火力發(fā)電廠發(fā)電機組的集控運行系統(tǒng)淺析

劉建江皖能馬鞍山發(fā)電公司發(fā)電部，安徽馬鞍山 243000

火力發(fā)電廠發(fā)電機組的集控運行系統(tǒng)淺析

劉建江
皖能馬鞍山發(fā)電公司發(fā)電部，安徽馬鞍山 243000

隨著科技的日新月異，電力行業(yè)得到了長足發(fā)展，并逐漸與信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等互相融會貫通，集控運行系統(tǒng)就是其中一個非常典型的應(yīng)用。近些年來，該系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的發(fā)電機組管理應(yīng)用上已經(jīng)取得了非常普遍的應(yīng)用。本文對火力發(fā)電廠發(fā)電機組的集控運行系統(tǒng)進行了簡單的概述，并就其運行條件和控制模式做出了簡單分析。

火力發(fā)電廠；發(fā)電機組；集控運行系統(tǒng)；探析

信息技術(shù)的不斷發(fā)展催生了更為高效的控制和管理系統(tǒng)的誕生，尤其近年來我國的電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展相當(dāng)迅速，一些大型的發(fā)電機組不斷地更新?lián)Q代，集成運行系統(tǒng)在火力發(fā)電機組中應(yīng)用十分廣泛。借由集成運行系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對鍋爐爐膛的監(jiān)控，數(shù)據(jù)的采集和處理以及模擬量控制等等，通過這些功能，可以在極大程度上保證電站的安全管理和正常運行。

1 集控運行系統(tǒng)概述

集控運行系統(tǒng)（也即DCS系統(tǒng)）在火力發(fā)電廠發(fā)電機組的應(yīng)用相當(dāng)普遍，作為一種綜合的控制體系，其運行基礎(chǔ)是微處理器，主要技術(shù)包括了控制技術(shù)、信息技術(shù)以及通訊技術(shù)等，進而實現(xiàn)了管理、操作以及顯示等多方面的功能。集控運行系統(tǒng)是一種先進并且非常快捷方便的技術(shù)，對于保證整個火力發(fā)電廠的運行與生產(chǎn)有著不可替代的作用。

通過集控運行系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)電機、鍋爐和汽輪機的集中控制，對于實現(xiàn)整個火力發(fā)電廠的正常生產(chǎn)、投運和停運設(shè)備，以及保證整個發(fā)電廠安全生產(chǎn)等都有著重要意義。發(fā)電機組的集控運行系統(tǒng)實現(xiàn)了對發(fā)電廠發(fā)電機組運行狀況的有效管理和監(jiān)控，極大程度上節(jié)省了人工勞動，也保證了其電廠的安全運行。

2 集控運行系統(tǒng)的運行條件分析

2.1 外部環(huán)境條件

集控運行系統(tǒng)的外部環(huán)境條件主要包括：計算機操作系統(tǒng)以及電源的接地、控制室的線路、溫度、濕度等環(huán)境因素，以及不間斷供應(yīng)電源供應(yīng)的裝置等。這些與系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的運行狀況。

2.2 自身硬件條件

集控運行系統(tǒng)的自身硬件條件主要是電腦遠程控制技術(shù)和信息通訊技術(shù)，它們是保持整個集控運行系統(tǒng)正常運行的有效手段，是保持整個系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)分析反饋的基礎(chǔ)。

3 集控運行系統(tǒng)的控制模式分析

3.1 分級遞階控制模式

集控運行系統(tǒng)的本身結(jié)構(gòu)就是一種分基遞階的形式，以系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)特點進行不同層次的分配。在發(fā)電機組的集控運行系統(tǒng)中，根據(jù)其控制和監(jiān)視的功能將其劃分為不同的級別，而每一級再分別完成其分配的功能。在這個過程中，系統(tǒng)的控制與實現(xiàn)是非常有序的，一方面，每個控制器都根據(jù)其現(xiàn)場控制任務(wù)的分配完成其工作，并根據(jù)其對象的特征選擇相應(yīng)的控制方式，如：模擬控制、順序控制以及程序控制等；另一方面，每個控制器還可以根據(jù)其控制對象的實際情況和不同要求，采取自適應(yīng)、前饋、串級等方式方法，或加入一些特殊的算法來完成具體的任務(wù)。這也在一定程度上保證了集控運行系統(tǒng)的可靠性和安全性。

