火力發電廠電氣-熱控一體化控制技術的探討

張慧平

中國能源建設集團山西電力建設有限公司 山西 太原 030006

火力發電是我國電力生產的重要組成部分，其對促進我國的經濟發展具有重要作用，尤其是火力發電廠的經營以及科學技術的引用，直接影響著火力發電的效率。經濟與科技的發展，使得社會民眾對于火力發電的效率以及安全性問題提出了更高的要求，火力發電廠的技術人員必須依據信息時代的發展需求，加大對電氣-熱控一體化控制技術的研究，以此來確?；鹆Πl電廠各項工作開展的有序性?，F如今，火力發電廠的建設工作受電力差異化的影響，其在電氣與熱控技術方面存在諸多問題，不利于火力發電廠正常運行，為此，發電廠的技術人員需要對廠內的電氣以及熱控系統進行優化與升級，以此來實現兩種技術的一體化控制，進而有助于電氣-熱控一體化技術作用的充分發揮。

1 火力發電廠電氣-熱控一體化控制技術的組成

(1) 數據類型不同，分離技術不同。通訊控制技術主要是用于解決信號分離的問題，發電廠的電氣波形信號中有一種名為DU的信號是不能進行分析處理的，其信號質量直接影響著電氣-熱控系統的正常運行。(2) 發電廠需要創建電氣-熱控一體化數據庫。數據庫能夠檢索、分析處理以及儲存各類數據信息，如火力發電廠電氣與熱控系統的運行數據、各種波形數據信號與圖形以及相關統計數據等。(3) 重視電氣-熱控一體化軟件。該軟件主要是指一體化畫面組態軟件，其具有解決電氣-熱控信號干擾的功能，可對系統的數據信息及圖像進行實時顯示。(4) 重視電氣-熱控一體化組態軟件，此類軟件的控制標準符合國際指標，能夠實現電氣-熱控系統的動態組件功能[1]。(5) 與音頻及視頻相連接的監控系統，能夠對火力發電廠電力系統的運行數據及圖像進行實時跟蹤與同步顯示，有助于系統出現運行風險而預先做出警示。(6) 與電氣-熱控系統相對應的激勵仿真系統，該系統主要負責發電廠工作人員培訓工作開展的相關數據，借助控制系統將數據信號傳送至電氣-熱控系統，可將系統運行數據進行顯示，有助于修正仿真模型，逐漸構建出精準的仿真模型[2]。(7) 數據傳輸功能，數據信號的傳輸需要經過仿真系統，既有助于仿真模型的調整，又有助于為發電廠電氣-熱控系統的運行提供數據參考，進而有利于一體化控制技術的應用。

2 火力發電廠電氣-熱控一體化控制技術的意義

電氣-熱控一體化控制技術作用的發揮，需要借助發電廠內部監控設備采集與分析整理的各類數據信號，通過對各類數據信號的分析確保發電廠的正常運行。具體的監測數據信號包括很多種設備運行的數據信息，一體化技術會將數據信號傳送至管理層的網絡數據信息庫當中，如若部分數據信息存在問題，則數據信息庫會自動發出預警提示，提醒技術人員做好防范安全風險的相關應急措施。信息技術時代，自動化系統被廣泛應用于發電廠的電力運行系統當中，其功能主要是對電力以及熱控設備的運行動態進行實時監測與管控，以便于能夠及時為技術人員提供實時的反饋數據，該系統具體的監測對象包括設備運行動態，以及各類運行參數等[3]。

除此之外，該系統設有自動化報警系體系，如若設備及系統在運行過程中出現異常，影響發電廠電力的正常供應，則系統會自動發出預警信號，警示技術人員注意觀察設備及系統運行的變化，有助于故障的及時發現，有助于減少故障損失。與此同時，該一體化控制技術有助于為火力發電廠的系統管理提供幫助，其檢修登記表以及生產使用的開關次數記錄表等，均能夠解決系統的校驗、故障診斷以及設備檢修等問題[4]。

3 火力發電廠電氣-熱控間的差異化

在火力發電廠的日常工作與生產活動中，電氣技術與熱控技術是兩種不同的技術，二者控制技術的對象不同，即便是發電廠已經研發并應用了電氣-熱控一體化控制技術，但是，技術的應用需要技術人員將兩種技術的控制對象區分明白。首先，辨別電氣控制技術，該技術的控制對象有三類，分別是模擬量的檢控，保護聯鎖回路以及波形分析信號。模擬量檢控具體是指檢測與管控，一般是控制在ms級，采集在us-ms級，而保護聯鎖回路主要是在ms級，波形信號在us級[5]。熱控技術控制對象主要分為三類，一類是模擬量的檢控，與電氣控制對象同理，控制在60s級，采樣在100ms級；一類是保護連鎖回路，級別為10ms，另一類為波形分析，屬于us級[6]。兩種技術在控制對象的級別上存在一定差異，使得傳統的電氣與熱控系統無法快速準確的完成電氣數據的整理、分析以及傳輸等，其為電氣與熱控技術一直未形成一體化的重要影響因素。

