发电厂电气综合自动化系统的研究与应用

【摘 要】随着我国社会经济的不断发展以及自动化技术水平的不断提高，电气综合自动化系统水平与质量都有了很大程度的提高，实现了电气综合系统的自动化管理并大幅度提高了电气综合系统管理水平。本文介绍了电气综合自动化系统的原理、配置及相关功能，并对电气综合自动化系统的应用进行了分析，阐述了电气综合自动化系统的发展方向。

【关键词】发电厂；电气综合自动化系统；研究；应用

1 电气综合自动化系统的设计原理

发电厂电气综合控制化系统是将计算机设备、智能仪器仪表以及其他相关设备结合在一起，对电力系统运行状态及运行参数进行检测、控制与管理，保证电力系统安全运行、提高运行水平、确保系统工作效率的多功能、综合性系统。电气综合自动化系统包括测量系统、控制系统和执行系统等主要部分以及自动检测、自动报警、顺序控制等辅助系统。从结构上来讲，执行系统和测量系统结构相似，主要由计算机微处理器和智能化设备组成。从现场总线方面来讲，计算机技术及操作系统是现场总线的重要核心。随着电气综合控制系统新技术、新原理、新材料以及新工艺的不断发展与应用，电气综合控制系统的发展和更新速度逐渐加快，电气综合控制系统的运行水平也有了很大的发展与提高。

2 电气综合自动化系统的功能及配置

2.1 间隔层

电气综合自动化系统间隔层设备主要由继电保护装置、测控装置以及智能电子装置组成。测控装置是综合自动化系统的重要组成部分，一般来说，改造后的发电厂间隔层只需要安装测控装置，其他装置例如故障录波器、继电保护装置等可以通过现有通讯接口以直接或经过规约转换的方式纳入到综合自动化系统中。间隔层布置方式有集中布置、分散布置和混合布置三种布置方式。集中布置方式是指将测控装置部分在测控室内进行集中布置；分散布置方式是指被监控设备附近，就地进行测控装置的布置与安装；混合布置方式是集中布置与分散布置的结合。在完成测控装置的布置工作后，将间隔层通过网络连接的方式纳入到电气综合自动化系统中。在间隔层的实际安装过程中，应因地制宜，根据现场实际情况选择布置方式。例如对升压站系统进行监测，应采用集中布置方式对测控装置进行布置与安装；对厂用公用电系统进行监测时，由于其负荷分布范围较大，应采用分散布置方式进行测控装置的布置与安装并通过光纤或网线连接到系统，以避免造成大量电缆的浪费。

2.2 通讯层

电气综合自动化系统通讯层主要功能是将间隔层中测控装置采集的数据信息通过网络输送到上级数据处理中心。电气综合自动化系统中，发电厂不同层的设备间可以进行信息的共享，因此，发电厂发出的命令也可以以网络传播的方式输送给间隔层。

2.3 站控层

电气综合自动化控制系统主要由监控主站、继电保护工程师站、远动主站以及“五防”工作站。其中，监控主站室电气综合自动化控制系统内部，人机进行交换的主要界面。监控主站主要功能是对间隔建测控装置采集的数据信息进行收集、整理、记录及显示，并依照设备操作人员发出的指令对间隔层设备进行控制，进而完成对电气综合自动化控制系统中各设备的控制以及检测工作。继电保护工程师站主要是对保护设备的运行信息、报警信息、事故信息和历史记录进行监视、记录及查询；对保护设备的定值进行设定、查询或修改；对保护设备各时间段的分散录波数据进行查询、记录、分析。远动主站在电气综合自动化系统中主要功能是实现调度中心与发电厂之间的联系，使调度中心可以对发电厂运行情况及设备进行远程监控。“五防”工作站则是通过检查遥控命令的防误闭锁等方面并自动开出工作票的方式，确保遥控命令在实际操作中的准确性。发电厂升压站可以根据现场实际情况对“五防”系统进行微机化改造，通过将“五防”纳入电气综合自动化系统实现两者之间的通讯联系，进而保证“五防”闭锁功能的实现。

