關(guān)于綠色電力的電廠自動化控制

何奕星

當今社會對節(jié)能環(huán)保的要求變得越來越高，對于電力企業(yè)而言，順應時代潮流加快發(fā)展綠色電力是一種必然的發(fā)展趨勢，也是國家長遠發(fā)展戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)和保證。本文首先闡述了當前自動化控制對電力生產(chǎn)過程的要求標準以及控制方法，分析了自動化控制的自身優(yōu)勢，并對當前社會生產(chǎn)過程中使用的幾種常見控制系統(tǒng)進行了分析，以期為控制系統(tǒng)的選擇提供相應的幫助。

綠色電力；自動化控制；節(jié)能環(huán)保

1.自動化控制影響下的電力生產(chǎn)要求標準和控制方法

當前電力生產(chǎn)過程的要求標準。隨著社會現(xiàn)代化水平的不斷提升，人們對電力生產(chǎn)和供應的要求變得越來越高，在這種形勢下，電力企業(yè)除了要保證電力供應的正常要求外，還需要不斷對供電的質(zhì)量和損耗進行控制，進而使得整個電力生產(chǎn)過程的廢棄物排放量保持在一個最低的水平，從而為整個社會的環(huán)境保護工作提供一定的幫助?？偟膩碚f，當前電力企業(yè)除了要保證電力生產(chǎn)過程的順利和供電的質(zhì)量，還要不斷使自身生產(chǎn)過程實現(xiàn)高效、經(jīng)濟、環(huán)保以及管理控制的自動化。

電力生產(chǎn)企業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制方法。在利用自動化控制系統(tǒng)進行電力生產(chǎn)時，電力企業(yè)應該重點對自動化控制系統(tǒng)的功能要求、性能指標等參數(shù)進行詳細的考察和分析，不必過分的對制造者如何實現(xiàn)這些功能進行深究，因為，制造者會根據(jù)制造過程中的利害分析和設(shè)計要求進行系統(tǒng)的制造和完善。因此，電力企業(yè)在進行自動化系統(tǒng)建設(shè)時，不應該將注意力全部集中到硬件水平、數(shù)量等方面上，而是要從自身企業(yè)的實際要求出發(fā)，根據(jù)生產(chǎn)過程的系統(tǒng)運行、生產(chǎn)規(guī)模以及不同區(qū)域之間的經(jīng)濟指標等因素對系統(tǒng)功能的合適性進行考慮。過分追求高配置的硬件可能會給自動化系統(tǒng)帶來相反的影響，電力企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)應該朝著簡練、實用的放線發(fā)展，避免產(chǎn)生分散、復雜、負載量低的自動化控制系統(tǒng)。此外，電力生產(chǎn)企業(yè)還應該根據(jù)自身生產(chǎn)過程對自動化控制單位進行科學合理的設(shè)置，為了使整個自動化控制系統(tǒng)的反應時間得到提升，在保證生產(chǎn)過程以及質(zhì)量的前提下，控制站的數(shù)量應該盡量減少。電力生產(chǎn)企業(yè)還應該從自身的生產(chǎn)規(guī)模以及生產(chǎn)類型出發(fā)，選擇適合自身的可用率指標，并根據(jù)其進行相關(guān)計算方法的確定，從而實現(xiàn)自動化控制過程的功耗比率降低。還有就是為了解決掃描周期太短和中斷次數(shù)太多現(xiàn)象對自動化控制系統(tǒng)的影響問題，實際操作過程中，電力生產(chǎn)企業(yè)應該對自身的生產(chǎn)狀況以及信號性質(zhì)進行較為全面的分析和考察，然后根據(jù)分析結(jié)果制定相應的適合的SOE分辨率和掃描周期要求，并對整個系統(tǒng)的響應時間進行科學合理的控制，從而避免因掃描周期過短而產(chǎn)生系統(tǒng)問題。同時，自動化控制系統(tǒng)中的配置裕度也要進行相關(guān)的定義和完善，避免因控制裕度的問題而產(chǎn)生資源的浪費，給系統(tǒng)的正常運行帶來一定的影響。

總的來說，當前電力生產(chǎn)企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)在設(shè)立時，大多對系統(tǒng)一些基本的性能指標規(guī)范產(chǎn)生忽視，所以，電力生產(chǎn)企業(yè)應該從上述這些方面進行綜合的考慮，找出適合的指標體系，進而真正實現(xiàn)電力生產(chǎn)過程的節(jié)能環(huán)保，為綠色電力的創(chuàng)建做出貢獻。

2.綠色電廠前提下，電力生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

電力生產(chǎn)企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)是以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)以及機電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)建立而成的，它通常是由很多個控制單元共同組成，對電廠的整個生產(chǎn)過程以及電力輸送過程進行有效的監(jiān)控，對涉及到的具體設(shè)備運行進行精細的自動化控制，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)對電力生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控和故障診斷。電力生產(chǎn)企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)具有以下幾個優(yōu)勢：