4 火力發電廠電氣-熱控一體化控制技術的問題

4.1 電氣控制技術應用

經濟的發展，加快了我國電氣化產業的發展速度，使得我國火力發電廠的運營正處于蒸蒸日上的階段，因電氣控制技術對發電廠的運行具有重要的影響，所以，政府以及發電廠管理人員對于電氣的控制技術十分重視，尤其是電氣控制技術的應用問題。關于電氣控制技術的應用，技術人員應該重視科學化技術控制目標的制定，集中力量研究電氣控制技術的自動化優化與升級問題，努力實現發電廠電氣控制的智能化升級目標。因發電廠個別部門的工作人員缺少技術自動化升級的意識，使得自動化升級工作困難重重，在實際的技術應用過程中，電氣控制技術的自動化研究需要借助自動化技術，需要自動化技術進行輔助升級。

4.2 熱控控制技術應用

在火力發電廠的運營與生產過程中，除了電氣控制技術應用問題比較重要，還有熱控控制技術的應用問題，其對于發電廠電力系統的運行具有不可替代的作用。受人為技術操作的影響，熱控控制技術在應用過程中容易出現微小的技術偏差，其會導致電氣-熱控系統的運行存在安全風險，不利于控制技術誤差的處理，進而會降低電氣系統的運行性能[7]。為此，技術人員的控制操作需要嚴格按照技術操作標準進行，注重熱控技術的控制要求，確保相對應區域之間控制技術性能的轉化，以此為火力發電廠的電力系統運行提供安全保障，如若技術人員無法合理控制技術的轉化，則容易產生技術漏洞，影響熱控控制技術的正常應用。

4.3 電氣熱控分離問題

在火力發電的工作流程中，電氣與熱控屬于兩種不同的電力技術，二者無論是在技術性能上，還是應用功能上都存在極大的不同之處，使得電氣-熱控一體化控制技術的應用存在電氣與熱控技術相互分離的問題。當前，發電廠中的電氣與熱控分屬兩個不同的部門，二者相互獨立，在電廠可持續發展的過程中，二者缺少合作與溝通，電氣專業與熱控專業發展不協調，直接阻礙了發電廠電力發展水平的提升。除此之外，電力與熱控兩種技術之間存在某種聯系，二者的專業與功能有部分重疊之處，這會增加發電廠的資源損失，不利于電廠電氣與熱控系統的協調發展，最終會對一體化控制技術的應用產生阻礙。

4.4 電氣熱控協調問題

雖然，在火力發電廠中電氣與熱控屬于獨立的技術系統，但是二者實際上在專業與功能方面具有一定的關聯，二者之間的信息分享可以對彼此產生重要影響。在電力一體化控制系統當中，電氣控制技術的處理存在偏差，會影響熱控控制技術的發揮，致使整個電力系統的運行缺少技術控制的要點分析，不利于電力系統的正常運轉，技術人員需要注重電氣與熱控技術的協調問題，通過及時調整熱控系統的性能來保障電力信息傳輸的安全性與穩定性，有助于為電氣技術的應用提供保障[8]。與此同時，還會對電力系統技術控制數據信息的穩定性提供保障。因此，電氣-熱控的協調性問題對電力系統的自動化升級具有重要影響。

5 火力發電廠電氣-熱控一體化控制技術的優化對策

5.1 明確控制技術優化指標

電氣-熱控一體化控制技術的應用，有助于為火力發電廠整體的技術改造提供智能化的技術支持，有助于電力系統各類數據信息以及技術要點的分析與處理，并且能夠為電力自動化系統的優化與升級提供技術標準。在一體化控制技術應用過程中，優先明確控制技術的優化指標，并遵照技術優化標準對一體化控制技術進行處理，有助于電力系統整體優化指標的確立，有助于發電廠電氣與熱控控制技術之間的協調發展。新時期，部分地區受經濟發展的影響，火力發電缺少先進的技術支持，如電氣-熱控一體化技術，又或者是部分電力企業因缺少專業的技術人才，引進的先進技術無人員操作，致使地區諸多發電廠的自動化水平偏低，需要管理人員對外公開聘請專業的技術人才進廠開展技術調研工作以及技術培訓工作，以此確保自動化技術的引進能夠發揮其作用，有助于控制優化目標的樹立。

