電廠電氣自動控制系統(tǒng)研究

摘要：在現(xiàn)代電力市場改革背景下，電廠自動化技術應用成為了影響電廠經(jīng)濟效益、影響電廠市場競爭力的關鍵。在現(xiàn)代工控自動化技術不斷發(fā)展的今天，電廠電子自動化系統(tǒng)應用成為了提高電廠生產(chǎn)效率、降低電廠綜合成本的關鍵。為了實現(xiàn)我國電廠電氣自動化系統(tǒng)的有效運用，現(xiàn)對現(xiàn)代電廠電氣自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行了簡要論述。

關鍵詞：電廠；電氣自動化；應用；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1 電廠電氣自動控制系統(tǒng)

第一種情況通常叫做頻率的一次調整控制；第二種情況稱為頻率的二次調整控制；而第三種則稱為頻率的三次調整。這三種調整控制頻率的方式是有差別的。由調速器實現(xiàn)調頻以控制發(fā)電機組的輸出功率，其響應速度較快，可適應小負荷短時間的波動；對周期在10s至多2～3min以內而幅度變化較大的負荷，已經(jīng)不能由調速器本身的調頻特性來進行調整控制，就需要由電力系統(tǒng)控制中心，根據(jù)系統(tǒng)的頻率以及與其他地區(qū)相連的輸電線上的功率的偏移程度，啟動AGC來進行控制負荷；對于周期在三分鐘以上的負荷波動，可以根據(jù)以往實測的負荷變化情況（即所謂的負荷曲線）和預測幾分鐘后總負荷變化趨勢，由計算機算出發(fā)電機組最經(jīng)濟的輸出功率，然后發(fā)出控制命令到各發(fā)電廠進行調整，即按經(jīng)濟調度實現(xiàn)負荷分配控制。

AGC是以控制調整發(fā)電機組輸出功率來適應負荷波動的反饋控制。電力系統(tǒng)中功率的不平衡將導致頻率的偏移，所以電網(wǎng)的頻率可以作為控制發(fā)電機輸出功率的一個信息。發(fā)電機組上的調速器能根據(jù)電力系統(tǒng)頻率變化自動地調節(jié)發(fā)電機的輸出功率，所以在某種意義上講也具有自動發(fā)電控制的功能，但通常不稱為自動發(fā)電控制。這里指的AGC是一種控制性能比較完善和作用較好的發(fā)電機輸出功率的自動控制。它利用電子計算機來實現(xiàn)控制功能，是一個小型的計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時也稱為AGC系統(tǒng)。

2 電氣自動化工程控制系統(tǒng)控制方法

2.1 集散控制系統(tǒng)（DCS）

DCS綜合了控制、計算機、顯示和通訊等技術，屬于模擬數(shù)字的混合體系，主要應用于化工，水泥，鋼鐵等的流程控制，其控制理論是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。系統(tǒng)以通訊網(wǎng)絡為紐帶，由過程控制級和過程監(jiān)控級組成。DCS對數(shù)字量控制和時序控制不是很強大，編程太過于復雜，一般的工程師還無法完成。同時需要第三方儀表或控制系統(tǒng)與DCS通訊，采用RS485或網(wǎng)關來轉換實現(xiàn)通訊的硬件成本很高。

2.2 可編制控制系統(tǒng)（PLC）

PLC主要用來控制數(shù)字量，適用于機械控制，如機床流水線等。其主要應用在：PLC技術使用虛擬繼電器替代機械繼電器，基本上可以忽略它的反應時間，也不注重返回量，因此適用于開關量控制。在斷路器控制和自動切換系統(tǒng)中得到了很大的使用。主要還是因為它反映迅速的特點，可靠性高不會對器材造成傷害；PLC技術使用虛擬繼電器替代機械繼電器，基本上可以忽略它的反應時間，也不注重返回量，因此適用于開關量控制。在斷路器控制和自動切換系統(tǒng)中得到了很大的使用。主要還是因為它反映迅速的特點，可靠性高不會對器材造成傷害；數(shù)控領域是電氣自動控制應用最廣泛的項目，其對PLC技術的要求較高，充分發(fā)揮PLC編程控制的優(yōu)勢，提高數(shù)控的準確度。