3 电气综合自动化系统的应用

3.1 单位机组监控方面

发电厂中DCS的普及有效的提高了单位机组的监控水平。当前我国虽然在冶金、化工行业中应用了智能化控制软件及监视系统并取得了一定的社会效益和企业效益，但由于我国电力业发展时间较短，导致我国电力行业中对单位机组的智能化检测水平较低。随着时间的发展以及电力相关技术水平的提高与应用，我国电力行业单位机组智能检测技术及水平也必然会有新的提高。单位机组智能化检测系统的应用也会改变传统的定期、被动的检修方式，根据机组实际运行状态制定科学合理的检修计划，将系统维修方式逐步向预测、主动式检修转变，提高系统检修效率与水平。

发电厂在电气综合自动化系统中也逐渐采用先进的仪表设备以及智能化软件，例如，利用智能管理软件对现场的智能传感器实现远程状态监控，可以利用远程控制设备进行安装位置的修正操作以及零位漂移操作，并自动标注检测数据精度以及计算数据误差，自动生成的数据曲线并对其进行标注，此外，还可以对仪器、仪表等设备的状态及其变化例如取压管路堵塞、掉电、零位漂移等数据的状态情况进行跟踪和记录。阀门智能控制软件在电气综合自动化系统中的应用可以对阀门进行在线组装、调试以及标定操作，并为阀门是否卡住以及阀芯的磨损情况的判断提供依据，并为阀门后期的检修与维护提供参考数据。智能化报警软件在电气综合自动化系统中的应用对系统运行具有重大意义，软件通过对报警信号进行统计、分析，对单位机组在未来某个时间段内的运行状态和运行趋势进行预测，并将分析与预测结果运用于实际工作中，作为下达操作指令的参考。

3.2 优化控制过程方面

电气综合自动化系统中，相关技术的应用目的在于提高自动化系统中对模拟量进行控制与调节的范围以及系统运行的质量指标。随着我国电力行业竞争程度的不断提高，为保证电力系统的正常运行以及自身的长远发展，发电厂应选择安全指数高、通用性强、经济效益好、便于安装与调试的软件，从而对电力系统进行优化，保证系统运行质量。电气综合自动化系统中也会用到各种专业性软件，例如故障诊断与预测软件、状态维修软件等，各种专业性软件的应用目的在于对单位机组的运行状态进行全面的检测、分析、判断与改进，保证单位机组的正常运行并充分挖掘机组运行潜力。

3.3 管理操作方面

电气综合自动化系统运行管理一体化是指将MIX信息管理系统与DCS信息管理系统相结合，将系统管理控制、系统调度与决策、系统网络化建设等多项功能集中在一起，建立一个功能完善的、管理层面广的电气综合自动化系统的控制管理体系。未来发电厂信息管理体系的发展建设方向是在发电厂内实现信息管理系统的建设，该系统建立在单元机组DCS的基础上，信息管理系统向单元机组监控网络输送命令信息，单元机组监控网络对信息进行加工后通过远程计算机系统向电力网络调度系统发送命令，完成电力系统的调度过程，进而实现电气自动化系统中对电力网络的全面管理控制。

4 总结

我国社会经济发展水平的不断提高对我国电气综合自动化系统提出了更高的要求，随着自动化技术的不断创新以及技术水平的不断提高，为我国电力行业自动化水平的发展与提高奠定了技术基础。对发电厂电气综合自动化系统进行科学合理的研究与应用，对提高机组运行效率及整体工作效率、保证电力系统正常运行、降低电厂能源消耗、提高发电厂市场竞争力、确保发电厂未来良好发展具有重要意义。

参考文献：

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[2]陈新艺.发电厂电气综合自动化系统的设计与应用[J].中国科技博览，2011（35）.

[3]陈传英.发电厂电气综合自动化系统的设计与应用[J].硅谷，2012 （9）.