發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的探析

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，我國(guó)發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化水平也有了很大的提高。作為電力工程的重要組成部分發(fā)電廠對(duì)于經(jīng)濟(jì)民生的發(fā)展具有重要作用?？萍嫉陌l(fā)展推動(dòng)了電氣一體化和自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。因此進(jìn)行發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的探析，對(duì)于電力行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；電氣自動(dòng)化；關(guān)鍵技術(shù)

隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，用電量需求也不斷加大，因此，進(jìn)行發(fā)電技術(shù)的革新，有助于提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率，對(duì)于電力企業(yè)而言也是至關(guān)重要的。電氣自動(dòng)化技術(shù)是電力企業(yè)創(chuàng)新發(fā)電技術(shù)的重要產(chǎn)物，主要是通過信息技術(shù)對(duì)電氣進(jìn)行自動(dòng)化控制，能夠大幅度提高發(fā)電廠的生產(chǎn)效率，具有廣闊的發(fā)展前景。

1、電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠中的應(yīng)用及特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的電力技術(shù)，具有綜合性強(qiáng)、集成度高、功能性強(qiáng)等特點(diǎn)。在實(shí)際使用過程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助實(shí)現(xiàn)，使發(fā)電廠在運(yùn)用過程中能夠根據(jù)自身的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行合理掌控。電氣自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合使用，可以充分發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢(shì)，更具靈活性和直觀性。除此之外，電氣自動(dòng)化技術(shù)并不是單一的技術(shù)，而是多種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠中的廣泛應(yīng)用和它的這些優(yōu)勢(shì)是有直接關(guān)系的。

2、發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制技術(shù)

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)是發(fā)電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，也是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠使用過程中需要計(jì)算機(jī)加以輔助，該技術(shù)可以及時(shí)準(zhǔn)確的搜集電網(wǎng)整體以及具備的運(yùn)行狀態(tài)，并且可以根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況以及具體的需要進(jìn)行調(diào)整，另外，該系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)發(fā)電廠的系統(tǒng)運(yùn)行過程，確保發(fā)電的質(zhì)量，提高發(fā)電效率，減少發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的頻率，確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

2.2 ECS系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也在不斷推陳出現(xiàn)。ECS系統(tǒng)作為一種新的電氣自動(dòng)化技術(shù)，在發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)過程中可以應(yīng)用到信號(hào)處理、繼電保護(hù)以及計(jì)算機(jī)處理過程中，并且可以對(duì)發(fā)電廠的中的各類發(fā)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)和監(jiān)控。ECS系統(tǒng)使用的是分層分布式的架構(gòu)方式，主要包括站控層、通信管理層以及間隔層，每一層都有各自的功能，作為主要的硬件設(shè)備，站控層是ECS系統(tǒng)和其他應(yīng)用軟件之間的通信借口。作為通信管理以及通信網(wǎng)的重要裝置，通信管理層通過以太網(wǎng)將各類系統(tǒng)和總線進(jìn)行連接。ECS系統(tǒng)采用的是一體化的設(shè)計(jì)，因此管理層和站控層之間采用了一體化管理，確保了系統(tǒng)在進(jìn)行組態(tài)調(diào)試過程中的完整性，進(jìn)而提高了調(diào)試效率，使通訊功能能夠整體性體現(xiàn)，提高了通信層和間隔層之間的傳播速度。ECS系統(tǒng)將通訊的借口設(shè)置為DCS以及MIS信息數(shù)據(jù)端，保證了ECS系統(tǒng)和DCS之間的暢通，大幅度降低了發(fā)電廠的發(fā)電成本。與DCS系統(tǒng)相比，ECS系統(tǒng)的傳輸速度更快，傳輸效率更高，ECS系統(tǒng)采用多CPU硬件智能系統(tǒng)，采用100M/1000M工業(yè)以太網(wǎng)，利用商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)形成多功能的信息平臺(tái)。