3 電廠電氣自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀分析

隨著近年來現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信技術在電廠電氣自動化系統(tǒng)應用的不斷增加，傳統(tǒng)硬接線方式的缺點日漸突出。為了滿足現(xiàn)代電力企業(yè)生產(chǎn)過程中電氣自動化系統(tǒng)需求，新的電氣自動化系統(tǒng)技改成為了現(xiàn)代電廠面臨的首要問題。為了實現(xiàn)我國電廠電氣自動化系統(tǒng)的有效運用、實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)應用目標，現(xiàn)代電廠應對電氣自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀進行分析。結合電廠電氣自動化系統(tǒng)應用需求以及未來電廠發(fā)展規(guī)劃確定電氣自動化系統(tǒng)解決方案的選擇，以此為基礎促進電廠電氣自動化系統(tǒng)應用目標的實現(xiàn)。利用現(xiàn)代工控軟件及現(xiàn)場總線技術將電廠電氣自動化各功能模塊及控制點進行連接。同時根據(jù)電廠設備要求以及系統(tǒng)可靠性需求對電氣自動化系統(tǒng)的相關組件進行了規(guī)范化，以統(tǒng)一的標準以及行業(yè)規(guī)范使系統(tǒng)組成具有較高的可靠性，為電廠安全穩(wěn)定運行奠定了基礎。另外，針對電廠設備維修需求，電氣自動化系統(tǒng)還集成了機組運行信息收集、整理及備份功能。以機組運行數(shù)據(jù)為基礎為設備維修工作提供詳實、準確的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)代電廠電氣自動化系統(tǒng)功能需求，現(xiàn)代電廠所采用的電氣自動化系統(tǒng)也不斷地進行著更新與完善。

4 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展

4.1 軟件在電氣自動化控制系統(tǒng)中地位的提升

隨著信息技術的發(fā)展，在當前的電氣自動化控制系統(tǒng)領域中，網(wǎng)絡技術以及計算機都體現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景與應用前景，尤其是在OPC技術的發(fā)展、IEC61131標準的頒布以及Win-dows平臺得到廣泛應用的背景下，計算機在電氣自動化控制系統(tǒng)的融合方面發(fā)揮著不容忽視的作用。網(wǎng)絡技術以及多媒體技術在電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展中所具有的應用前景是不言而喻的，如在企業(yè)管理層中能夠通過標準瀏覽器對企業(yè)財務、企業(yè)人事等數(shù)據(jù)進行存取，也可以對生產(chǎn)過程中的畫面進行有效的實時監(jiān)控，這對于準確且全面地了解第一時間的生產(chǎn)信息而言發(fā)揮著重要作用。另外，視頻處理系統(tǒng)以及虛擬現(xiàn)實模擬技術在電氣自動化控制系統(tǒng)也具有著廣闊的應用空間，這些技術在電氣自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品如設備維護系統(tǒng)以及人機界面設計等的開發(fā)發(fā)揮積極且深遠的影響作用。在此背景下，電氣自動化控制系統(tǒng)所具有的通訊能力、軟件結構會變得更加重要，而這一切都會推動電氣自動化控制系統(tǒng)中軟件地位的不斷提升。

4.2 單一設備向集成系統(tǒng)應用轉變

單一設備向集成系統(tǒng)應用轉變是電氣自動化控制系統(tǒng)領域中重要的發(fā)展趨勢，這種趨勢會呈現(xiàn)出信息化、開放化以及分布式的特點。信息化指的是系統(tǒng)能夠具備對信息進行綜合處理的能力，通過與計算機技術以及網(wǎng)絡技術的結合推動網(wǎng)絡自動化以及管理控制一體化；開放化指的是電氣自動化控制系統(tǒng)具有標準化的接口來實現(xiàn)與外界的連接，尤其是實現(xiàn)外界網(wǎng)絡與電氣自動化控制系統(tǒng)的連接；分布式結構指的是保證每個存在于網(wǎng)絡中的智能模塊都具備獨立工作能力，從而分散系統(tǒng)風險。而這一趨勢的發(fā)展，同樣是市場需求所決定的，同時也是信息技術與電氣自動化控制系統(tǒng)的進一步融合所推動的。同時當軟件在電氣自動化控制系統(tǒng)中的地位不斷提高時，單一設備向集成系統(tǒng)應用的轉變也就會更加明顯。

4.3 電氣自動化控制系統(tǒng)統(tǒng)一化

電氣自動化控制系統(tǒng)在實現(xiàn)統(tǒng)一化的基礎上能夠對電氣自動化產(chǎn)品的維護、開機、測試以及設計發(fā)揮重要的推動作用，同時能夠將開放系統(tǒng)獨立出來，而這對于電氣自動化控制系統(tǒng)的通用性發(fā)展而言是十分重要的。

4.4 電氣自動化控制系統(tǒng)接口標準化

通過采用標準化技術來實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的接口標準化可以降低電氣自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)成本與維護成本，同時有利于實現(xiàn)信息資源以及不同領域生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享。在此基礎上，企業(yè)之間以及廠家之間所進行的數(shù)據(jù)交換將得到保障，這對于解決電氣自動化控制系統(tǒng)的通訊難題具有重要意義。

5 結語

總之，在電氣工程中，自動化控制系統(tǒng)的應用，可以有效促進電氣領域自動化水平和運行管理效率的全面提升。還可有效降低其成本，使設備及生產(chǎn)線變得更加穩(wěn)定、可靠。因此必須得到我們進一步的重視發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：胡寶振，身份證號碼：210881199005032274.

（作者單位：廣西壯族自治區(qū)）