提升發(fā)電效率，減少能耗損失。對于電力生產(chǎn)企業(yè)而言，不同設(shè)備之間的相互協(xié)作對發(fā)電效率的提高和能好水平的降低有著直接的影響作用。以往的發(fā)電過程，生產(chǎn)過程相互分離，不同環(huán)節(jié)的信息無法實現(xiàn)資源共享。但是自動化控制系統(tǒng)的應用可以使不同設(shè)備和生產(chǎn)階段的信息實現(xiàn)共享，并能夠利用計算機實現(xiàn)不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的科學合理協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

實現(xiàn)各種參數(shù)之間的快速優(yōu)化。以往的電力生產(chǎn)過程需要花費大量的時間和精力來對各種數(shù)據(jù)參數(shù)進行調(diào)整，在自動化控制系統(tǒng)應用后，可以簡單的利用計算機對各種數(shù)據(jù)參數(shù)進行優(yōu)化，并根據(jù)實際情況進行及時的調(diào)整。

總線技術(shù)的應用，提升效率。電力生產(chǎn)企業(yè)所應用的自動化控制系統(tǒng)大多利用的是總線的技術(shù)進行各種通信活動，這一技術(shù)通信過程的成本降到了最低，而且使整個自動化控制過程變得更加靈活和可靠，使外界環(huán)境的影響大大降低，總的精確度水平得到有效的提高。

3.綠色電力電廠自動化控制系統(tǒng)模式

集散控制系統(tǒng)（DCS）。這一控制系統(tǒng)主要是利用通信網(wǎng)絡對電力生產(chǎn)過程進行相關(guān)的控制和監(jiān)控操作的計算機系統(tǒng)，它包含了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)類型，具有分散控制、集中控制、配置靈活多樣等特點。對于集散控制系統(tǒng)而言，它主要是由現(xiàn)場I/O層，過程控制層、機組監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層五個部分構(gòu)成，這種控制系統(tǒng)的整體靈活性較強，而且在實際的應用過程中，可以根據(jù)不同的需要利用計算機網(wǎng)絡與其他的計算機設(shè)備相連接進而實現(xiàn)更為先進的集中化管理控制。這一系統(tǒng)也存在著自身明顯的缺陷，比方說，當自動化控制系統(tǒng)的規(guī)模需要進行擴大時，這一系統(tǒng)的某些部分可能出現(xiàn)“瓶頸”的現(xiàn)象，從而使整個系統(tǒng)的信號傳輸出現(xiàn)問題，大大降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且這一系統(tǒng)所使用的模擬信號精確度較差，很容易受到外界環(huán)境的影響。

可編程控制器(PLC)。該控制器在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，使用可編程存儲器內(nèi)部儲存的用戶設(shè)計的指令采用面向操作的邏輯語言。以繼電器邏輯梯形圖為表達式，易于操作者掌握，PLC高抗干擾，密封及堅固，采用模塊結(jié)構(gòu)?？梢葬槍Σ煌目刂茖ο筮M行組合和擴展。

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)采取一對多雙向傳輸信號，使大量設(shè)備級數(shù)字化狀態(tài)和診斷信息傳輸至中控室不會增加成本和實時通訊負荷。做到“設(shè)備狀態(tài)維修”。同時大量的現(xiàn)場實時信息為管理決策提供了基礎(chǔ)。FCS具有減少電纜、減少設(shè)計、安裝、調(diào)試和運行維護工作量、易于擴展等優(yōu)點。使自動控制系統(tǒng)在其設(shè)計、集成、安裝、調(diào)試、運行、維護、升級的整個生命周期里。節(jié)省投資，增加效益。FCS在電廠的信息化和實時診斷、設(shè)備管理、節(jié)省建設(shè)投資等方面具有顯著優(yōu)越性。

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是一系列技術(shù)的總稱。工業(yè)以太網(wǎng)是經(jīng)過適應性的改造工業(yè)應用環(huán)境。實時性改進通信，確定性的改進傳輸，并添加了一些控制應用功能后形成的技術(shù)主體。

工業(yè)以太網(wǎng)解決了確定性問題和實時性問題，也解決了工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境使用和網(wǎng)絡供電問題；這就讓工業(yè)以太網(wǎng)具有了結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于安裝、傳輸速度高、功耗低、冗余能力強、軟硬件資源豐富、兼容性好、靈活性高、易于集成、支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡協(xié)議等優(yōu)點，是最理想的電廠自動化控制平臺。

[1]何鑫.自動化控制在綠色電力電廠的有效運用.自動化應用，2012.03

[2]許立昌.關(guān)于綠色電力的電廠自動化控制.電力自動化設(shè)備，2007.10

[3]傅裕.綠色電力下電廠自動化控制研究.科技致富向?qū)В?011.08