整個集控運行系統(tǒng)以微處理器為核心，通過微處理器實現(xiàn)對各級控制器的模擬和控制，而由于其強大的功能，還能夠通過它實現(xiàn)某些復(fù)雜算法和控制程序。在整個系統(tǒng)中，不同級別的控制器形成分工協(xié)作的狀態(tài)，以最高級的決策決定整個系統(tǒng)的工作任務(wù)，并借助每個級別的有效協(xié)調(diào)發(fā)揮出整個系統(tǒng)的功能。在具體的生產(chǎn)過程中，主要采用的是全分散結(jié)構(gòu)形式，這種形式具有控制分散以及信息集中的特點。在生產(chǎn)過程每一級的控制信息都能夠得到有效的儲存以及及時的反饋和傳遞，從而能夠十分有效地實現(xiàn)危險因素的分散，并保證系統(tǒng)的安全可靠。而一些在控制器中的應(yīng)用軟件也在極大程度上簡化了系統(tǒng)程序的應(yīng)用，提高了系統(tǒng)性能，并降低了系統(tǒng)運行的成本。集控運行系統(tǒng)的分級遞階管理模式降低了危險的擴散速度，并且有效地提高了整個集控管理系統(tǒng)的效率，極大程度上推動了火力發(fā)電廠的發(fā)展。

3.2 分散控制模式

分散控制模式指的是系統(tǒng)故障的分散處理。在一個集控運行系統(tǒng)中，有許多不同的微處理器，這些微處理器有各自的控制任務(wù)，且由于系統(tǒng)采取了容錯結(jié)構(gòu)在，因此每臺微處理器的功能互不干擾，即使有微處理器出現(xiàn)障礙也不會影響到系統(tǒng)其他工作的正常運行。此外，在執(zhí)行任務(wù)時可以根據(jù)每個微處理器的控制功能，采用相應(yīng)的專用計算機去實現(xiàn)特定的功能，這也有效地提高了計算機的可靠程度。正是由于集成運行系統(tǒng)的分散控制模式，火力發(fā)電廠發(fā)電機組的常規(guī)工作才能保持正常高效地運行，同時，它使得計算機的運行速度和處理數(shù)據(jù)的效率有了極大的提高。

3.3 通訊系統(tǒng)綜合控制模式

集成運行系統(tǒng)中的通訊系統(tǒng)實現(xiàn)了多個控制系統(tǒng)的有效連接，借助高速的數(shù)據(jù)通道，并通過全數(shù)字馬達驅(qū)動器、通訊網(wǎng)路、SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)）以及HMI（人機接口）來實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制。在集成運行系統(tǒng)中，控制器和監(jiān)控計算機的有效連接能夠極大程度上保證系統(tǒng)的有序和協(xié)調(diào)，并且促進集成運行系統(tǒng)中信息的互相交流，使得各級微處理器能夠在決策級的統(tǒng)一調(diào)度下保持良好的工作狀態(tài)，從而使得整個發(fā)電機組達到工作的最優(yōu)化。

借助通訊系統(tǒng)的綜合控制，系統(tǒng)各個部分的計算機、控制器、以及監(jiān)控系統(tǒng)都能夠得到很好的控制，并且在實際的管理和生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對整個現(xiàn)場的控制。此外，只要根據(jù)現(xiàn)場總線的通信協(xié)議，用相應(yīng)的導(dǎo)線將多個節(jié)點相連接，就能夠產(chǎn)生一個車間級的數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，從而可以達到控制全部機械設(shè)備的效果，在一定程度上節(jié)約了系統(tǒng)管理的成本。通過通訊系統(tǒng)的綜合控制模式，不僅可以通過綜合分析計算機內(nèi)的大量信息和資料，幫助管理決策者設(shè)計合理的生產(chǎn)計劃和管理決策，還能夠減少工作人員的工作量，降低人工成本，并且通過對電力生產(chǎn)流程更加精準的控制，提高發(fā)電廠的生產(chǎn)效率，取得更好的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)論

集控運行系統(tǒng)在我國的火力發(fā)電廠發(fā)電機組中有非常普遍的應(yīng)用，它不僅提高了我國機組工作的自動化水平，也減少了發(fā)電廠工作人員的工作負擔(dān)，更在極大程度上保證了整個發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。在各種技術(shù)不斷發(fā)展，集控運行系統(tǒng)越來越完善的同時，我們也應(yīng)該緊跟時代的步伐，不停止對集控運行系統(tǒng)的探索分析，以期在未來取得更大的進步。

［1］羅盼盼，賀雙健.火力發(fā)電廠發(fā)電機組的集控運行技術(shù)思考分析［J］.科技風(fēng)，2015（8）：14.

［2］吳心飛，許衛(wèi)新.火力發(fā)電廠中的集控系統(tǒng)運行技術(shù)及管理［J］.工業(yè)設(shè)計，2016（1）：182-184.

［3］韓超淵.火力發(fā)電廠中的集控系統(tǒng)運行技術(shù)及管理［J］.科學(xué)中國人，2015（20）：18-20.

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1674-6708（2016）168-0166-01

劉建江，中級工程師，皖能馬鞍山發(fā)電公司發(fā)電部，研究方向為火力發(fā)電廠發(fā)電機組的集控運行。