論發(fā)電廠電氣設備的自動化改進策略

張任

【摘 要】在當前，我國以人力控制為主的老式電廠電氣控制系統(tǒng)越來越不適用于新時代，隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對電氣設備自動化控制提出了更高的要求，并在數(shù)量上的需求也更多。因而，發(fā)電廠有必要對目前現(xiàn)有的電氣設備做出自動化改進。本研究簡要介紹了發(fā)電廠電氣自動化控制的作用，并構(gòu)想了自動化改進的策略，旨在為促進發(fā)電廠進步做出貢獻。

【關鍵詞】發(fā)電廠;電氣設備;電氣自動化;改進

電廠的電氣自動化系統(tǒng)應用，為提高現(xiàn)代化電廠工作的效率奠定良好的基礎，把電氣的自動化系統(tǒng)作為基礎，可以極大的降低電廠員工勞動的強度，而且，自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢可以實現(xiàn)對電廠的生產(chǎn)過程進行監(jiān)控。使用電氣的自動化系統(tǒng)和相關技術的優(yōu)勢，可以使電廠全部生產(chǎn)的環(huán)節(jié)位于自動化系統(tǒng)的控制下，使系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率得到有效的降低，提升企業(yè)效益。

1 現(xiàn)代電廠電氣自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀分析

1.1現(xiàn)代電廠電氣自動化系統(tǒng)概述。目前，電廠所采用的電氣自動化系統(tǒng)是利用通信協(xié)議、網(wǎng)絡通信技術、工控軟件等技術綜合運用發(fā)展而來的新型綜合自動化系統(tǒng)。針對電廠電氣設備可靠性要求高、功能專業(yè)化以及安裝位置分散的特點，電廠電氣自動化系統(tǒng)通過自動化技術優(yōu)勢實現(xiàn)了對工控設備的自動化監(jiān)控及信息收集。隨著近年來現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信技術在電廠電氣自動化系統(tǒng)應用的不斷增加。

1.2以電廠電氣自動化系統(tǒng)功能需求為基礎的系統(tǒng)應用分析。現(xiàn)代電廠電氣自動化系統(tǒng)針對系統(tǒng)功能需求進行著不斷地完善與發(fā)展。根據(jù)電廠電氣設備復雜、設備布置及數(shù)量較多、分散安裝情況普遍、電器元件較多、系統(tǒng)運行信息量大維修困難等需求，電廠電子自動化系統(tǒng)正進行著不斷地完善與發(fā)展。利用現(xiàn)代工控軟件及現(xiàn)場總線技術將電廠電氣自動化各功能模塊及控制點進行連接。同時根據(jù)電廠設備要求以及系統(tǒng)可靠性需求對電氣自動化系統(tǒng)的相關組件進行了規(guī)范化，以統(tǒng)一的標準以及行業(yè)規(guī)范使系統(tǒng)組成具有較高的可靠性，為電廠安全穩(wěn)定運行奠定了基礎。另外，針對電廠設備維修需求，電氣自動化系統(tǒng)還集成了機組運行信息收集、整理及備份功能。以機組運行數(shù)據(jù)為基礎為設備維修工作提供詳實、準確的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)。

1.3針對電廠電氣自動化系統(tǒng)信息需求的系統(tǒng)應用分析。在現(xiàn)代電廠電子自動化系統(tǒng)應用中，系統(tǒng)信息需求促進了電氣自動化技術的發(fā)展。針對電廠電氣保護監(jiān)控中信息采集、控制、保護、通信的需求，電廠電氣自動化系統(tǒng)加快了信息通信技術的更新與應用。利用ECS及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換滿足現(xiàn)代電廠信息化管理需求，實現(xiàn)電廠電氣自動化系統(tǒng)信息應用目的。通過根據(jù)電廠電氣自動化系統(tǒng)信息傳遞速度要求，以現(xiàn)場總線技術、工業(yè)以太網(wǎng)技術滿足電氣自動化系統(tǒng)信息傳輸需求，促進電廠電氣自動化系統(tǒng)應用效果的提升、促進電廠電氣自動化系統(tǒng)應用目標的實現(xiàn)。

2 發(fā)電廠電氣設備自動化改進方案

2.1 電網(wǎng)自動化調(diào)度系統(tǒng)

在電氣設備自動化控制系統(tǒng)中，電網(wǎng)自動調(diào)度是非常基本的一個項目。該技術主要立足于IT技術，主要以單片機、嵌入式系統(tǒng)等為載體，通過搜集各個電氣設備的運作狀況，分析數(shù)據(jù)信息，進而總結(jié)出電網(wǎng)系統(tǒng)運作的整體狀況，為發(fā)電廠技術人員決策提供了信息支持。在發(fā)電廠電氣自控系統(tǒng)中，該項目不僅可以做到有效調(diào)度，保證發(fā)電質(zhì)量和數(shù)量，而且也有利于解決故障，對持續(xù)發(fā)電的積極意義是顯著的。

