淺議發(fā)電廠電氣自動化控制的應用與發(fā)展趨勢

毛 健

（國能生物發(fā)電有限公司，吉林德惠 130300）

中共中央、國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發(fā)[2015]9號)指出，電力行業(yè)企業(yè)要注重深化改革。當前，發(fā)電廠的電氣自動化控制因為長期以來的重視程度不夠，投入資金不足，自動化控制水平偏低，嚴重地不適應發(fā)供電行業(yè)的高效率、低成本的運營要求，距離國外發(fā)達國家發(fā)電企業(yè)的電氣自動化程度和水平差距較大。

1 發(fā)電廠電氣自動化控制的由來

大約在20世紀90年代，在發(fā)電廠開始出現(xiàn)了發(fā)供電過程的電氣系統(tǒng)自動化檢測與控制，大幅度的用自動化控制設備和手段來替代人工直接操作。相對于人工直接操作，電氣系統(tǒng)自動化控制能夠更好的保障發(fā)電機組的安全起停與正常運行，提高系統(tǒng)診斷、處理故障的能力，提高適應電網(wǎng)調(diào)度和負荷變化的能力，與此同時也降低了人工成本。

2 發(fā)電廠電氣自動化控制的特點

發(fā)動機電氣設備系統(tǒng)元件多，布置分散，對傳統(tǒng)的人工控制與檢修工作來說非常的復雜，工作量重。發(fā)電廠電氣自動化控制具有很多的優(yōu)點：

（1）安全可靠。人工控制與檢修，容易出現(xiàn)人為操作上的失誤、錯誤，而電氣自動化控制具有控制精度高、設備安全可靠性高的特點。

（2）控制速度快。相對于人工控制，電氣自動化控制的響應速度快，例如保護動作速度，電氣自動化控制能夠?qū)㈨憫獣r間控制在40毫秒以內(nèi)，這是人工操作難易實現(xiàn)的。

（3）為企業(yè)節(jié)約人力資源管理成本。由于發(fā)電廠電氣設備系統(tǒng)自動化控制的出現(xiàn)，替代了大量的人工操作，為企業(yè)成本核算經(jīng)營提高了運行效益。

（4）在控制方式上，電廠電氣設備系統(tǒng)自動化控制通常設置有兩套獨立的控制模式，控制權不是唯一的，當一個自動化控制模式出現(xiàn)問題時，另一套獨立的自動化控制裝置將會立即在應急處理工作下啟動，保障整個電廠電氣設備系統(tǒng)安全運行。

3 發(fā)電廠電氣自動化控制的應用

3.1 電纜傳輸，集中模式

將強電信號轉化為弱電信號，采用空接電方式和4 mA-20 mA的標準直流信號，利用電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O，進而實現(xiàn)對電廠電氣設備系統(tǒng)的自動化控制。因為電氣量信號的采集集中，便于管理。但是，硬件組裝上電纜使用數(shù)量大，長距離傳輸還容易受到外界電磁環(huán)境的干擾，容易影響自動化控制的準確性。再者，沒有獨立的電氣設備系統(tǒng)自動化控制監(jiān)控主站，無法實現(xiàn)復雜的全程自動化控制，功能有限。

3.2 分層分布模式

該模式在邏輯上將ECS劃分為三層，從站級監(jiān)控層、通信層、間隔單元層三個層次分散的設計安裝。這種分層分布的模式具有間隔單元層就業(yè)安排，占用面積小，各裝置功能獨立，方便模塊化檢修的特點。

4 發(fā)電廠電氣自動化控制的發(fā)展趨勢

從最早提及的電廠自動化，到上世紀末期大力推廣的電廠信息化，到本世紀初提倡的電廠數(shù)字化，直到目前學術界廣泛討論和研究的電廠智能化，甚至有人提出電廠智慧化，電廠控制技術經(jīng)歷了日新月異的快速發(fā)展，其中多廠遠程集控、大數(shù)據(jù)、VR技術、機器人是未來發(fā)電廠電氣自動化控制的發(fā)展典型趨勢：

4.1 多廠遠程集控將是未來發(fā)展方向

隨著電氣自動化控制技術的不斷發(fā)展，依托互聯(lián)網(wǎng)技術可實現(xiàn)電廠企業(yè)集團公司內(nèi)多廠集中控制，將各個電廠發(fā)供電在總部統(tǒng)一集中控制，簡化電廠電氣自動化控制管理，優(yōu)化資源配備與人力管理。多廠遠程集控在一個集中控制室，這意味著電廠的集中控制室已經(jīng)可以覆蓋全廠的所有系統(tǒng)。

4.2 大數(shù)據(jù)在發(fā)電廠電氣自動化控制的應用普及是未來發(fā)展方向

大數(shù)據(jù)和云平臺技術的發(fā)展為發(fā)電廠的精細化管理奠定了基礎，也為強化發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)運管狀態(tài)管理創(chuàng)造了條件。通過建立大數(shù)據(jù)庫，用云平臺技術作為服務端，可以進行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)集中、分析、對比，以快速的發(fā)現(xiàn)風險隱患和問題。尤其在環(huán)境污染控制、狀態(tài)運行故障管理等工作具有提質(zhì)增效的應用前景。

4.3 VR技術在電廠電氣設備自動化管理中的應用有廣闊的空間

VR技術是利用電腦、網(wǎng)絡和傳感器等技術集成的多維虛擬信息技術。依靠VR技術，在發(fā)電廠電氣設備管理中構建多維的信息反饋圖像，能夠立體的直觀的顯示電氣設備系統(tǒng)的工作運行情況。依托VR技術的可視化穿戴設備，能夠讓電廠的技術人員遠程獲得信息，并且達到身臨其境的效果。

4.4 機器人必將應用范圍越來越廣

隨著機器人技術的日益成熟，電廠一些場所開始應用機器人開展運行維護工作。平常需要人工操作的地方由機器人代替，尤其是那些人工操作困難和條件惡劣的地方。目前電廠已開始使用機器人的場所主要有升壓站、電纜溝和凝汽器膠球清洗系統(tǒng)。在電廠的電氣自動化管理中，目前機器人的應用還僅限于一些簡單重復性的勞動，還不能完全的脫離人的參與。隨著機器人技術的發(fā)展，在電廠電氣自動化管理中必將會應用機器人，利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測運行參數(shù)并進行數(shù)據(jù)分析處理，然后由智慧化控制中心自動的指派機器人進行自動化、智能化的操作，真正的實現(xiàn)全廠無人值守，發(fā)電廠生產(chǎn)管理全程智能化運行。

隨著煤炭資源的日漸枯竭、國家環(huán)保的能源產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，傳統(tǒng)的火力發(fā)電將會逐漸的被新能源發(fā)電開發(fā)替代，被電氣化自動控制代替。目前發(fā)動廠電氣自動化設備系統(tǒng)是基于計算機控制的信息自動傳輸化智能控制系統(tǒng)。未來的新能源發(fā)電廠，隨著電氣設備系統(tǒng)的高度自動化控制，將能夠在遠離城鎮(zhèn)的惡劣、艱苦工作條件下實現(xiàn)長期無人值守、全程信息化監(jiān)控與智能化自動控制。

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