火力发电厂自动控制系统发展初探

【摘 要】电力企业为更好的适应市场经济的发展，要不断的加强改革。为有效的降低火力发电厂的运行成本、提高生产效率，需要在火力发电厂采用自动控制系统。本文主要介绍了火力发电厂中自动控制系统的特点以及主要的性能分析。为进一步提高自动控制系统的性能，可以从系统控制到故障的检测等多个方面来提高自动控制系统的性能。同时介绍了主要的自动控制系统DCS、PLC在火力发电厂中的应用。

【关键词】自动控制系统；火力发电厂；特点；性能；应用

引言

国民经济的快速发展促进了电力企业体制的不断改革，逐渐在国家的电力企业实施竞价上网、厂网分开以及减人增效等措施，体制的改革以及有效措施的实施将不断地促进人们转变观念。因此，火力发电厂要想好获得稳步的发展，就需要在保证设备安全、稳定的运行的前提下，尽量降低发电运行成本，以此来增强自身的竞争力。而发电厂自动控制系统的发展程度以及性能将直接关系到企业的经济效益以及安全生产。因此，在火力发电企业实现系统的自动控制具有重要的意义。

1 火力发电厂自动控制系统的特点及发展方向

1.1火力发电厂自动控制系统的特点

在电厂中实施自动控制具有重要的意义，不仅可以有效地保证设备的正常运行要求，同时可以实现对设备的自动化控制。现代的自动控制系统呈现出多元化的特点，火力发电厂的自动控制系统主要的特点有：①安全性：随着市场经济的不断发展，电力行业也不断的改进创新，这也就在很大程度上推动了电力企业自动化的实现。自动化系统的实施和应用使得火力发电厂的安全运行变得稳定。自动控制系统的的实施降低了人工作业的程度，这就减少了人工作业的误差和故障，大大的提高了设备运行的安全性和稳定性。②先进性：火力发电厂的先进性主要体现在技术的先进性和产品的先进性两个方面。国外大量自动化设备的引入必然将会推动国内同行的进步。此外，国外成套先进设备的引入，使得国内自动化设备变得越来越普遍，从而提高了产品的先进性。③经济性：对于发电厂自动控制系统的改造从设计阶段就已经开始。充分发挥了设备的综合性能。高的性能必然会带来高的效率，促进了电厂朝着“符合国情、经济适用、安全可靠”的方向不断发展，从而带动了电厂的经济效益。④技术性：火力发电厂是市场经济中的一个重要组成部分，有效的推动社会电力技术的发展。自动控制系统的各个设施关系着电力行业的各项发展，在进行电力系统的构建时，不仅仅融合了不同的电力设备，同时采用了先进的技术，对火力发电厂起着重要的作用。

1.2火力发电厂自动控制系统性能分析

对电厂的分析传统的方法存在一些问题，目前在电厂的自动化系统的性能分析上主要采用最小方差控制的方法。最小方差控制作为系统性能评价的重要指标具有的优点有：对闭环回路的测定不需要附加实验，可以直接进行性能评估，在该过程中只需要知道时间延迟即可。最小方差控制可以提供较多有用的信息，例如比较最小方差控制的输出方差和实际的控制系统的输出最小方差，可以掌握系统的实际情况和最优情况之间的差距，并给出相应差距提升的潜质。在控制器控制性能较差的情况下，分析引起性能不稳定的原因，从而可以通过过程辨识的方法来重新设计控制器。当然，最小方差控制也同样面临着一些问题和缺点。

2提高火力发电厂自动控制系统性能的措施

2.1系统控制

要想保证自动控制系统最大限度的发挥其综合性能，要及时的更新系统内部的各个组织结构。火力发电厂应该及时的做好系统的改进、更新工作，实现系统的及时升级。为保证自动控制系能够达到理想的运行状态，应该安排有经验、有实力的技术人员来调整系统。以自动控制系统中的数据采集系统为例，说明自动控制系统对系统性能的提高。数据采集系统基本的功能有：数据采集，屏幕显示，数据处理、在线检测等。在数据采集系统中通过采集卡来扫描从外界采集的数据点，然后经过系统正确的判断等自动化过程，将新的数据点输入到数据库当中。在自动化的数据采集系统中，数据库是核心部分。数据采集系统通过采集设备、处理设备等来对模拟量进行控制。然后通过网络传输到相应的计算机上以便运行人员监视、操作。

2.2故障检测方法

在自动控制系统中采用误差检测技术来检测系统的故障问题，以此可以提高系统的性能。该检测方法最有效也是最基本的方法是对信号出现的期望值的偏离误差进行检测、分析。在具体的操作过程中是设置测量信号的上、下限。如果信号的测量值在上下限范围之内，则认为信号正常，否则信号不正常。另外，在故障的检测中除了要检测信号期望值以外，同样也可以检测测量信号的变化速率，如果变化速率超过设置的上下限则认为系统出现故障。

2.3DCS控制系统的应用

DCS控制系统是火力发电厂中常用的自动控制系统，其主要可以实现的功能有：控制系统的闭环辨识；对系统的运行状况进行在线检测，自动调节系统的品质并给出相应的评价，例如系统的静态偏差、过渡过程时间、衰减率、动态偏差等；检测系统中的信号是否正常运行，对故障可以及时的给出报警和相应的处理措施；判断系统是否处于最佳的运行状态，分析系统非优化状态的原因，并给出相应的建议和采取的措施；检测系统的执行机构是否正常工作，如果出现故障给出相应的报警和处理措施；实现数据采集、数据故障诊断装置与DCS系统的数据连通等。

2.4PLC控制系统的应用

对于PLC自动控制系统在火力发电厂中的应用以河北国华定洲火力发电厂为例来介绍。随着电力改革的不断深化，电力企业逐渐实现了竞价上网、厂网分开。因此，火力发电厂要不断的采取措施来降低运行成本，提高生产效率。自动化控制系统的实施是火力发电厂的必然选择。在河北国华定洲火力发电厂火力发电机组的设计采用较高的自动化控制水平。在辅助车间部分，采用水处理、输煤、除灰等来优化设计，有效的集中、缩小监控点的范围。在全厂建立了BOP辅机集中控制检测网络，该网络有效的结合了可靠、成熟的编程控制器及以太网等的优点。有效的实现只采用单元控制室就可以对整个辅助车间进行控制、检测。

结论

目前，我国火力发电厂的自动化控制水平已经得到了很大程度的提高。计算机的飞速发展、超大规模集成电路的应用以及智能控制设备成本的降低等都有效的加快了自动化发展的步伐。自动化控制系统已经进入了数字化的阶段，大大的提高了火力发电厂的运行效率，为火力发电厂带来了良好的经济效益。

参考文献

[1]缪童. DCS在大型火力发电厂的应用[D].山东大学,(2010)

[2]熊巍,赵勤. 电厂电气自动控制的发展趋势[J].江西化工,2009(1)

[3]谢元,胡振宇. 电厂热工自动控制的特点与策略[J].青春岁月,2011(4)

[4]马光华.火力发电厂PLC控制系统的可靠性措施[J].云南电力技术,2007(03)

[5]黄一涛.火力发电厂燃料运输电气集中自动化[J].中国电力教育,2005(22)