火电厂电气自动化探析

[摘 要]电力的发展在我国社会发展中有着非常重要的作用，火电的自动化就更加的重要，火电厂仪表自动化控制是当今火电厂自动化系统建设中最为关键的一个环节，这一技术的应用使得设备的运行质量和运行效率都会有非常大的提高。本文主要分析了火电厂电气自动化，以供参考和借鉴。

[关键词]火电自动化；火电厂；DCS系统

中图分类号：P364 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0059-01

控制系统在发展的过程中主要有两个方向。一个是控制系统在智能化和网络化的程度更高，另外一个就是对控制途径进行不断的发展和完善，而在发展的过程中主要是使用计算机网络技术，将相关的科学技术融合在一起，这也就是说，当前人们对计算机的利用还不是十分的充分，计算机技术还会不断的发展，所以以后会有更多的方法实现自动化建设不断优化的设想。

1、系统概述

自动发电控制系统是当今电网控制工作中一个非常关键也非常基础的功能，同时它也是为了实现电网现代化建设和管理进行有效的推动，它是电网运行商业化发展的一个非常关键的部分，使用这种技术一方面可以很好的对调频的峰值进行控制，同时还能够使得电网运行中的安全性、稳定性和高效性有显著的提升。电力系统逐渐走入到了市场经济的大潮当中，所以人们对电网运行的经济性更加的重视，同时对供电质量的要求也在不断的提高，所以在当前的电网运行中，只是依靠人工的方式对其进行调整是无法满足其自身的标准和要求的，所以必须要大力的发展和普及自动发电控制，电网在运行过程中的频率和功率都是在通过运行负荷的变化而进行妥善处理和适当调整的。如果变动非常的细微，变化的周期相对也比较短，通常都会按照频率上出现的差值来对其进行适当的调整和变更，这样的情况通常被人们叫做一次调频，如果变化的幅度相对较大，同时整个变化周期都比较长的情况下，就需要对整个汽轮发电机组进行调整，这种情况通常被人们称作二次调频，如果二次调频的过程中主要是依靠人工手动的形式来完成，就称为手动控制，如果是调度中心的系统进行控制，通常就会被称为自动发电控制。通常情况下，火电厂的自动发电控制系统只要由三个部分组成，一个是EMS，一个是RTU，一个是DCS，在EMS和RTU之间的信息交换通常是通过微波道来实现的。而电网调度中心通常要使用专业的控制软件对整个电力系统的电力负荷情况和机组运行的实际状况进行有效的监视，然后通过在监视过程中所获得的信息进行详细而周全的分析，同时对用电负荷进行合理化的分配，这样就形成了一个发电自动控制的指令，之后通过某一个通道通过RTU装置直接传送到总调度中心，之后就可以将其应用在控制系统当中。

2、火电厂电器自动化技术现状

2.1 火电厂电器自动化技术变压器组监控

2.1.1包括发变组高压侧断路器、励磁系统的灭磁开关、励磁调节器开关、整流柜开关、AVR增、减磁控制，发电机并网、解列程序控制和软手操控制，以及电压、电流、频率、有功、无功、电能、温度、开关状态等监测。使励磁系统开关的联锁跳闸、无功自动调节，失磁快减、发电机顺序并网、顺序解列等功能都得到了提高与发展。

2.1.2发电机运行方式。发电机在额定参数下可长期连续运行。发电机在满足规定的技术数据和技术要求。

2.2 火电厂电器自动化技术励磁系统的监控

励磁系统是同步于发电机的重要组成部分，向发电机励磁绕组提供可调节的励磁直流电流。励磁系统的安全可靠性关系到电网和机组的安全稳定，至关重要。原有的专用励磁装置，通过硬接线方式与DSC接口，从而实现发电机并网、解列程序控制、以及电压、电流、频率、有功、无功、电能等参数监测的功能。

2.3 火电厂电器自动化技术现场总线应用

现场总线是安装在生产过程区域的现场设备，是以单个分散的、数字化、智能化的测量的控制作为网络节点，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统，与控制系统。FCS的现场总线融入DCS后，将彻底解决DCS的致命性弱点？虽然可以监视、控制整个工艺过程并自动进行修复，但无法在DCS的工程师站上对现场仪表进行维护、诊断、组态。

