電氣自動化技術在火力發(fā)電廠中的創(chuàng)新與應用

程培良

摘要：火力發(fā)電是現(xiàn)階段重要的發(fā)電形式，為電力能源的供應做出了巨大的貢獻。隨著電子信息技術、計算機網(wǎng)絡技術等科學技術的不斷發(fā)展，各種電氣自動化技術開始進入火力發(fā)電廠中。文章對火力發(fā)電廠中電氣自動化技術的重要性、基本作用及發(fā)展概況進行了分析，討論了火力發(fā)電廠中電氣自動化技術創(chuàng)新應用問題。

關鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣自動化；技術創(chuàng)新；電力能源；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）34-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.018

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展、電能的需求量逐漸增加，火力發(fā)電是當前我國電力能源的主要供應方式，隨著煤炭資源價格持續(xù)上升，火力發(fā)電成本的迅速增加，電氣自動化技術的使用對于提高火電廠的運行管理效率，提升電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性有重要作用，能夠有效降低火電廠發(fā)電的成本，因此火電廠相關管理及技術人員必須重視電氣自動化技術的研究及應用。

1 電氣自動化技術在火力發(fā)電廠中的必要性及基本作用

傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中主要通過集散控制系統(tǒng)（DCS）對機、爐系統(tǒng)進行控制，DCS系統(tǒng)只能實現(xiàn)簡單控制，電氣系統(tǒng)的自動勵磁調(diào)節(jié)裝置（AVR）、廠用電源切換裝置（ATS）等保護及安全裝置與DCS系統(tǒng)之間很少進行信息的互訪及交換，也就是說它們之間基本上處于相互獨立運行的狀態(tài)，電氣系統(tǒng)的操作人員很少能夠通過DCS系統(tǒng)得到電氣設備的相關參數(shù)信息，這對于工作人員的實際操作十分不便，火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)發(fā)生故障之后也難以在短時間內(nèi)迅速得到反饋及解決?；痣姀S在實際的工作中必須要改變以往電氣系統(tǒng)電纜、變送器等裝置的安裝情況，轉變電氣信號的采集形式，將智能設備與現(xiàn)場總線相結合，建立一個電氣系統(tǒng)通信網(wǎng)絡，深入地挖掘電氣系統(tǒng)相關的數(shù)據(jù)信息，促進火電廠電氣系統(tǒng)的自動化，提高火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的運行水平及管理效率，為火力發(fā)電廠的發(fā)展奠定良好的基礎。在火力發(fā)電廠中，電氣自動化技術的主要作用是監(jiān)測控制發(fā)電廠的相關設備的運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)信息，從而及時發(fā)現(xiàn)設備運行過程中的動作異常事件，發(fā)出告警信號，提醒相關工作人員對故障進行檢查、處理，消除安全隱患，此外，電氣自動化系統(tǒng)還能夠提供許多高級功能，比如定值的遠方修改在線自動效核、電動機狀態(tài)檢修、故障診斷、電量統(tǒng)計等。

2 電氣自動化技術在火力發(fā)電廠中的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學技術的不斷發(fā)展，電力自動化技術水平也在逐漸提高，這也為火力發(fā)電廠中的數(shù)據(jù)采集、信息通信等工作提供了技術基礎。就目前來說，火力發(fā)電廠的自動化系統(tǒng)已經(jīng)能夠通過自身的監(jiān)控裝置對交流采樣工作進行測量、保護以及監(jiān)控，在新型計算機監(jiān)控及保護功能基礎之上，工業(yè)以太網(wǎng)絡及現(xiàn)場總線技術得以形成?？刂茖?、通信層以及間隔層共同組成了電氣自動化系統(tǒng)，三個層級之間相互獨立，在實際的運行中相互配合、共同作用，實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控，控制層是整個電氣自動化系統(tǒng)的核心，能夠完成數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控、采集及整理工作，通信層是整個自動化系統(tǒng)正常運行的基礎保障，系統(tǒng)間隔層與各站點之間的信息交流、轉換、邏輯監(jiān)視等功能都需要依靠通信層來完成，間隔層主要由智能設備以及保護監(jiān)控裝置組成，間隔層與系統(tǒng)上層功能的數(shù)據(jù)溝通及互訪主要通過接口及網(wǎng)絡實現(xiàn)。

