電氣控制系統(tǒng)在大型火力發(fā)電廠中的實現(xiàn)模式

楊輝勇

摘 要：隨著新一輪大型火力發(fā)電廠如火如荼的開展建設(shè)，迫切需要電力體制的改革，來應(yīng)對時代發(fā)展需求，發(fā)電廠的電氣控制系統(tǒng)成為人們的關(guān)注焦點，文章從大型火電廠電氣控制的范圍和功能出發(fā)，重點剖析四種火電廠電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)模式，繼而對其發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，旨在為工程設(shè)計和改造提供一些理論依據(jù)和經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：大型火電廠；電氣控制系統(tǒng)；實現(xiàn)模式

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0089-02

電源建設(shè)再一次引起社會的廣泛關(guān)注，這與大型火力發(fā)電廠雨后春筍的建設(shè)是分不開的?；鹆Πl(fā)電廠新一輪大刀闊斧的改革陸續(xù)開展，引進(jìn)最先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、自動化管理模式，大大增加了行業(yè)內(nèi)部的競爭力。與此同時，信息化數(shù)字化時代的來臨，為電廠自動化和電氣架起了一座橋梁，兩者相互融合，成為社會關(guān)注的焦點問題。

1 大型火電廠電氣控制系統(tǒng)的范圍與功能

大型火電廠新一輪的建設(shè)開展，如雨后春筍一般，在日新月異的信息化時代，如果不與時俱進(jìn)，將會被這個時代所拋棄。而電氣控制系統(tǒng)，順應(yīng)了一體化控制自動化控制的發(fā)展，豐富了自身功能。了解電氣控制系統(tǒng)的范圍及其主要功能，才能促進(jìn)現(xiàn)代工程實踐的發(fā)展，順應(yīng)自動化專業(yè)的發(fā)展。

1.1 大型火電廠電氣控制系統(tǒng)的范圍

在火電廠自動化的大背景下，電氣控制系統(tǒng)（ECS）主要包括廠用電系統(tǒng)、網(wǎng)控系統(tǒng)與機(jī)組控制三大范圍，了解每個部分的功能才能更好的發(fā)展電力建設(shè)事業(yè)。其中用電系統(tǒng)，分為高低壓廠用電源系統(tǒng)、380 VPC和MCC、6 kV和380 V電動機(jī)。網(wǎng)控系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，可以達(dá)成升壓站的監(jiān)控，實現(xiàn)自動發(fā)電、電壓控制的功能接口。

1.2 大型火電廠電氣控制系統(tǒng)的功能

電氣控制系統(tǒng)字母簡稱為ECS，它擁有不可取代的功能和地位，有效配合相關(guān)系統(tǒng)的工作，比如集散控制系統(tǒng)（DCS）和監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）等，同時可以實現(xiàn)電氣監(jiān)控管理，保護(hù)火電廠的發(fā)動機(jī)和電源，對于系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷以及狀態(tài)分析。除此之外，ECS可以發(fā)揮很多電氣高級的應(yīng)用功能，如設(shè)備管理，提供及時真實的電氣信息，全面細(xì)致的故障檢測診斷等。因此，合理運行電氣控制系統(tǒng)，將會進(jìn)一步推動電源建設(shè)的發(fā)展，提高火電廠自動化的技術(shù)水平，順應(yīng)信息化數(shù)字化時代的要求。

2 大型火電廠電氣控制系統(tǒng)的四種實現(xiàn)模式

火電廠自動化與電氣不斷融合，產(chǎn)生了四種實現(xiàn)模式，其中包括傳統(tǒng)實現(xiàn)方式、DAS方式的實現(xiàn)模式、保留關(guān)鍵硬接線的FECS方式和完全采用通信方式的FECS模式，每個模式都有其特殊性能和特點，應(yīng)用方式也是不盡相同的。

2.1 ECS的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式

這種方式是由集散控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)置單獨的電氣控制器（DPU），經(jīng)過I/O模件從而實現(xiàn)對于電氣部分的采集和控制。這種模式下的電氣控制系統(tǒng)，具有其獨有的特點，如由于需要采用大量變送器以及電纜，因此成本非常高，投資大；無法獲取電氣保護(hù)動作和系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，因此不能實現(xiàn)保護(hù)管理；集散控制系統(tǒng)與保護(hù)裝置沒有關(guān)系。

隨著科技的進(jìn)步，該方式加入了電氣監(jiān)控，進(jìn)一步擴(kuò)大了模式功能，實現(xiàn)了熱工與電氣的結(jié)合，是初步一體化控制的雛形，為集散控制系統(tǒng)納入其余系統(tǒng)提供了支持，有利于整體電氣自動化性能的提高。

2.2 DAS方式的ECS實現(xiàn)模式

這種方式的命名，主要是由于電氣控制系統(tǒng)為集散控制系統(tǒng)提供電氣輸入和輸出的信息，很大程度上豐富了集散控制系統(tǒng)的電氣信息采集，在這其中通信管理機(jī)起到了橋梁作用，它擔(dān)當(dāng)了工程師的角色，并且又大大保護(hù)了信息的安全采集。電氣控制系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集的子系統(tǒng)，起到信息傳輸?shù)墓δ堋?/p>