2.2 ECS系統(tǒng)

在工業(yè)化進展過程中，電氣自動化控制技術內(nèi)涵不斷豐富，很多新工藝為發(fā)電廠產(chǎn)能提高提供了很多思路，ECS就是其中一種。該技術以信息工程為學科基礎，以計算機電子信號為載體，實現(xiàn)對整個電廠的處理、監(jiān)控以及維護[2]。目前，ECS系統(tǒng)主要以分層分布式為架構(gòu)，可以分為控制層、通信層以及間隔層。其中，控制層主要由電廠總機、調(diào)度電網(wǎng)等硬件組成，負責對軟件和硬件數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)管;通信層，是由通信設備和通信網(wǎng)絡組成的層面，負責向其他層面設備的信息傳輸;間隔層是由各類專業(yè)化電器組成，主要對發(fā)電廠相關業(yè)務如電壓保護、電流切換等提供專業(yè)化支持。

在如上分層分布式ECS架構(gòu)中，DCS是最為典型的代表，在很多發(fā)電廠廣為適用。該系統(tǒng)立足于計算機通信科學之上，通過構(gòu)建分散式、分級式系統(tǒng)，來實施對于整個電廠業(yè)務的控制。然而，該系統(tǒng)內(nèi)部線路比較單一，使得電流傳輸效益不高。另外，由于可供支持的信號種類較少，DCS系統(tǒng)有必要增加電纜設備，進而擴大了管理運營開支。因此，科研人員設計了兩種DCS模式：一方面，部分DCS模式。該模式利用DCS軟件實施電廠自動化控制，并結(jié)合計算機通信技術，對相關設備的行為予以調(diào)度;另外一方面，完全DCS模式。該模式以DCS系統(tǒng)軟件為載體，承接了其他軟件和硬件，以合二為一的方式實現(xiàn)自控。前者以部分DCS系統(tǒng)功能為載體，這就對運行裝置的匹配度提出了很高的要求;后者完全繼承了DCS系統(tǒng)的特性，但是一切軟硬件要求是非常苛刻的，系統(tǒng)開支較大。

3 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化控制改進方案

3.1 當前我國發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化控制問題分析

在目前，觀察發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化控制發(fā)展現(xiàn)狀來看，相關應用形勢是較好的，但是存在一些潛在隱患，主要體現(xiàn)在：第一，設備期間存在質(zhì)量隱患。如上文所述，ECS系統(tǒng)對于硬件和軟件是存在要求的，不僅需要契合ECS系統(tǒng)設計原理，而且還要保證數(shù)量眾多，以期符合信號種類需求。然而，很多發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)元件并不是由同一家廠商制造而來的，生產(chǎn)質(zhì)量不可能完全一致，之間可能存在性能沖突，進而影響整個系統(tǒng)的運作。另外，由于運作頻繁，強度較大，這些元器件有可能存在損耗，從而降低整個系統(tǒng)性能。第二，存在環(huán)境隱患。在自控系統(tǒng)中，很多元件都是很精密的，受外界環(huán)境因素影響較大，如溫度、靜電、氣壓等。當相關變量變化超過閾值，部件難以正常工作，降低系統(tǒng)的運行效益，甚至導致元件毀損等重大故障。第三，人力方面存在隱患。ECS系統(tǒng)等類似發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成復雜，使得相關管理工作難度較大，發(fā)電廠需要聘請專業(yè)人士來支持廠內(nèi)操作。然而，為了節(jié)省開支，我國很多發(fā)電廠對于從業(yè)人員沒有提出較高的水平要求，使得相關工作人員理論支持較弱，操作經(jīng)驗難以駕馭ECS等系統(tǒng)[3]。在此之下，容易發(fā)生操作疏忽，或者違規(guī)行為，埋下了系統(tǒng)運作隱患。另外，發(fā)電廠也沒有重視檢修和維護，沒有定期開展故障排查工作。總體來看，發(fā)電廠在運作電氣系統(tǒng)自動化方面的能力是較低的。

3.2 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化控制優(yōu)化方案

首先，提高系統(tǒng)設計水平。發(fā)電廠需要積極組織相關專業(yè)人員，對電氣組件、系統(tǒng)架構(gòu)、技術實施予以深究，根據(jù)鉆研結(jié)果完善和優(yōu)化自動化控制系統(tǒng);其次，加強管理。發(fā)電廠需要重視日常管理工作，組裝之時選擇最新技術和元件，并且開展定期檢查，及時處理各種現(xiàn)有問題和排查潛在隱患;最后，重視人員培訓。發(fā)電廠需要極大人員培訓力度，不斷提高現(xiàn)有人員的理論知識水平以及實踐操作能力，引入外界優(yōu)秀人才，以期開拓現(xiàn)有團隊的眼界，提升各項技能水平。

4 結(jié)語

綜上所述，通過改進電網(wǎng)自動化調(diào)度系統(tǒng)、ECS系統(tǒng)等方式提高系統(tǒng)設計水平，并配合加強管理、重視人員培訓等輔助方式優(yōu)化發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動化控制，發(fā)電廠有必要對現(xiàn)有的電氣設備做出自動化改進，才能適應市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展。

參考文獻：

[1] 董旭.基于發(fā)電廠的電氣自動化技術研究[J].電腦編程技巧與維護，2015（10）：46-48.

[2] 魏英江.發(fā)電廠電氣自動化技術應用方法探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（26）：175.

[3] 郭偉，王莉.發(fā)電廠電氣系統(tǒng)綜合自動化[J].東南大學學報：英文版，2014，18（3）：221-224.

（作者單位：國家電投集團東北電力有限公司撫順撫電能源分公司）