除此之外，ECS系統(tǒng)中應(yīng)用了先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，使得ECS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行，并且更加高效、規(guī)范。ECS系統(tǒng)在發(fā)電廠的應(yīng)用中最大的優(yōu)勢(shì)則是其完備的屏蔽以及阻隔組件，通俗的說，ECS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中可以避免各類干擾，能夠在復(fù)雜的工作環(huán)境中順利運(yùn)行。與此同時(shí)，ECS系統(tǒng)還具備自我診斷和自我恢復(fù)功能，這是其他系統(tǒng)所不具備和無可比擬的。

3、EMS系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應(yīng)用

能源管理系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)主要分為三個(gè)層次：信息采集層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用管理層。信息采集層通過轉(zhuǎn)發(fā)器將底層上的PLC、DCS等其他自控系統(tǒng)的不同信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。其主要設(shè)備有I/O服務(wù)器和實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；應(yīng)用管理層主要完成設(shè)備數(shù)據(jù)的監(jiān)控、管理、分析等功能，利用這些數(shù)據(jù)分析現(xiàn)用設(shè)備的運(yùn)行情況。

EMS系統(tǒng)系統(tǒng)連接的主要數(shù)采對(duì)象為：現(xiàn)場(chǎng)電力系統(tǒng)后臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)DCS/PLC系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)及機(jī)電設(shè)備狀態(tài)反饋，電力統(tǒng)計(jì)分析等。

為了確保能源數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性和實(shí)時(shí)性，能源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用獨(dú)立專網(wǎng)形式。在廠區(qū)新建一套能源光纖環(huán)網(wǎng)，同時(shí)充分預(yù)留供現(xiàn)場(chǎng)視頻系統(tǒng)接入的接口。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分層設(shè)計(jì)原則，將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為核心層、匯聚層和接入層三層結(jié)構(gòu)。

EMS系統(tǒng)根據(jù)發(fā)電廠實(shí)際情況，設(shè)置電力、動(dòng)力及生產(chǎn)工藝、視頻監(jiān)視，數(shù)據(jù)分析等子系統(tǒng)專業(yè)監(jiān)控臺(tái)。通過EMS系統(tǒng)的監(jiān)控終端軟件，發(fā)電廠的調(diào)度人員可以實(shí)時(shí)進(jìn)行工藝和能源等的及時(shí)監(jiān)督。同時(shí)可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、操作過程以及調(diào)整方式等進(jìn)行全程監(jiān)督。在EMS系統(tǒng)的指導(dǎo)下順利完成生產(chǎn)任務(wù)。

系統(tǒng)基本功能包括：能源數(shù)據(jù)和主要過程為系統(tǒng)的信號(hào)采集，數(shù)據(jù)監(jiān)控，報(bào)警，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)計(jì)算，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。之后根據(jù)發(fā)電廠對(duì)能源的需求來確定數(shù)據(jù)采集的范圍。針對(duì)不同的電力系統(tǒng)，采集的信號(hào)也有所不同，主要包括以下方面，遙信：EMS管轄范圍內(nèi)的開關(guān)狀態(tài)、刀閘分合狀態(tài)、故障報(bào)警信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作輸出信號(hào)等；遙測(cè)：EMS管轄范圍內(nèi)的進(jìn)出線側(cè)的電流、有功功率、無功功率；母線電壓、頻率；變壓器電流、溫度、檔位等；遙脈：EMS管轄范圍內(nèi)的電度計(jì)量信號(hào)。

4、結(jié)語

文章首先介紹了電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠中的應(yīng)用及特點(diǎn)，并著重介紹了電氣自動(dòng)化技術(shù)中的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)以及ECS系統(tǒng)，通過采用電氣自動(dòng)化技術(shù)來提高發(fā)電廠的工作效率，降低發(fā)電成本。信息化技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)發(fā)電廠的現(xiàn)代化管理有了更高的要求，EMS系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應(yīng)用可以有效降低管理人員的工作強(qiáng)度，提高發(fā)電廠的管理水平，并且對(duì)于電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要的推進(jìn)作用。

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