淺議發(fā)電廠電氣設(shè)備的自動(dòng)化改進(jìn)策略

張玨麒

摘 要：在當(dāng)前，我國以人力控制為主的老式電廠電氣控制系統(tǒng)越來越不適用于新時(shí)代，隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對電氣設(shè)備自動(dòng)化控制提出了更高的要求，并在數(shù)量上的需求也更多。因而，發(fā)電廠有必要對目前現(xiàn)有的電氣設(shè)備做出自動(dòng)化改進(jìn)。本研究簡要介紹了發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制的作用，并構(gòu)想了自動(dòng)化改進(jìn)的策略，旨在為促進(jìn)發(fā)電廠進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠 電氣設(shè)備 電氣自動(dòng)化 改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）11（c）-0035-02

當(dāng)前，我國現(xiàn)代化發(fā)展水平上升到了一個(gè)新的境界，工業(yè)化發(fā)展對電力系統(tǒng)提出了質(zhì)量和數(shù)量上的需求。據(jù)相關(guān)資料顯示，在2018年我國全社會(huì)用電需求量至少達(dá)到6.75萬億kWh，到2020年這一數(shù)字將會(huì)達(dá)到7.4萬億kW/h。在此之下，我國廣大發(fā)電廠不僅需要提高產(chǎn)量，也要注重管理，通過實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)化來提高電廠資源利用率，革新電廠發(fā)展模式。在本研究中，筆者正是立足于這一點(diǎn)，對如何實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化進(jìn)行探討。

1 發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化的優(yōu)勢

在國家實(shí)施改革開放之后，發(fā)電廠生產(chǎn)技藝開始不斷革新。于20世紀(jì)90年代，電氣自動(dòng)化成功問世。通過相關(guān)技術(shù)手段，發(fā)電廠極大地減少了人力開支水平，不僅有效提高了發(fā)電效率，而且通過程序化設(shè)計(jì)，電氣系統(tǒng)也便于管理和維護(hù)。在步入新世紀(jì)之后，隨著國家對IT產(chǎn)業(yè)、機(jī)械制造業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的強(qiáng)化關(guān)注，使得發(fā)電廠電氣自動(dòng)化迎來了春天，眾多廠家積極參與到自動(dòng)化控制技術(shù)改革中來。

相比于傳統(tǒng)人工控制管理而言，發(fā)電廠對電氣系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化控有益之處眾多，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，安全可靠。傳統(tǒng)人控方式容易受到個(gè)人情緒、生理狀態(tài)等各個(gè)方面的影響，使得操作、管理和維護(hù)容易出現(xiàn)失誤。而采用自動(dòng)化系統(tǒng)，通過設(shè)計(jì)精確度參數(shù)，整個(gè)電氣系統(tǒng)工作有條有理，安全可靠性非前者可比[1]。第二，控制速度快。由于直接面向?qū)ο?，自?dòng)化系統(tǒng)比人為控制更快地操作各類電氣，在繼電保護(hù)等方面處理速度能夠低于幾十秒，人為操縱是不可能達(dá)到這一效率的。第三，降低管理成本。在采用了自動(dòng)化電氣系統(tǒng)控制之后，發(fā)電廠可以減少雇員數(shù)量，使得日常運(yùn)作不需要過多員工，有利于減少成本開支，獲得更多收益。第四，控制科學(xué)。在目前，為了提高發(fā)電廠自控裝置的效益，制造商采用了兩套集成系統(tǒng)。當(dāng)其中一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，硬件底層將會(huì)自動(dòng)調(diào)用另外一個(gè)系統(tǒng)，采用應(yīng)急處理方案，在此看來發(fā)電廠自控系統(tǒng)是非常科學(xué)合理的。

2 發(fā)電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化改進(jìn)方案

2.1 電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)

在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度是非?；镜囊粋€(gè)項(xiàng)目。該技術(shù)主要立足于IT技術(shù)，主要以單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等為載體，通過搜集各個(gè)電氣設(shè)備的運(yùn)作狀況，分析數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而總結(jié)出電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)作的整體狀況，為發(fā)電廠技術(shù)人員決策提供了信息支持。在發(fā)電廠電氣自控系統(tǒng)中，該項(xiàng)目不僅可以做到有效調(diào)度，保證發(fā)電質(zhì)量和數(shù)量，而且也有利于解決故障，對持續(xù)發(fā)電的積極意義是顯著的。

2.2 ECS系統(tǒng)

在工業(yè)化進(jìn)展過程中，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)內(nèi)涵不斷豐富，很多新工藝為發(fā)電廠產(chǎn)能提高提供了很多思路，ECS就是其中一種。該技術(shù)以信息工程為學(xué)科基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)電子信號(hào)為載體，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電廠的處理、監(jiān)控以及維護(hù)[2]。目前，ECS系統(tǒng)主要以分層分布式為架構(gòu)，可以分為控制層、通信層以及間隔層。其中，控制層主要由電廠總機(jī)、調(diào)度電網(wǎng)等硬件組成，負(fù)責(zé)對軟件和硬件數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)管；通信層，是由通信設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)組成的層面，負(fù)責(zé)向其他層面設(shè)備的信息傳輸；間隔層是由各類專業(yè)化電器組成，主要對發(fā)電廠相關(guān)業(yè)務(wù)如電壓保護(hù)、電流切換等提供專業(yè)化支持。