2.4 火电厂电器自动化系统功能

厂用电数字式综合保护测控单元一方面通过通信接口和总线网络与厂用电自动化子系统进行通信，实现与DCS系统的数据交换，同时与热工紧密联系电动机负载的数字式测控单元，省去了所有测量变送器以及控制电缆。这种接口模式不仅保证了DCS与厂用电系统的紧密联系，实现了电厂机、炉、电一体化运行和管理。对纯电气开关、设备的控制可通过权限设置来决定控制模式，通常情况下有两种模式：一种以ECS厂用电自动化系统进行控制为主；另一种以DCS控制为主。

3、火电厂自动化安全系统的新技术应用

3.1 人机接口技术

目前，DCS的人机接口技术发展也上升一个新阶段。此装置主要用于中央控制室内，对记录仪表进行显示并取代了BTG盘上的显示，可以随意放大工作站内部或个人计算机的文件图像。CRT尺寸已经远远不能满足如今要求，目前采用的新型工业图形显示系统IGS可以定义超过的大画面，实现以滚动方式将大画面在有限的CRT屏幕上呈现。此方式为连续、任意方向的旋转，并可采用鼠标、球标或专用滚动键进行任意操作。也可在保持原画面输人输出的前提下，使画面进行缩小、放大，最终实现一台CRT显示多个界面。

3.2 现场总线

现场总线FB也是DCS未来的发展方向之一，FB是由DCS所控的通信线路，它的目的是使设备不受干扰和不良影响。FB可以替代智能设备，替代后大大减少了控制电缆的数作者简介：王舜，助理工程师，研究方向：火电自动化量及种类，还能减少不良信号和信号差异等问题。FB介入后，系统结构真正实现了分散运行管理，不仅上升了一个层次也对对发电控制设备起到了保障作用。

3.3 过程控制仪表

伴随着DCS的日益推广，原来过程控制仪表的应用范围日益减少。未来过程控制仪表是在FB支持下应用到各种智能执行器、智能变送器。根据环境要求的不断提升，各大品牌分析仪表逐年递增，品牌分析仪表的构造较为复杂，价钱雕升，维护和使用困难。而且，相关资料很少。综上所诉导致了分析仪表不能发挥自身特有作用。正因如此才造成了大量的投资浪费和环境威胁。而形成对比的是国外电厂，他们对此等设备的使用、维护和运行看的相当重要，正因为如此分析仪表才成为整个发电机组中重要一员。

3.4 人工智能和人工神经网络

人工智能研究成果对整个自动控制系统的建设都有着非常关键的意义，它也是增强系统使用辛苦给的一个非常重要的环节。在实际的生产实践当中，通常不是对温度和压力进行控制，而是对整个系统中温度场的分布进行有效的控制，最终的控制量也基本上集中在了对空间的控制上。

4、提高火电厂自动化系统可靠性研究

首先在实际的工作中，主要包含很多的内容，比如软件系统的优化配置和信号采集的可靠性，以及控制系统故障检测完善机制等等。其次是在系统设计和建设的过程中，应该采用一些应用比较广泛的技术和元件来操作。而在这一过程中，热控系统的复杂性也有了十分明显的提升，所以在这样的情况下也就使得系统自身的复杂性大大的上升，所以在系统构建的过程中应该使用一些用户反馈非常好的元件和材料，因为这些材料已经有了非常稳定的性能，同时也给系统的维护提供了很大的便利。

5、结语

电厂自动化控制通常是一项现代化的控制技术，通常其有着非常大的发展空间，在电厂发电生产的过程中都是需要对其进行合理的设计，同时还要保证每一个子系统都可以平稳的运行，而其在发展的过程中也充分的考虑到了我国的国情，所以其也具有极好的发展前景。

参考文献

[1] 农网自动化系统建设存在的问题[J].农村电气化.2006（06）.

[2] 颜亮.电力工程自动化系统建设探究[J].科技与企业.2013（12）.