大型火力發(fā)電機組控制系統(tǒng)一體化技術(shù)應用與研究

王旭

摘 要：目前在進行火力發(fā)電的過程中，通常采取分層分布式的架構(gòu)，并且在使用發(fā)電機組控制系統(tǒng)的時候還在其中結(jié)合一定計算機控制技術(shù)，有效促使火力發(fā)電機組發(fā)揮自身最大的作用。而且在研究中，還了解到大型火力發(fā)電機組在運行的過程中還會在其中使用合理的控制系統(tǒng)，并保證其自身能夠?qū)崿F(xiàn)一體化控制，這樣對減少大型火力發(fā)電機組在運行過程中出現(xiàn)的問題起到非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；控制系統(tǒng)；一體化

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

在對自動控制系統(tǒng)進行研究的過程中，了解到這一系統(tǒng)在我國各個行業(yè)上都有非常廣泛的應用，其根本原因在于這一系統(tǒng)能夠?qū)鹆Πl(fā)電過程中出現(xiàn)的問題進行及時有效的監(jiān)督控制，這樣不僅僅能夠減少火力發(fā)電過程中出現(xiàn)的問題，對于促使火力發(fā)電得到更好的發(fā)展也起到非常重要的作用。在對這項技術(shù)手段進行研究的過程中，了解到自動控制系統(tǒng)在實施的過程中還存在一些問題，針對這一點就需要對其中存在的問題進行全面分析，并根據(jù)分析結(jié)果提出有效解決措施。

一、火力發(fā)電機組控制一體化技術(shù)的實施特點和性能

在對火力發(fā)電機組控制系統(tǒng)進行全面研究的過程中，發(fā)現(xiàn)這項技術(shù)手段自身具備非常多的優(yōu)點，主要優(yōu)點包括控制分散和信息集中化管理，這些優(yōu)點不僅僅能夠有效提升火電廠自動化管理水平，對于促使其在機組控制中得到廣泛應用也起到不可忽視的作用。

加上這項技術(shù)手段在實施的過程中還能夠?qū)φ麄€發(fā)電過程中的電氣設備進行監(jiān)督和控制，借以實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的自動化，保證火力發(fā)電機組的運行和管理水平都有一定提升。對于其自身特點來說，主要可以概括為7個方面，在這里筆者就針對這7個方面進行詳細地論述。

第一，一般來說這項系統(tǒng)主要是通過計算機進行監(jiān)督控制的，也就是說這項技術(shù)手段在實施的過程能夠保證其自身的準確性和可靠性，對于減少該項技術(shù)手段在運行過程中受到的通信功能限制問題起到非常重要的作用，借以保證整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

第二，盡管在整個發(fā)電過程中采取的是一體化系統(tǒng)，但是由于整個過程中的一體化系統(tǒng)是由計算機控制的，因此可以對各個電氣設備進行分層處理，有效提升系統(tǒng)自身可靠性。

第三，在整個發(fā)電機組不僅僅可以由操作人員直接操作，還能對操作人員提供授權(quán)服務操作，這兩種操作方法都能夠從根本的角度上提升系統(tǒng)自身的可靠性和準確性，但是需要注意的是對發(fā)電機組自動化系統(tǒng)進行控制的過程中，還應該對系統(tǒng)自身運行方式有一個全面的了解，并根據(jù)相應了解選取適當?shù)牟僮鞣椒ǎＷC對系統(tǒng)的控制發(fā)揮自身最大的作用。

第四，在進行自動化系統(tǒng)和電廠之間的信息交換的過程中，通常采取網(wǎng)絡通信的方式，但是這種方式在實施的過程中還經(jīng)常會受到信息量的限制，對該項控制系統(tǒng)業(yè)產(chǎn)生非常嚴重的影響，針對這一點就應該采取適當?shù)募夹g(shù)手段減少其自身受到的影響，促使兩者之間的信息交換更加順利地進行。

第五，在研究中還發(fā)現(xiàn)整個通信控制機的信息容量也比較大，并且具有良好的開放性。

第六，大多數(shù)監(jiān)督軟件都具備一定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和信息管理能力，這兩項技術(shù)手段能夠有效提升信息軟件的處理，減少火力發(fā)電機組控制系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)的問題。

第七，由于整個系統(tǒng)在實施的過程中自身結(jié)構(gòu)還較為清晰，而且其自身組態(tài)和其他方面還比較靈活，因此對于檢修和運行的便利性也有促進作用，對于減少大型火力發(fā)電機組控制運行系統(tǒng)一體化技術(shù)應用過程中出現(xiàn)的問題也起到不可忽視的作用。

