后備監(jiān)控設(shè)備的使用。網(wǎng)絡(luò)控制實現(xiàn)計算機(jī)化，用電子電視監(jiān)控取締網(wǎng)絡(luò)控制室，同時全部納入到第一單元控制室。

另一個提高電廠發(fā)電效率的方法是提高全廠綜合自動化水平。利用現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)監(jiān)控管理自動化。采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、統(tǒng)一的控制設(shè)備類型、統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在火力發(fā)電廠系統(tǒng)中，將各個單元系統(tǒng)集中化管理，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或采用大數(shù)據(jù)處理方式，結(jié)合各種先進(jìn)的算法來提高整體系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性運行，提高發(fā)電廠的工作效率，減少值班人員實現(xiàn)集中化管理。

綜上所述，火電廠信息控制系統(tǒng)未來的發(fā)展和完善都要建立在新的科技，優(yōu)質(zhì)的管理理念，更加精細(xì)的專業(yè)分工等各個方面的推動中。目前社會科技不斷發(fā)展的推動下，信息技術(shù)正在向大數(shù)據(jù)時代發(fā)展，控制技術(shù)向智能化發(fā)展，未來我們需要研究的就是如何利用更好的科技將電廠控制更加智能化。

4、結(jié)語

火電廠控制、信號和測量系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展是我國電力行業(yè)技術(shù)需要與時俱進(jìn)的技術(shù)。雖然國內(nèi)的火力發(fā)電廠控制技術(shù)有了一定的發(fā)展，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，實現(xiàn)電力行業(yè)控制的智能化已經(jīng)成為當(dāng)前社會所追求的目標(biāo)，因此火電廠監(jiān)控系統(tǒng)還需要不斷地完善和發(fā)展，利用信息和科技開發(fā)出更加先進(jìn)的技術(shù)是我們研究電力行業(yè)中永不改變的技術(shù)目標(biāo)。

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