發(fā)電廠電氣自動(dòng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王世軍

摘要：在我國(guó)電力系統(tǒng)中發(fā)電廠一直都是重要的組成部分，而發(fā)電站的穩(wěn)定運(yùn)行離不開電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有效支持，因此在這一前提下對(duì)于發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行研究與分析就具有極為重要的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。文章從闡述發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;自動(dòng)化控制系統(tǒng);設(shè)計(jì);應(yīng)用

1 發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，這主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)前提、ECS系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、監(jiān)控設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。以下從幾個(gè)方面出發(fā)，對(duì)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

1.1 設(shè)計(jì)前提

發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著相應(yīng)的設(shè)計(jì)前提。關(guān)于發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化控制的研究較多，因此導(dǎo)致了其設(shè)計(jì)方法和控制手段也層出不窮。在這一過程中每個(gè)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化的控制手段在線路控制上都存在著自身的特點(diǎn)。因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)注重根據(jù)其控制原理的不同選擇不同的設(shè)計(jì)方法，從而能夠達(dá)到更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的效果。除此之外，發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)前提還包括了在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)確保其控制工作可以變得更加簡(jiǎn)潔、更加安全。即由于電力資源已經(jīng)在我們的生活、生產(chǎn)上成為了必不可少的能源，所以對(duì)于電能的供應(yīng)要求更高，因此其設(shè)計(jì)工作也應(yīng)當(dāng)有著更強(qiáng)的簡(jiǎn)潔性和合理性。

1.2 功能設(shè)計(jì)

發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要注重對(duì)其功能進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，即其設(shè)計(jì)工作應(yīng)當(dāng)建立在能夠合理的保護(hù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)并且可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控的基礎(chǔ)上，與此同時(shí)功能設(shè)計(jì)的進(jìn)行還應(yīng)當(dāng)注重建立在深壓站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)并且還需要建立發(fā)電機(jī)組的綜合保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)，這一系統(tǒng)采用先進(jìn)的分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)自上而下能夠進(jìn)行分站監(jiān)控和通信控制以及和間隔控制，通信控制層和間隔層設(shè)備可分散分布配置，易于設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)擴(kuò)展。在這一過程中站控層是整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制管理的中心位置，并且對(duì)于完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和處理以及顯示功能都有著非常重要的影響，并且可以經(jīng)過授權(quán)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行控制。站控層對(duì)DCS/FCS系統(tǒng)完全開放，為運(yùn)行人員提供電氣設(shè)備管理、操作功能。最后需要建立起發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和核心電氣設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從而能夠有效減少控制系統(tǒng)中軟肋的存在，最終促進(jìn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能的更加完善。

1.3 ECS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

ECS系統(tǒng)設(shè)計(jì)是發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在ECS系統(tǒng)的基站控制設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)注重確保ECS系統(tǒng)能夠按照工藝流程進(jìn)行相應(yīng)的分配，從而能夠?qū)峥厣a(chǎn)流程的電動(dòng)機(jī)符合的保護(hù)測(cè)控裝置接入到一個(gè)主控單元。除此之外，在ECS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中工作人員應(yīng)當(dāng)確保其主控單元與DPU一樣能夠與生產(chǎn)工藝流程的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)。另外，在ECS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中的保護(hù)測(cè)控設(shè)備的單獨(dú)聯(lián)網(wǎng)主要有進(jìn)線同時(shí)還在某一個(gè)工藝流程下對(duì)DCS和DPU進(jìn)行邏輯控制，從而能夠更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

1.4 監(jiān)控設(shè)計(jì)

監(jiān)控設(shè)計(jì)的合理進(jìn)行能夠促進(jìn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的持續(xù)進(jìn)步。在監(jiān)控設(shè)計(jì)的過程中設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)確保的主要功能是對(duì)電廠的生產(chǎn)管理與發(fā)電進(jìn)行控制。除此之外，在監(jiān)控設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)確保發(fā)電機(jī)組的綜合保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)τ趩闻_(tái)或者機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)、保護(hù)控制以及聯(lián)網(wǎng)功能。另外，在監(jiān)控設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)確保主控單元可以接入發(fā)變組和快切屏以及勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制屏和保護(hù)測(cè)控設(shè)備。從而能夠更好地在主控單元中實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)監(jiān)控，最終能夠在電氣自動(dòng)化安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的預(yù)測(cè)，因此可以為后期的安全維修工作提供較好的保障。