5.2 注重一體化控制的實施

發電廠電力系統改造工作的開展，離不開電氣-熱控一體化控制技術的應用，發電廠管理人員注重一體化控制的實施，有助于電力系統整體技術改造水平的提高。在電力系統改造與升級的過程中，一體化控制的實施有助于提升技術的處理水平，可在一定程度上加強電氣技術與熱控技術的有機融合，并為電氣以及熱控系統的升級奠定堅實基礎。在一體化控制的實施階段，其實施的重點以及要點內容是電氣-熱控控制技術的處理，二者技術之間有可相容的部分，也有不可相容的部門，兩者的結合是技術優勢互補的重要表現，在尊重二者相互獨立且相互協調發展的基礎上，注重兩種技術的有機結合，有助于技術人員實現對電氣系統一體化控制技術處理的目標[9]。此外，技術人員需要注意電力系統與其他系統的相互配合，如電力系統與監測系統、信息處理系統等。

5.3 建立健全技術優化方案

無論是何種技術，其在應用的過程中都需要經歷優化與升級的過程，尤其是電氣-熱控一體化控制技術此類由兩種技術結合而成，其技術的優化十分重要，直接影響著技術的應用效果。電氣-熱控一體化控制技術的優化，離不開前期建立健全的技術優化方案，技術優化方案對電力系統的整體升級具有重要影響，優秀的設計方案是確保技術優化的首要前提，有助于滿足電氣-熱控系統以及控制技術優化的各種需求。建立健全技術優化方案，可從以下幾方面入手：首先，技術方案的優化應該優先分析電力管理層以及控制層的數據信息庫，對數據信息庫的構建技術與設計方案進行分析；其次，注重分析電氣-熱控系統控制技術優化中的設備信號調控方案，并以通訊基礎為例，對技術的優化方案進行深度研究；最后，注重技術管理方案的制定，重點關注技術人員、操作人員的站點問題[10]。

5.4 改進一體化的設計方案

一體化技術既包括電氣技術的相關優勢，又包括熱控技術的相關優勢，兩種技術的融合需要科學的設計方案。受諸多因素的影響，部分火力發電廠的一體化方案設計仍然是以數據庫和拓撲結構網絡作為參考開展設計工作，受電氣與熱控技術間差異化的影響，設計方案需要借助拓撲結構網的控制功能對數據庫的管理模式進行優化，進而可以有效淡化電氣與熱控技術之間的差異性，有助于方案設計的均衡性。與此同時，技術設計人員還可以借用電源裝置、通信裝置以及控制裝置等對電氣-熱控系統進行管控，以此來確保電力設備總線與通信設備之間的均衡性[11]。此外，設計管理人員需要注意對設計師站點的管控，做好系統故障分析與診斷工作，有助于實現控制技術的自動化升級。

5.5 電氣熱控高速信號處理

在電氣-熱控一體化技術應用過程中產生的電氣及熱控高速信號屬于波形信號，其處理難度較大，一般的信號處理器無法對其進行處理，需要技術人員在信號傳輸至控制系統之前，利用信號控制裝置將常規信號與波形信號進行分離，隨后依據相關特性依次進行信號處理。針對于波形信號的處理，需要技術人員在控制裝置中的控制層與控制管理層之間增設網絡層，隨后利用網絡系統以及信號處理裝置對波形信號進行處理。在信號處理裝置生產廠家尚未生產出可處理電氣熱控高速信號的裝置時，常規的處理裝置為DPU，該裝置需要先將信號進行轉化，信號處理效率較慢，處理效果不佳。隨著電氣-熱控一體化技術的研發與應用，部分生產商對DPU裝置進行了更新與升級，使其具備數據庫的信息存儲能力，可專門用于電氣熱控高速信號的處理。

6 結束語

電氣-熱控一體化控制技術的研發與應用，是火力發電廠為適應信息化時代發展而做出的技術改革，其對于促進火力發電廠的可持續發展具有重要意義，政府以及發電廠的技術管理人員應該對該項技術引起重視。當前，該一體化控制技術的應用在電氣控制、熱控控制以及電氣-熱控分離與相互協調等方面存在諸多問題，需要發電廠的技術人員提出明確控制技術優化指標、注重一體化控制的實施、建立健全技術優化方案、改進一體化設計方案以及重視電氣熱控高速信號處理等對策給予解決。