電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新與應(yīng)用

侯云峰

【摘 要】火力發(fā)電是中國(guó)發(fā)電廠的主要發(fā)電結(jié)構(gòu)之一，每年發(fā)電量都在增加。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，大容量發(fā)電機(jī)是國(guó)內(nèi)電力工業(yè)的主要機(jī)組。電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)火力發(fā)電的自動(dòng)監(jiān)控，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中得到廣泛應(yīng)用，不僅能有效提高工作效率和運(yùn)行水平，還能降低成本，增強(qiáng)安全性和穩(wěn)定性。因此，使用電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展火力發(fā)電的唯一途徑。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；火力發(fā)電；創(chuàng)新；應(yīng)用

火力發(fā)電系統(tǒng)中所運(yùn)用的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，已經(jīng)作為近些年的學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，它的主要方向就是將自動(dòng)化的監(jiān)控技術(shù)運(yùn)用于火力發(fā)電的系統(tǒng)中。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電系統(tǒng)中的廣泛使用，使得發(fā)電廠的自動(dòng)化水平有了顯著進(jìn)步，同時(shí)也提高了電氣控制的安全穩(wěn)定性。而在這其中，監(jiān)視在電氣自動(dòng)化技術(shù)與火力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)用方面起著至關(guān)重要作用，并以數(shù)據(jù)的交換作為輔助手段，這就是火力發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)作模式。監(jiān)控設(shè)備主要對(duì)測(cè)量設(shè)備收集數(shù)據(jù)并分析運(yùn)行狀況，以圖表和曲線的形式傳送，并且為防止不當(dāng)或危險(xiǎn)的狀況，還會(huì)在數(shù)據(jù)線路上傳警告或異常的信號(hào)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有一項(xiàng)更高的功能，即對(duì)特殊數(shù)據(jù)予以反饋，諸如測(cè)控裝置對(duì)自身的電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及對(duì)主站系統(tǒng)的設(shè)備管理，等等。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的必要性

一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中的集散控制系統(tǒng)主要是側(cè)重于對(duì)機(jī)、爐系統(tǒng)的簡(jiǎn)單控制，而電氣系統(tǒng)的保護(hù)與安全裝置都可以基本實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行，諸如廠用電源切換裝置和自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置等都與集散控制系統(tǒng)之間的信息互訪和交換量有限，對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的反映信息量相對(duì)較少，也導(dǎo)致電氣系統(tǒng)的操作人員所關(guān)注的測(cè)量、參數(shù)等信息都無(wú)法在集散控制系統(tǒng)中得到有效反映，這也就對(duì)電氣系統(tǒng)的操作人員運(yùn)行系統(tǒng)造成了一定程度地不便，無(wú)法實(shí)現(xiàn)輕松、快捷、簡(jiǎn)便的系統(tǒng)操作，非常不利于其對(duì)火力發(fā)電廠的事故進(jìn)行及時(shí)地分析與解決。

因此，為了提高火力發(fā)電廠中電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，就必須改變傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)控制中對(duì)變送器和控制電纜大量安裝的情況，轉(zhuǎn)變過(guò)去硬接線一對(duì)一采集電氣信號(hào)的形式為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和智能設(shè)備的結(jié)合形式，建立火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，充分利用其聯(lián)網(wǎng)信息多樣化和全面化的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行電氣系統(tǒng)深層次的相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠中電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化，提高整個(gè)火力發(fā)電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行和管理水平，這對(duì)于火力發(fā)電廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的發(fā)展現(xiàn)狀

電力自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用水平是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而不斷發(fā)展和提高的。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的日新月異也為火力發(fā)電廠的數(shù)據(jù)采集和信息通信等開拓了新的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域?；鹆Πl(fā)電廠中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流采樣的測(cè)量、保護(hù)和監(jiān)控，而且可以通過(guò)新型計(jì)算機(jī)的監(jiān)控與保護(hù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)形成。通常情況下，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是由控制層、間隔層和通信層三大主要部分組成，并通過(guò)分布分層的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視與控制。下層的功能則可以擺脫對(duì)上層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的依賴，而獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。

另外，電氣自動(dòng)化系的控控制層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，其主要任務(wù)是監(jiān)視、控制、采集和整理整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，需要依賴上層的主站系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。起通信層的主要任務(wù)則是要完成系統(tǒng)間隔層與各站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交流、互訪與轉(zhuǎn)換，邏輯監(jiān)視與控制電氣設(shè)備。至于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的間隔層，則是由保護(hù)見恐慌只和智能設(shè)備兩大部分組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和接口等方法實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)上層功能的數(shù)據(jù)互訪與溝通。當(dāng)前，火力發(fā)電廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)也已經(jīng)與其他相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的信息化管理與控制。

