論發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

陳培源

[摘 要] 電氣自動(dòng)化控制的基本特征在于技術(shù)人員運(yùn)用自動(dòng)控制軟件來(lái)監(jiān)控電氣運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)查找出現(xiàn)異常狀況的電氣設(shè)備，判斷電氣運(yùn)行異常的具體部位并且給予處理。并且，電氣自動(dòng)化控制還包含自動(dòng)采集發(fā)電廠的電氣運(yùn)行信息，對(duì)于發(fā)電廠的關(guān)鍵電氣設(shè)備實(shí)施全面的設(shè)備安全控制，延長(zhǎng)發(fā)電廠的電氣運(yùn)行壽命并且節(jié)省發(fā)電廠的電氣控制成本。因此，發(fā)電廠企業(yè)目前應(yīng)當(dāng)明確電氣自動(dòng)化控制的具體實(shí)施要點(diǎn)，結(jié)合發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行狀況來(lái)優(yōu)化利用電氣自動(dòng)化控制手段。

[關(guān)鍵詞] 發(fā)電廠；電氣自動(dòng)化控制；應(yīng)用要點(diǎn)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

上世紀(jì)末以來(lái)，電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)控制模式就已經(jīng)被運(yùn)用于發(fā)電廠企業(yè)。截至目前，發(fā)電廠企業(yè)已經(jīng)能做到靈活運(yùn)用自動(dòng)化控制的手段，確保將各種類型的電氣運(yùn)行設(shè)備全面納入發(fā)電廠的運(yùn)行控制范圍內(nèi)。電氣自動(dòng)化的設(shè)備運(yùn)行控制技術(shù)在全面推廣的前提下，發(fā)電廠的機(jī)組可靠性以及安全性將會(huì)明顯增強(qiáng)，并且還能達(dá)到加快發(fā)電廠電氣系統(tǒng)響應(yīng)速度的效果。電氣自動(dòng)化的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制手段應(yīng)當(dāng)被貫穿于發(fā)電廠的日常生產(chǎn)過程，充分體現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制與發(fā)電生產(chǎn)環(huán)節(jié)相結(jié)合的必要性。

一、發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）發(fā)電系統(tǒng)分層控制模式

ECS的發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有分層結(jié)構(gòu)，運(yùn)用分布式的電氣自動(dòng)運(yùn)行控制模式來(lái)簡(jiǎn)化發(fā)電廠的運(yùn)行控制環(huán)節(jié)，從而將發(fā)電廠的整個(gè)自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行分層化的處理，其中主要包含通信層、站級(jí)的系統(tǒng)監(jiān)控層與間隔單元層[1]。在分層控制運(yùn)行模式的影響下，發(fā)電廠的設(shè)備運(yùn)行控制系統(tǒng)占據(jù)更小的空間面積，節(jié)省了檢修各個(gè)電氣設(shè)備模塊的資金成本，確保實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的電氣運(yùn)行功能。

（二）集中電纜傳輸控制模式

發(fā)電廠電纜系統(tǒng)具有弱電信號(hào)轉(zhuǎn)化的重要功能，通過轉(zhuǎn)化強(qiáng)電信號(hào)的方法來(lái)形成直流的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電控制信號(hào)，上述過程主要適用于20mA的空接電系統(tǒng)控制方式[2]。在I/O接口的統(tǒng)一控制下，DCS的電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)針對(duì)開關(guān)量以及電氣模擬量的數(shù)據(jù)能夠予以統(tǒng)一保存，并且借助電纜線來(lái)完成數(shù)據(jù)傳播的操作。因此可見，具有集中式特征的電纜傳輸運(yùn)行控制模式可以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)主站的效果，充分保證了發(fā)電運(yùn)行控制的實(shí)效性。

二、發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在目前的發(fā)電廠自動(dòng)控制工藝轉(zhuǎn)型與演變過程中，自動(dòng)化的電氣系統(tǒng)運(yùn)行控制方式已經(jīng)被運(yùn)用于發(fā)電廠的日常生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有效保證了發(fā)電廠的電氣運(yùn)行控制成本得到節(jié)約，并且體現(xiàn)了集成控制技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)[3]。近些年以來(lái)，大數(shù)據(jù)手段以及遠(yuǎn)程集控模式正在被運(yùn)用于發(fā)電廠的電氣控制過程，通過實(shí)施自動(dòng)化的電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)整合控制來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)電運(yùn)行效益，提升了發(fā)電廠的安全運(yùn)行效益。具體對(duì)于電氣自動(dòng)化控制的工藝手段而言，未來(lái)的技術(shù)演變與轉(zhuǎn)型主要體現(xiàn)為如下趨勢(shì)：

（一）普及運(yùn)用大數(shù)據(jù)的技術(shù)手段

發(fā)電廠企業(yè)目前需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜并且繁瑣的電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)，因而決定了發(fā)電廠企業(yè)亟待推廣普及云平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)的電氣運(yùn)行控制手段，確保服務(wù)端系統(tǒng)能夠連接于網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)，并且將電氣運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)關(guān)鍵信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。在集中實(shí)現(xiàn)電廠數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的前提下，發(fā)電廠的技術(shù)人員可以做到隨時(shí)發(fā)現(xiàn)異常的電廠電氣運(yùn)行狀況，全面查找發(fā)電污染的安全隱患與風(fēng)險(xiǎn)。