3 電氣自動化技術在火力發(fā)電廠中的創(chuàng)新應用

電氣自動化技術對于火力發(fā)電廠的發(fā)展十分重要，但就目前來說，我國火力發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)還存在一定的局限性，因此相關技術研究人員必須不斷的深入研究，充分利用計算機網(wǎng)絡技術、信息技術、通信技術等科學技術手段，創(chuàng)新電氣自動化技術，提升火電機組的運行效率，提升電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性，為火力發(fā)電廠的發(fā)展奠定良好的技術基礎。下文從電氣系統(tǒng)的控制保護手段、通用網(wǎng)絡結構的構建、電氣全通信控制等方面就創(chuàng)新電氣自動化技術在火力發(fā)電中的應用進行簡單的分析介紹。

3.1 控制保護手段

以往的火力發(fā)電過程中，主要通過連鎖及報警的手段實現(xiàn)系統(tǒng)控制及保護，這種保護方式存在著一定的局限性。信息技術高速發(fā)展的背景之下，火力發(fā)電廠可以借助計算機網(wǎng)絡控制保護技術檢測電氣自動化系統(tǒng)的運營狀態(tài)，診斷系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障，從而有效地消除系統(tǒng)的安全隱患，通過系統(tǒng)冗余等主動保護及控制方法自動控制系統(tǒng)故障的影響范圍，確保系統(tǒng)無故障部位能夠繼續(xù)運行，為電網(wǎng)的安全奠定基礎。此外，電氣自動化技術創(chuàng)新之后，系統(tǒng)設備的運行維護方式也會發(fā)生改變，不再局限于以往被動的預防維護或者事后檢修，能夠將預防維護與設備維修結合起來，更有利于保障電力系統(tǒng)的安全。

3.2 構建通用網(wǎng)絡結構

想要實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)的順利運行，必須要重視通用網(wǎng)絡結構的構建，基于此，火力發(fā)電廠必須要創(chuàng)新電氣自動化技術，選擇網(wǎng)絡通信產(chǎn)品時必須保證通信系統(tǒng)在整個電氣自動化系統(tǒng)范圍內(nèi)都能夠正常通信，確保電廠管理層能夠實時監(jiān)督電廠的現(xiàn)場控制設備，保證計算機監(jiān)督系統(tǒng)、電廠控制設備等相關組織結構之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩约皶惩ㄐ?，為全集成自動化的實現(xiàn)奠定良好的通信基礎。

3.3 統(tǒng)一單元爐機組

以往的火力發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)只能夠實現(xiàn)機電控制一體化，隨著相關技術的不斷創(chuàng)新，火力發(fā)電廠的自動化系統(tǒng)的監(jiān)控方式必然會轉化為機、爐、電一體的單元制運行監(jiān)控模式，電廠的DCS系統(tǒng)能夠以單元制的運行方式匯總及分析整個火電機組的相關運行參數(shù)及狀態(tài)信息，能夠充分發(fā)揮系統(tǒng)的控制功能，信息的收集、處理更加高效，能夠實現(xiàn)電網(wǎng)的統(tǒng)一管理及運行，使火電機組的運行效率達到最高。此外，火電廠的監(jiān)控系統(tǒng)會明顯被簡化，控制室的占地面積也會減少，系統(tǒng)的建設成本會降低，對于火電廠而言十分有利。同時統(tǒng)一單元爐機組的應用，為發(fā)電廠信息管理系統(tǒng)的信息采集工作提供了便利，有利于火電網(wǎng)統(tǒng)一管理及運行的實現(xiàn)，能夠有效提高電網(wǎng)的工作效率，提高火電機組的自動化水平及監(jiān)控水平。

3.4 實現(xiàn)電氣的全通信控制

就現(xiàn)階段來說，我國火力發(fā)電廠的自動化系統(tǒng)（ECS）還無法實現(xiàn)電氣全通信控制功能，系統(tǒng)的可靠性及通信速度都還有提高的余地，ECS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)之間留有一部分硬接線，為了能夠實現(xiàn)電氣的全通信控制，相關研究人員必須重視熱工工藝連鎖問題，通過相關的技術手段增加更多的運行監(jiān)視功能，提高后臺系統(tǒng)的應用水平，最終實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)運行管理水平、控制水平以及自動化水平的提高。

4 結語

電氣自動化技術對于火力發(fā)電廠而言十分重要，有利于提高火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的運行水平及管理效率，保證電網(wǎng)的安全，火力發(fā)電廠相關管理人員必須重視電氣自動化技術的研究及應用?，F(xiàn)階段，電氣自動化系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應用于火電廠之中，有效地提高了火電機組的運行效率、自動化水平及控制水平，降低了電廠的生產(chǎn)成本，對于火力發(fā)電廠的發(fā)展做出了巨大的貢獻?？傮w而言，火力發(fā)電廠電氣自動化技術還有進步發(fā)展的余地，相關研究人員必須深入研究創(chuàng)新。

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（責任編輯：黃銀芳）