該模式作為DCS的初級階段，具有很多特點，如ECS擔(dān)當(dāng)工程師的角色，它的信息僅用于顯示和存儲，輸向集散控制系統(tǒng)，不參與該系統(tǒng)的連鎖與控制；技術(shù)方面容易實現(xiàn)，對于DCS只提供電氣部分的信息，并不產(chǎn)生實質(zhì)性影響；DCS保留原先的硬接線方式，變送器數(shù)量減少，信息更加豐富。目前該模式中的DCS與ECS并沒有實現(xiàn)有效的協(xié)同控制，萬眾期盼的一體化也沒有達(dá)成，仍然分別維持著自動化系統(tǒng)的角色以及監(jiān)控系統(tǒng)的角色。

2.3 保留關(guān)鍵硬接線的FECS方式

在第二種模式中，沒有有實現(xiàn)對電氣部分信息的有效合理利用，而FECS就解決了這一難題，它主要通過現(xiàn)場總線，依照電廠工藝環(huán)節(jié)，經(jīng)過電纜硬接線形成的電氣控制系統(tǒng)。這種模式具有實際可操作性，而且是十分有效的。該種模式擁有十分完整的FECS監(jiān)控主站系統(tǒng)，其配置包括通信網(wǎng)關(guān)、WEB服務(wù)器、服務(wù)器等，分管不同的區(qū)域板塊，其中操作員站可以安置到系統(tǒng)控制中心的主控室。

這種模式的特點與第二種大不相同，它實現(xiàn)了FECS與電氣控制系統(tǒng)的協(xié)同控制和一體化，并且讓FECS的I/O直接參與電氣控制系統(tǒng)的連鎖，該種模式可以滿足牢靠且大容量的自動化控制，大大節(jié)約了電纜器、模件、變送器等物品，成本較低；同時該種模式可以實現(xiàn)設(shè)備管理，進(jìn)行邏輯控制和五防的性能。

2.4 完全采用通信方式的FECS模式

不同于第三種模式，隨著工程經(jīng)驗的不斷積累，F(xiàn)ECS模式也與時俱進(jìn)，大大增加了通信的可靠性，同時完全采用通信方式的FECS模式，大大減少了電纜的使用，滿足了大型規(guī)格控制系統(tǒng)的需求，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。該模式具有投資小的特點，最大限度實現(xiàn)了DCS和ECS協(xié)同控制，優(yōu)化了系統(tǒng)的效果，實現(xiàn)了一體化控制的目標(biāo)。

3 大型火電廠電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

作為技術(shù)高度密集型的企業(yè)，先進(jìn)的技術(shù)支持是火電廠發(fā)展的動力源泉。電氣控制系統(tǒng)在大型火力發(fā)電廠的運用發(fā)展歷經(jīng)了近半個世紀(jì)，從簡單分散發(fā)展到微機(jī)控制，展現(xiàn)了ECS與信息技術(shù)的不斷融合，也是社會發(fā)展的必然趨勢。ECS的運用不但減輕了工作人員的勞動量和勞動強(qiáng)度，而且還為火電廠的運行管理增添一份保障，提高火電廠在電力建設(shè)事業(yè)的競爭力和實力。

3.1 微機(jī)控制的必然性

在火電廠實際操作過程中，強(qiáng)電控制充分保障了工作人員的人身安全，而且其操作方法簡單易上手，因此大型火電廠都采用此種控制方式。然而，隨著微機(jī)自動化技術(shù)的不斷成熟完善，并且獲得了可觀的工程運行經(jīng)驗，火電廠與時俱進(jìn)采用微機(jī)控制系統(tǒng)，在保障自動化的前提下，還為爐機(jī)電單元的統(tǒng)一創(chuàng)建了絕佳的環(huán)境，實現(xiàn)了電氣自動化的目標(biāo)。因此，微機(jī)控制有其歷史必然性，符合時代發(fā)展的要求，與時俱進(jìn)的順應(yīng)當(dāng)代科技的發(fā)展。

3.2 制造商可觀的市場前景

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，火電廠作為電源建設(shè)的重要組成部分，不斷引進(jìn)最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加快行業(yè)調(diào)整改革，其電氣控制系統(tǒng)也更加安全可靠。在日新月異的市場經(jīng)濟(jì)時代，大型火電廠的電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展，其制造商將會擁有很好的市場前景，只要把握好機(jī)遇，不斷積累經(jīng)驗，引進(jìn)最先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)出業(yè)內(nèi)公認(rèn)的可靠產(chǎn)品，就會樹立起良好的社會形象，促進(jìn)電力行業(yè)自動化發(fā)展的步伐，推動行業(yè)整體技術(shù)水平的不斷提高。

4 結(jié) 語

在信息化的時代，每個行業(yè)都需要與時俱進(jìn)，勇于創(chuàng)新，電力建設(shè)行業(yè)也是如此。如今，大型火力發(fā)電廠自動化要求不斷增加，其中電氣控制系統(tǒng)是其不可或缺的組成部分，其發(fā)展經(jīng)歷了以上四種模式，并且日益完善，有助于實現(xiàn)信息的融合以及有效的協(xié)調(diào)控制，同時節(jié)省了大量資金成本，豐富了應(yīng)用功能，反過來又促進(jìn)了火電廠自動化水平的不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉紅.大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)模式[J].黑龍江科技信息，2012，（8）.

[2] 王秋梅.火力發(fā)電廠基于現(xiàn)場總線的電氣控制系統(tǒng)方案探討[J].科技廣場，2012，（1）.

[3] 管宏宇，郝慶久，趙金英，等.論火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（10）.

[4] 鄧安付.火力發(fā)電廠電氣二次系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013，（2）.

[5] 王洪鶴.火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)淺探[J].科技資訊，2013，（5）.