二、時鐘同步控制

電氣系統(tǒng)監(jiān)控納入DCS，因此，要求ECS、DCS2個系統(tǒng)的時標一致。在DCS系統(tǒng)中，MAXDNADCS系統(tǒng)中所包含的D1卡件具有一定應用能力，能夠在標準條件下對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行掃描并進行準確記錄，而SOE信號在實際處理過程中不需要運用D1卡件進行集中接入，實際應用中具有一定便捷性和高效性。通過研究分析可知，DCS系統(tǒng)在實際應用中能夠滿足不同方式下的對時需求，具有良好的實用性。在對不同時間源進行取用的基礎(chǔ)上，能夠以系統(tǒng)網(wǎng)絡的上位工作站讀取時間作為系統(tǒng)主時鐘時間源，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。與此同時，基于DPU讀取獲得的GPS時間也可以作為系統(tǒng)主時鐘時間源。在實際應用中，以上兩種方式在同步時間和時間源的絕對精度上存在較大差異，相比較而言，以GPS時間作為系統(tǒng)主時鐘時間源的方式下所獲得數(shù)據(jù)的精準度更高。

以某電廠為例，若其在實際運行過程中對時鐘同步控制的精準度要求較高，在結(jié)合實際情況加以分析后，應當選用一GPS時間作為系統(tǒng)主時鐘時間源的方式進行對時，以保證數(shù)據(jù)的精準性和可靠性。具體描述如下：MAXDNA系統(tǒng)中選用1對DPU作為TIMEMASTER（主時鐘），這對DPU與其他DPU的區(qū)別在于，它內(nèi)置了l塊時鐘解碼卡，接收從GPS發(fā)出的IRIGB碼時鐘信號（主時鐘），通過以太網(wǎng)專用快速傳輸協(xié)議進行DCS系統(tǒng)所有DPU的對時控制，可保證各DPUSOE記錄的時間與GPS的時間誤差小于等于1msoECS系統(tǒng)采用GPS裝置串口對時及秒脈沖信號清零對時組合方式，對時信號分為兩路。

（1）GPS串口對時信號：GPS對時報文通過ECS主站串口接收，通過以太網(wǎng)對時程序，定時（3分鐘，時間可調(diào)）向系統(tǒng)上位站、通信管理機網(wǎng)絡節(jié)點廣播時間。各臺通信管理機通過現(xiàn)場總線向本段內(nèi)測控制單元廣播時間，保證系統(tǒng)內(nèi)所有單元時鐘的秒級同步一致。

（2）GPS秒脈沖對時信號：在秒脈沖對時信號硬接線接入到秒脈沖對時通道時，應當掌握好測控單元的運行頻率，促進單元時鐘毫秒級的秒脈沖信號清零處理操作的順利實現(xiàn)。在工程實際應用中若測控單元秒脈沖在中斷清零處理的過程中出現(xiàn)延時情況，其時間標記往往存在一定誤差，并呈現(xiàn)出分散性特征。此種情況下，DCS系統(tǒng)與ECS系統(tǒng)在實際應用中其系統(tǒng)間對時偏差約在8ms左右，由此可知DCS與ECS系統(tǒng)一體化得以順利實現(xiàn)，并具有良好的應用價值。

三、經(jīng)濟比較分析結(jié)論

（1）按1臺新建300MW機組控制系統(tǒng)應用計算，采用一體化控制系統(tǒng)設計方案，機組自動化水平得到整體性提高，節(jié)約投資683.18萬～742.82萬元（其中：控制系統(tǒng)硬件資源減少約360萬元、電纜減少380萬元）。

（2）一體化控制系統(tǒng)研究項目費用的投入/產(chǎn)出比為1∶35～1∶37，技術(shù)應用的直接經(jīng)濟效益較高。

（3）按工程控制系統(tǒng)預算總投資3500萬元計算，采用一體化控制系統(tǒng)設計方案，可節(jié)省投資約20%。

（4）一體化控制系統(tǒng)設計方案的綜合技術(shù)性能水平高，按監(jiān)控信息量直比是常規(guī)應用模式的約兩倍。

（5）依據(jù)（3）、（4）數(shù)據(jù)計算，一體化控制系統(tǒng)設計方案的技術(shù)經(jīng)濟性能高于常規(guī)應用模式，性價比：1+（l-20%）×2=2.5倍。

結(jié)語

綜上所述可以了解到在進行火力發(fā)電的過程中，需要考慮的因素也非常多，因此在進行火力發(fā)電的過程中需要對其中涉及的各項因素進行全面分析，并根據(jù)分析結(jié)果選取適當?shù)募夹g(shù)手段，這樣對于減少火力發(fā)電過程中出現(xiàn)的問題起到不可忽視的作用。目前在進行火力發(fā)電的過程中經(jīng)常采取發(fā)電機組控制系統(tǒng)一體化的技術(shù)手段，這種技術(shù)手段在運行的過程中還能夠有效減少整個火力發(fā)電過程中出現(xiàn)的問題，對于促使火力發(fā)電更加順利地運行也起到不可忽視的作用，進一步促使我國火力發(fā)電更加順利地進行，有效提升電力企業(yè)經(jīng)濟效益。

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