在如上分層分布式ECS架構(gòu)中，DCS是最為典型的代表，在很多發(fā)電廠廣為適用。該系統(tǒng)立足于計(jì)算機(jī)通信科學(xué)之上，通過構(gòu)建分散式、分級式系統(tǒng)，來實(shí)施對于整個(gè)電廠業(yè)務(wù)的控制。然而，該系統(tǒng)內(nèi)部線路比較單一，使得電流傳輸效益不高。另外，由于可供支持的信號(hào)種類較少，DCS系統(tǒng)有必要增加電纜設(shè)備，進(jìn)而擴(kuò)大了管理運(yùn)營開支。因此，科研人員設(shè)計(jì)了兩種DCS模式：一方面，部分DCS模式。該模式利用DCS軟件實(shí)施電廠自動(dòng)化控制，并結(jié)合計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，對相關(guān)設(shè)備的行為予以調(diào)度；另外一方面，完全DCS模式。該模式以DCS系統(tǒng)軟件為載體，承接了其他軟件和硬件，以合二為一的方式實(shí)現(xiàn)自控。前者以部分DCS系統(tǒng)功能為載體，這就對運(yùn)行裝置的匹配度提出了很高的要求；后者完全繼承了DCS系統(tǒng)的特性，但是一切軟硬件要求是非?？量痰模到y(tǒng)開支較大。

3 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制改進(jìn)方案

3.1 當(dāng)前我國發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制問題分析

在目前，觀察發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀來看，相關(guān)應(yīng)用形勢是較好的，但是存在一些潛在隱患，主要體現(xiàn)在：第一，設(shè)備期間存在質(zhì)量隱患。如上文所述，ECS系統(tǒng)對于硬件和軟件是存在要求的，不僅需要契合ECS系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，而且還要保證數(shù)量眾多，以期符合信號(hào)種類需求。然而，很多發(fā)電廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)元件并不是由同一家廠商制造而來的，生產(chǎn)質(zhì)量不可能完全一致，之間可能存在性能沖突，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。另外，由于運(yùn)作頻繁，強(qiáng)度較大，這些元器件有可能存在損耗，從而降低整個(gè)系統(tǒng)性能。第二，存在環(huán)境隱患。在自控系統(tǒng)中，很多元件都是很精密的，受外界環(huán)境因素影響較大，如溫度、靜電、氣壓等。當(dāng)相關(guān)變量變化超過閾值，部件難以正常工作，降低系統(tǒng)的運(yùn)行效益，甚至導(dǎo)致元件毀損等重大故障。第三，人力方面存在隱患。ECS系統(tǒng)等類似發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，使得相關(guān)管理工作難度較大，發(fā)電廠需要聘請專業(yè)人士來支持廠內(nèi)操作。然而，為了節(jié)省開支，我國很多發(fā)電廠對于從業(yè)人員沒有提出較高的水平要求，使得相關(guān)工作人員理論支持較弱，操作經(jīng)驗(yàn)難以駕馭ECS等系統(tǒng)[3]。在此之下，容易發(fā)生操作疏忽，或者違規(guī)行為，埋下了系統(tǒng)運(yùn)作隱患。另外，發(fā)電廠也沒有重視檢修和維護(hù)，沒有定期開展故障排查工作?？傮w來看，發(fā)電廠在運(yùn)作電氣系統(tǒng)自動(dòng)化方面的能力是較低的。

3.2 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制優(yōu)化方案

首先，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。發(fā)電廠需要積極組織相關(guān)專業(yè)人員，對電氣組件、系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)實(shí)施予以深究，根據(jù)鉆研結(jié)果完善和優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)；其次，加強(qiáng)管理。發(fā)電廠需要重視日常管理工作，組裝之時(shí)選擇最新技術(shù)和元件，并且開展定期檢查，及時(shí)處理各種現(xiàn)有問題和排查潛在隱患；最后，重視人員培訓(xùn)。發(fā)電廠需要極大人員培訓(xùn)力度，不斷提高現(xiàn)有人員的理論知識(shí)水平以及實(shí)踐操作能力，引入外界優(yōu)秀人才，以期開拓現(xiàn)有團(tuán)隊(duì)的眼界，提升各項(xiàng)技能水平。

4 結(jié)語

綜上所述，通過改進(jìn)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、ECS系統(tǒng)等方式提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平，并配合加強(qiáng)管理、重視人員培訓(xùn)等輔助方式優(yōu)化發(fā)電廠電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制，發(fā)電廠有必要對現(xiàn)有的電氣設(shè)備做出自動(dòng)化改進(jìn)，才能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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