3火力發(fā)電中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1實(shí)現(xiàn)電氣全通信控制

為了實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠電氣全通信控制模式，滿足集散控制系統(tǒng)利用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)對(duì)整個(gè)火力發(fā)電廠單 元爐機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要，進(jìn)一步提高電廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和信息通訊速度，首要問(wèn)題就是需要處理好熱工工藝連鎖問(wèn)題。只有這樣才能夠提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng) 的后臺(tái)運(yùn)行速度和應(yīng)用水平，完善和豐富目前階段電廠的系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視功能，使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互聯(lián)，從本質(zhì)上提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化水平、運(yùn)行管理水平以及控制水平，最終實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的電氣全通信控制模式，創(chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用。

3.2統(tǒng)一的單元爐機(jī)組

為了充分發(fā)掘單元爐機(jī)組的最大生產(chǎn)潛能，降低火力發(fā)電造價(jià)成本，在火力發(fā)電中引進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)，這是火力發(fā)電中運(yùn)行監(jiān)控方式由機(jī)、電控制一體化轉(zhuǎn)化為機(jī)、電、爐一體化單元控制的重要體現(xiàn)。同時(shí)，火力發(fā)電廠中的集散控制系統(tǒng)將采用機(jī)、電、爐單元制運(yùn)行方式對(duì)整個(gè)火力發(fā)電機(jī)組所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)進(jìn)行整理、匯總，并利用現(xiàn)代化的火電系統(tǒng)分析 軟件來(lái)對(duì)所有的參數(shù)進(jìn)行篩選與分析。另外，統(tǒng)一的單元爐機(jī)組管理模式有利于對(duì)火力發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行信息的采集，并通過(guò)火電廠內(nèi)部信息管理系統(tǒng)來(lái)提升電網(wǎng)的實(shí)際工作效率，實(shí)現(xiàn)火電電網(wǎng)的統(tǒng)一管理和火電機(jī)組自動(dòng)化監(jiān)控水平的進(jìn)一步提升。

3.3通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建在很大程度上決定著電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能否成功實(shí)施運(yùn)營(yíng)，這是因?yàn)橥ㄓ镁W(wǎng)絡(luò)作為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)，首先需要的就是被構(gòu)建起來(lái)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)火力發(fā)電廠管理人員對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電設(shè)備參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，創(chuàng)新電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)通用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)建，才能夠充分保證火力發(fā)電廠的管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及電氣設(shè)備控制裝置之間信息傳輸?shù)臅惩ㄐ?，?shí)現(xiàn)從辦公自動(dòng)化到控制機(jī)器以及元件級(jí)別零件設(shè)備的全部覆蓋和整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的全面實(shí)施。

3.4控制保護(hù)手段的創(chuàng)新

通常情況下，在傳統(tǒng)的火力發(fā)電過(guò)程中系統(tǒng)控制與保護(hù)手段往往采用的是報(bào)警和連鎖的方式，僅僅只能實(shí)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)超限時(shí)發(fā)生報(bào)警以及出現(xiàn)聯(lián)鎖時(shí)發(fā)生跳機(jī)現(xiàn)象的一系列波動(dòng)性控制和保護(hù)。而發(fā)展到現(xiàn)在，由于電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，在火力發(fā)電過(guò)程中可以借助計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)控制與保護(hù)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)檢測(cè)與故障診斷等等，以確保火力發(fā)電設(shè)備的系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行自動(dòng)控制與保護(hù)，防患于未然，最大限度地保障電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠常態(tài)、最佳運(yùn)行，增強(qiáng)火力發(fā)電廠中機(jī)、爐、電一體化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控，進(jìn)一步提高火力發(fā)電的工作效率和競(jìng)爭(zhēng)能力。

4結(jié)束語(yǔ)

作為中國(guó)電力結(jié)構(gòu)的主要組成部分，火力發(fā)電需要持續(xù)努力進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)新，電力自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用和創(chuàng)新是焦點(diǎn)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的推廣需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況了解相應(yīng)的應(yīng)用問(wèn)題，不斷改進(jìn)和創(chuàng)新應(yīng)用方法，從而節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，滿足發(fā)展需要，促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鑫，韓文愈.火力發(fā)電中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（26）.

[2]李靜.電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（04）.