電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的創(chuàng)新與應(yīng)用

程培良

摘要：火力發(fā)電是現(xiàn)階段重要的發(fā)電形式，為電力能源的供應(yīng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種電氣自動(dòng)化技術(shù)開始進(jìn)入火力發(fā)電廠中。文章對(duì)火力發(fā)電廠中電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要性、基本作用及發(fā)展概況進(jìn)行了分析，討論了火力發(fā)電廠中電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣自動(dòng)化；技術(shù)創(chuàng)新；電力能源；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.018

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展、電能的需求量逐漸增加，火力發(fā)電是當(dāng)前我國(guó)電力能源的主要供應(yīng)方式，隨著煤炭資源價(jià)格持續(xù)上升，火力發(fā)電成本的迅速增加，電氣自動(dòng)化技術(shù)的使用對(duì)于提高火電廠的運(yùn)行管理效率，提升電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性有重要作用，能夠有效降低火電廠發(fā)電的成本，因此火電廠相關(guān)管理及技術(shù)人員必須重視電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究及應(yīng)用。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的必要性及基本作用

傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中主要通過集散控制系統(tǒng)（DCS）對(duì)機(jī)、爐系統(tǒng)進(jìn)行控制，DCS系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單控制，電氣系統(tǒng)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置（AVR）、廠用電源切換裝置（ATS）等保護(hù)及安全裝置與DCS系統(tǒng)之間很少進(jìn)行信息的互訪及交換，也就是說它們之間基本上處于相互獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，電氣系統(tǒng)的操作人員很少能夠通過DCS系統(tǒng)得到電氣設(shè)備的相關(guān)參數(shù)信息，這對(duì)于工作人員的實(shí)際操作十分不便，火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)發(fā)生故障之后也難以在短時(shí)間內(nèi)迅速得到反饋及解決。火電廠在實(shí)際的工作中必須要改變以往電氣系統(tǒng)電纜、變送器等裝置的安裝情況，轉(zhuǎn)變電氣信號(hào)的采集形式，將智能設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合，建立一個(gè)電氣系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，深入地挖掘電氣系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)火電廠電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化，提高火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的運(yùn)行水平及管理效率，為火力發(fā)電廠的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。在火力發(fā)電廠中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的主要作用是監(jiān)測(cè)控制發(fā)電廠的相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)信息，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中的動(dòng)作異常事件，發(fā)出告警信號(hào)，提醒相關(guān)工作人員對(duì)故障進(jìn)行檢查、處理，消除安全隱患，此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還能夠提供許多高級(jí)功能，比如定值的遠(yuǎn)方修改在線自動(dòng)效核、電動(dòng)機(jī)狀態(tài)檢修、故障診斷、電量統(tǒng)計(jì)等。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力自動(dòng)化技術(shù)水平也在逐漸提高，這也為火力發(fā)電廠中的數(shù)據(jù)采集、信息通信等工作提供了技術(shù)基礎(chǔ)。就目前來說，火力發(fā)電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)能夠通過自身的監(jiān)控裝置對(duì)交流采樣工作進(jìn)行測(cè)量、保護(hù)以及監(jiān)控，在新型計(jì)算機(jī)監(jiān)控及保護(hù)功能基礎(chǔ)之上，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)得以形成。控制層、通信層以及間隔層共同組成了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，三個(gè)層級(jí)之間相互獨(dú)立，在實(shí)際的運(yùn)行中相互配合、共同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控，控制層是整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，能夠完成數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控、采集及整理工作，通信層是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，系統(tǒng)間隔層與各站點(diǎn)之間的信息交流、轉(zhuǎn)換、邏輯監(jiān)視等功能都需要依靠通信層來完成，間隔層主要由智能設(shè)備以及保護(hù)監(jiān)控裝置組成，間隔層與系統(tǒng)上層功能的數(shù)據(jù)溝通及互訪主要通過接口及網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的創(chuàng)新應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于火力發(fā)電廠的發(fā)展十分重要，但就目前來說，我國(guó)火力發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還存在一定的局限性，因此相關(guān)技術(shù)研究人員必須不斷的深入研究，充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等科學(xué)技術(shù)手段，創(chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)，提升火電機(jī)組的運(yùn)行效率，提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，為火力發(fā)電廠的發(fā)展奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。下文從電氣系統(tǒng)的控制保護(hù)手段、通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、電氣全通信控制等方面就創(chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析介紹。

