發(fā)電廠電氣中和自動化系統(tǒng)淺析

張曉

摘 要：21世紀，以計算機為基礎的現(xiàn)代信息技術已不同程度地滲透到各行各業(yè)。對我國電力行業(yè)來說，體現(xiàn)的尤為明顯。電廠各種電氣設備自動化程度越來越高。電廠自動化系統(tǒng)是一個集計算機、控制、通信、網(wǎng)絡及電力電子為一體的綜合系統(tǒng)。不僅可以完成對單個電廠，還可以進一步實現(xiàn)對梯級流域，甚至跨流域的電廠群的經(jīng)濟運行和安全監(jiān)控。本文主要針對發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)進行分析，并提出發(fā)電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)存在缺陷。

關鍵詞：發(fā)電廠；電氣；自動化；系統(tǒng)；綜合自動化

科學技術的發(fā)展，電氣自動化、一體化技術也得以的逐漸實現(xiàn)，發(fā)電廠要想取得更好的發(fā)展并緊跟時代發(fā)展需求，就必須實現(xiàn)電氣自動化。隨著信息化時代的來臨，電子技術、計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展促使信息化成為當今社會發(fā)展的新型資本要素，信息工作的重要性使得電子信息技術也在快速發(fā)展，這就為電氣自動化技術的發(fā)展打下了良好的基礎。發(fā)電廠要想緊跟時代發(fā)展并更好的滿足民生和社會經(jīng)濟發(fā)展需求，其在技術方面也必須不斷革新，這樣才能獲取理想的成績。

1 發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)

發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)簡稱EFCS或ECS，是發(fā)電廠自動化領域近年來興起的一個新的熱點。與發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）側重于熱工系統(tǒng)的監(jiān)控相對應，EFCS側重于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的監(jiān)控；與發(fā)電廠網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)（NCS）側重于發(fā)電廠接入電網(wǎng)部分的電氣監(jiān)控相對比，EFCS側重于發(fā)電廠內(nèi)部，實現(xiàn)廠用電中低壓電氣系統(tǒng)的保護、測量、計量、控制、分析等綜合功能。EFCS系統(tǒng)將原先各自獨立運行的6kV/10kV中壓系統(tǒng)及400V低壓系統(tǒng)中種類和數(shù)量眾多的繼電保護裝置、測控裝置、自動裝置等通過現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)聯(lián)結起來構成系統(tǒng)，一方面，實現(xiàn)了與DCS系統(tǒng)的通信方式的信息交換，大大減少了DCS的測點投資和硬接線方式下的電纜投資，另一方面，通過網(wǎng)絡和后臺軟件，實現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制、故障分析和運行管理，提高了整個發(fā)電廠的自動控制水平和運行管理水平。

發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)按照分層分布式多CPU的體系結構，可以設計多個層次，每一層完成不同的功能，每一層由不同的設備或子系統(tǒng)組成。就地間隔層設備要求實現(xiàn)智能化，應有遠方就地操控功能，并具有通訊接口。由于各種智能設備所配備的通訊協(xié)議不同，需要配置專用的通訊層進行協(xié)議轉換。這樣可使數(shù)據(jù)以統(tǒng)一規(guī)范的格式傳送到監(jiān)控層，簡化了程序設計、提高了效率。

2 發(fā)電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前在發(fā)電廠電氣運行方面，由于以往對電氣方面的自動化控制不夠重視，應用的還是電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECS），采用“一對一”的硬接線控制及儀表監(jiān)視，自動化水平很低，且與機、爐控制系統(tǒng)相對獨立，嚴重制約了發(fā)電廠全面實現(xiàn)自動化控制一體化的發(fā)展。首先，監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要通過相關的控制軟件、圖形的系統(tǒng)軟件、通信系統(tǒng)和電腦來實現(xiàn)控制過程，保證監(jiān)控系統(tǒng)的良好運行具有重要作用，通過對電廠電氣的監(jiān)控系統(tǒng)進行調(diào)試和運行，可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)一些運行管理中容易出現(xiàn)的問題。其次，繼電保護系統(tǒng)方面，某些線路在母線出現(xiàn)短路時，電流很大，母線進線不能用電流階梯來進行速斷保護整定，只能用過流保護來延時以切除故障，使得母線本身出現(xiàn)故障時不能實現(xiàn)快速保護跳閘；如果某出線出現(xiàn)短路而它的保護裝置拒動時，就有可能導致事故已擴大后再通過其后備保護延時跳閘，即母線進線作為其后備保護跳閘；由于母線保護的整定對其它保護的影響較大，一般是在合閘過程中起作用，合閘后自動解除。