2 發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 檢測(cè)裝置應(yīng)用

檢測(cè)裝置應(yīng)用對(duì)于發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的重要性是不言而喻的。在檢測(cè)裝置應(yīng)用的過程中，隨著我國(guó)電子保護(hù)裝置整體水平的持續(xù)進(jìn)步，電氣保護(hù)的檢測(cè)裝置可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電進(jìn)行采樣保護(hù)、錄波、測(cè)量、控制以及通信等。除此之外，在檢測(cè)裝置應(yīng)用的過程中工作人員可以通過這些電氣保護(hù)裝置的檢測(cè)控制來(lái)更加方便地對(duì)電氣監(jiān)控實(shí)現(xiàn)采樣和數(shù)字通信，并且檢測(cè)裝置會(huì)由各種保護(hù)測(cè)控裝置和智能設(shè)備合理的組成，從而能夠更好地完成就地電氣設(shè)備的保護(hù)、測(cè)量、控制功能，通過現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等通訊方式進(jìn)行檢測(cè)控制，與此同時(shí)可以在這一過程中更好地進(jìn)行相應(yīng)的信息交流。另外，在檢測(cè)裝置應(yīng)用的過程中工作人員可以通過同時(shí)進(jìn)行DCS和DPU之間的數(shù)據(jù)交換來(lái)促進(jìn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用效率的不斷進(jìn)步。

2.2 ECS系統(tǒng)應(yīng)用

ECS系統(tǒng)應(yīng)用是發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的核心內(nèi)容和重中之重。在ECS系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，其基站控制層主要包含了雙冗余系統(tǒng)服務(wù)器和操作員站以及維護(hù)站、轉(zhuǎn)發(fā)站、系統(tǒng)服務(wù)站等內(nèi)容。除此之外，在ECS系統(tǒng)的應(yīng)用過程中工作人員可以更好地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通信數(shù)據(jù)之間的交換，并且可以對(duì)儲(chǔ)存在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加細(xì)節(jié)化的處理，從而能夠更加便利對(duì)整個(gè)系統(tǒng)完成維護(hù)工作的同時(shí)保持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。另外，在ECS系統(tǒng)的應(yīng)用過程中工作人員可以更加簡(jiǎn)單實(shí)用進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線分布并便于間隔維護(hù)等工作，從而能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用可靠性和精確性的持續(xù)提升。

2.3 控制模式應(yīng)用

控制模式應(yīng)用是發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提。在控制模式應(yīng)用的過程中，由于傳統(tǒng)的電廠電氣自動(dòng)化控制主要是由DCS系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制，這意味著其是通過I/O接口來(lái)對(duì)電器進(jìn)行部分采集控制和遠(yuǎn)方控制。除此之外，在控制模式應(yīng)用過程中，由于發(fā)電站的電氣系統(tǒng)中往往會(huì)存在著部分特殊的裝置如繼電保護(hù)器裝置、電源切換、故障錄波器等，因此對(duì)其進(jìn)行有效的應(yīng)用則需要控制模式的合理應(yīng)用。另外，在控制模式應(yīng)用過程中發(fā)電站的電廠電氣化自動(dòng)控制是通過DCS的I/O接口與電氣回路組成，因此這意味著DCS系統(tǒng)可以完成對(duì)電氣控制中最關(guān)鍵的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，從而能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用水平的有效提升。

3結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，發(fā)電廠在電氣自動(dòng)化方面也要跟上時(shí)代的步伐。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在自動(dòng)化方面的應(yīng)用，也大大拓展了化工行業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展空間。因此電力系統(tǒng)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)于電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用有著清晰的了解，從而能夠在此基礎(chǔ)上通過實(shí)踐來(lái)促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)整體水平的有效提升。

參考文獻(xiàn)

[1]吳治平，智軍，石景彪.發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制方案[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2012，2：50-52.

[2]鄭鴻志.發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方案[D].華北電力大學(xué)（北京），2011.

（作者單位：保定市紅鵬電力工程有限公司）