3.1 控制保護(hù)手段

以往的火力發(fā)電過程中，主要通過連鎖及報(bào)警的手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制及保護(hù)，這種保護(hù)方式存在著一定的局限性。信息技術(shù)高速發(fā)展的背景之下，火力發(fā)電廠可以借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制保護(hù)技術(shù)檢測(cè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，診斷系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障，從而有效地消除系統(tǒng)的安全隱患，通過系統(tǒng)冗余等主動(dòng)保護(hù)及控制方法自動(dòng)控制系統(tǒng)故障的影響范圍，確保系統(tǒng)無(wú)故障部位能夠繼續(xù)運(yùn)行，為電網(wǎng)的安全奠定基礎(chǔ)。此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新之后，系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)方式也會(huì)發(fā)生改變，不再局限于以往被動(dòng)的預(yù)防維護(hù)或者事后檢修，能夠?qū)㈩A(yù)防維護(hù)與設(shè)備維修結(jié)合起來，更有利于保障電力系統(tǒng)的安全。

3.2 構(gòu)建通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

想要實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的順利運(yùn)行，必須要重視通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，基于此，火力發(fā)電廠必須要?jiǎng)?chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)，選擇網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品時(shí)必須保證通信系統(tǒng)在整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)范圍內(nèi)都能夠正常通信，確保電廠管理層能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)督電廠的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，保證計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)、電廠控制設(shè)備等相關(guān)組織結(jié)構(gòu)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩约皶惩ㄐ裕瑸槿勺詣?dòng)化的實(shí)現(xiàn)奠定良好的通信基礎(chǔ)。

3.3 統(tǒng)一單元爐機(jī)組

以往的火力發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)只能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電控制一體化，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，火力發(fā)電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控方式必然會(huì)轉(zhuǎn)化為機(jī)、爐、電一體的單元制運(yùn)行監(jiān)控模式，電廠的DCS系統(tǒng)能夠以單元制的運(yùn)行方式匯總及分析整個(gè)火電機(jī)組的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)信息，能夠充分發(fā)揮系統(tǒng)的控制功能，信息的收集、處理更加高效，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的統(tǒng)一管理及運(yùn)行，使火電機(jī)組的運(yùn)行效率達(dá)到最高。此外，火電廠的監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)明顯被簡(jiǎn)化，控制室的占地面積也會(huì)減少，系統(tǒng)的建設(shè)成本會(huì)降低，對(duì)于火電廠而言十分有利。同時(shí)統(tǒng)一單元爐機(jī)組的應(yīng)用，為發(fā)電廠信息管理系統(tǒng)的信息采集工作提供了便利，有利于火電網(wǎng)統(tǒng)一管理及運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，能夠有效提高電網(wǎng)的工作效率，提高火電機(jī)組的自動(dòng)化水平及監(jiān)控水平。

3.4 實(shí)現(xiàn)電氣的全通信控制

就現(xiàn)階段來說，我國(guó)火力發(fā)電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)（ECS）還無(wú)法實(shí)現(xiàn)電氣全通信控制功能，系統(tǒng)的可靠性及通信速度都還有提高的余地，ECS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)之間留有一部分硬接線，為了能夠?qū)崿F(xiàn)電氣的全通信控制，相關(guān)研究人員必須重視熱工工藝連鎖問題，通過相關(guān)的技術(shù)手段增加更多的運(yùn)行監(jiān)視功能，提高后臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用水平，最終實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理水平、控制水平以及自動(dòng)化水平的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于火力發(fā)電廠而言十分重要，有利于提高火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的運(yùn)行水平及管理效率，保證電網(wǎng)的安全，火力發(fā)電廠相關(guān)管理人員必須重視電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究及應(yīng)用。現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于火電廠之中，有效地提高了火電機(jī)組的運(yùn)行效率、自動(dòng)化水平及控制水平，降低了電廠的生產(chǎn)成本，對(duì)于火力發(fā)電廠的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。總體而言，火力發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)還有進(jìn)步發(fā)展的余地，相關(guān)研究人員必須深入研究創(chuàng)新。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）