在自動(dòng)化電廠電氣通信系統(tǒng)的支撐下，各個(gè)電氣通信環(huán)節(jié)與通信過程都可以得到實(shí)時(shí)的控制。電廠企業(yè)對(duì)于全過程的電氣通信系統(tǒng)控制模式應(yīng)當(dāng)實(shí)施全面的引進(jìn)，運(yùn)用全過程控制的自動(dòng)化通信方式來(lái)取代人工控制，確保獲得最大化的發(fā)電運(yùn)行通信控制效果。自動(dòng)電氣運(yùn)行控制的全過程如果要順利實(shí)現(xiàn)，那么關(guān)鍵前提在于電氣通信控制模式的完善與優(yōu)化。電廠技術(shù)人員目前應(yīng)當(dāng)探索一體化的單元爐設(shè)備、發(fā)電機(jī)組設(shè)備與機(jī)電設(shè)備運(yùn)行控制模式。發(fā)電廠通過全面推廣大數(shù)據(jù)的自動(dòng)化電廠設(shè)備控制手段，充分實(shí)現(xiàn)了節(jié)約發(fā)電控制成本的目標(biāo)。

（二）全面推廣遠(yuǎn)程集控方式

遠(yuǎn)程集控的電氣自動(dòng)化控制模式主要適用于各個(gè)不同的發(fā)電廠企業(yè)之間，各個(gè)發(fā)電廠企業(yè)通過建立遠(yuǎn)程集控的統(tǒng)一運(yùn)行平臺(tái)，確保在集中控制室的范圍內(nèi)統(tǒng)一收集并且獲取發(fā)電廠的各類資源數(shù)據(jù)，延伸電氣運(yùn)行控制的覆蓋范圍。技術(shù)人員通過創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)電廠企業(yè)的自動(dòng)化電氣控制技術(shù)，能夠保證實(shí)現(xiàn)最大化的發(fā)電運(yùn)行效益，并且改進(jìn)發(fā)電廠現(xiàn)有的運(yùn)行控制方式。目前發(fā)電廠正在不斷嘗試推廣與引進(jìn)電氣自動(dòng)化的發(fā)電生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)變了人工控制電氣生產(chǎn)設(shè)備的傳統(tǒng)工藝手段，全面增強(qiáng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程的監(jiān)管與控制力度。發(fā)電廠企業(yè)通過全面推行電氣遠(yuǎn)程集控的方式，確保在不同的電廠企業(yè)之間建立緊密的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)聯(lián)系，增強(qiáng)遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)的運(yùn)行支撐與保障。

（三）搭建虛擬化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)

虛擬化的發(fā)電廠運(yùn)行設(shè)備監(jiān)控平臺(tái)主要用于連接各種不同類型的電氣設(shè)備，運(yùn)用虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)連接電氣運(yùn)行設(shè)備，并且對(duì)于實(shí)時(shí)性的電氣安全運(yùn)行狀況予以直觀的展現(xiàn)。在立體化的VR系統(tǒng)技術(shù)手段支持下，發(fā)電廠的技術(shù)人員可以觀察到立體化的電氣運(yùn)行監(jiān)控圖，獲得實(shí)時(shí)的電氣運(yùn)行數(shù)據(jù)[4]。因此在無(wú)人值守的發(fā)電廠運(yùn)行控制過程中，虛擬平臺(tái)技術(shù)能夠確保實(shí)現(xiàn)智能化的全過程電氣運(yùn)行控制目標(biāo)。電廠企業(yè)目前應(yīng)當(dāng)充分重視電氣自動(dòng)控制以及電氣就地控制的兩種關(guān)鍵技術(shù)手段，對(duì)于電氣自動(dòng)控制的發(fā)電運(yùn)行控制來(lái)講，電廠企業(yè)主要通過運(yùn)用自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備來(lái)監(jiān)控發(fā)電設(shè)施的運(yùn)行，杜絕發(fā)電設(shè)施的運(yùn)行誤差，減小電廠的生產(chǎn)運(yùn)行控制難度并且節(jié)省了發(fā)電的資金成本。

與人工實(shí)施發(fā)電運(yùn)行控制的傳統(tǒng)做法相比，自動(dòng)化控制手段可以保證實(shí)現(xiàn)更好的電廠運(yùn)行安全效果。目前具有較低電能產(chǎn)量以及較小規(guī)模的發(fā)電廠企業(yè)通過實(shí)施就地控制的方式，全面集成了電廠內(nèi)部的鍋爐設(shè)備、智能發(fā)電運(yùn)行設(shè)備、汽輪機(jī)設(shè)備與發(fā)電機(jī)設(shè)備，合理改造了單獨(dú)控制各種發(fā)電運(yùn)行設(shè)備的傳統(tǒng)技術(shù)模式。發(fā)電廠企業(yè)在建立集中控制模式的前提下，發(fā)電設(shè)備將會(huì)集成在同一個(gè)自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行速度予以加快，運(yùn)用集中操控的方法來(lái)控制各類發(fā)電設(shè)備。

表1為電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在發(fā)電廠未來(lái)實(shí)踐中的發(fā)展趨勢(shì)：

三、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過分析可見，運(yùn)用自動(dòng)化的發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行控制方式有助于保證電氣運(yùn)行的平穩(wěn)性與可靠性，避免由于分散布置的電氣元件與機(jī)組設(shè)備影響，進(jìn)而造成電氣控制難度增大的后果。近些年以來(lái)，自動(dòng)化的發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行控制手段已經(jīng)被推廣于企業(yè)生產(chǎn)的全過程，體現(xiàn)了自動(dòng)化控制手段與發(fā)電廠日常生產(chǎn)過程融合的重要作用。因此在未來(lái)的自動(dòng)化控制技術(shù)轉(zhuǎn)型實(shí)踐中，發(fā)電廠對(duì)于自動(dòng)化的電氣控制技術(shù)手段仍然應(yīng)當(dāng)不斷予以推廣，確保最大化的電氣設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行控制效益。

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