3 電廠電氣綜合自動化發(fā)展趨勢

網(wǎng)絡技術與計算機控制系統(tǒng)、信息技術經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)機電一體化控制系統(tǒng)技術是在技術一個前進的階梯。我們現(xiàn)在使用的現(xiàn)場總線是全數(shù)字、可分散、易擴充全部由總線來控制通信系統(tǒng)的，通信的電氣控制系統(tǒng)是由于發(fā)電廠的生產(chǎn)規(guī)模大、電壓通過系統(tǒng)來調(diào)節(jié)、自動化控制對電力進行的實時監(jiān)視、系統(tǒng)控制管理，也是提高工廠發(fā)展的系統(tǒng)研究。

3.1 加強網(wǎng)絡技術的應用

以太網(wǎng)技術已經(jīng)成功進入工業(yè)領域，其主要優(yōu)點是，以太網(wǎng)傳輸速率快，容量大，組建成本低等。嵌入式以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)已成為目前國內(nèi)各大型電力設備廠商的首選。以太網(wǎng)應用于電廠企業(yè)可有效地控制現(xiàn)場設備，實現(xiàn)不同終端數(shù)據(jù)之間交換的實時性和可靠性；同時，管理層也可以通過網(wǎng)絡進行監(jiān)督，減少了人力資源的消耗，節(jié)省了成本。所以，在進行電廠網(wǎng)絡的規(guī)劃建設時，首先要確保監(jiān)控裝置的正常運行，正確配置網(wǎng)絡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的集成。

3.2 優(yōu)化控制過程

電氣綜合自動化系統(tǒng)中，相關技術的應用目的在于提高自動化系統(tǒng)中對模擬量進行控制與調(diào)節(jié)的范圍以及系統(tǒng)運行的質(zhì)量指標。隨著我國電力行業(yè)競爭程度的不斷提高，為保證電力系統(tǒng)的正常運行以及自身的長遠發(fā)展，發(fā)電廠應選擇安全指數(shù)高、通用性強、經(jīng)濟效益好、便于安裝與調(diào)試的軟件，從而對電力系統(tǒng)進行優(yōu)化，保證系統(tǒng)運行質(zhì)量。電氣綜合自動化系統(tǒng)中也會用到各種專業(yè)性軟件，例如故障診斷與預測軟件、狀態(tài)維修軟件等，各種專業(yè)性軟件的應用目的在于對單位機組的運行狀態(tài)進行全面的檢測、分析、判斷與改進，保證單位機組的正常運行并充分挖掘機組運行潛力。

3.3 優(yōu)化管理操作

電氣綜合自動化系統(tǒng)運行管理一體化是指將MIX信息管理系統(tǒng)與DCS信息管理系統(tǒng)相結合，將系統(tǒng)管理控制、系統(tǒng)調(diào)度與決策、系統(tǒng)網(wǎng)絡化建設等多項功能集中在一起，建立一個功能完善的、管理層面廣的電氣綜合自動化系統(tǒng)的控制管理體系。未來發(fā)電廠信息管理體系的發(fā)展建設方向是在發(fā)電廠內(nèi)實現(xiàn)信息管理系統(tǒng)的建設，該系統(tǒng)建立在單元機組DCS的基礎上，信息管理系統(tǒng)向單元機組監(jiān)控網(wǎng)絡輸送命令信息，單元機組監(jiān)控網(wǎng)絡對信息進行加工后通過遠程計算機系統(tǒng)向電力網(wǎng)絡調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送命令，完成電力系統(tǒng)的調(diào)度過程，進而實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)中對電力網(wǎng)絡的全面管理控制。

結束語

隨著我國對電氣自動化、一體化的大力推廣和應用，發(fā)電廠電氣自動化方面也取得了長足進步，通過合理、有效的對電力系統(tǒng)資源進行配置，當前，為過的發(fā)電廠已基本實現(xiàn)自動化運行，這不僅大大提高了電網(wǎng)運行效率，降低了電力生產(chǎn)成本，還大幅度增強了水電力企業(yè)的市場競爭力。發(fā)電廠電氣自動化的實現(xiàn)必須建立在發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的基礎上，該系統(tǒng)所具備的功能就是協(xié)調(diào)管控主控系統(tǒng)和發(fā)電設備，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換，這樣不僅提高了發(fā)電設備的運行效率，減輕了電力工作人員的工作壓力和負擔，還能進一步確保電力系統(tǒng)的運行的安全穩(wěn)定。

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