電氣工程自動(dòng)化背景下的發(fā)電廠改造初探

王啟東

【摘? 要】近年來，隨著電力需求的日漸增加，為滿足電力供應(yīng)和使用的要求，各個(gè)發(fā)電廠都在擴(kuò)大其生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)施改造與優(yōu)化，以促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展。發(fā)電廠改造的過程中，電氣工程自動(dòng)化具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其可以發(fā)揮自動(dòng)化控制的作用，使電廠系統(tǒng)中的相關(guān)模塊得到有效的優(yōu)化，保證發(fā)電廠的可靠、安全運(yùn)行，促進(jìn)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?；诖?，論文分析了在電氣工程自動(dòng)化背景下發(fā)電廠改造的相關(guān)策略，以期使發(fā)電廠的生產(chǎn)力能夠與實(shí)際需求相匹配。

【Abstract】In recent years， with the continuous increase of power demand， in order to meet the requirements of power supply and use， each power plant is expanding its production scale， implementing transformation and optimization， so as to promote its realization of modernization development. In the transformation process of power plant， electrical engineering automation has outstanding technical advantages， which can play the role of automatic control， effectively optimize the relevant modules in the power plant system， ensure the reliable and safe operation of the power plant， and promote the realization of the economic， social and environmental goals of the power plant. Based on this， this paper analyzes the relevant strategies of the transformation of power plant under the background of electrical engineering automation， so as to make the productivity of power plant match the actual demand.

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動(dòng)化;發(fā)電廠;改造

【Keywords】electrical engineering; automation; power plant; transformation

【中圖分類號(hào)】TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）10-0134-02

1 引言

在當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景下，發(fā)電廠的自動(dòng)化改造是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，也是必然的趨勢(shì)。自動(dòng)化技術(shù)是多種技術(shù)融合的產(chǎn)物，其在發(fā)電廠中的應(yīng)用可以大大提高發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性與安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與識(shí)別。電氣工程自動(dòng)化已然成為發(fā)電廠改造的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，通過自動(dòng)化改造，發(fā)電廠系統(tǒng)的生產(chǎn)水平大大提高，且生產(chǎn)過程中的故障概率也有所降低，生產(chǎn)效率與質(zhì)量有所保障。因此，基于電氣工程自動(dòng)化的發(fā)電廠改造符合現(xiàn)代化的發(fā)展要求，在未來具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 電氣工程及其自動(dòng)化

發(fā)電廠改造是以發(fā)電廠的電力生產(chǎn)為基礎(chǔ)的，其改造的最終目的是滿足輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的電力供配電需求。發(fā)電廠電力系統(tǒng)的構(gòu)成復(fù)雜，其中包含了發(fā)電、變電、輸電、配電與用電等電力主設(shè)備、輔助系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)需嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程來進(jìn)行。電力主設(shè)備為一次設(shè)備，而二次設(shè)備主要包含了測(cè)量、監(jiān)測(cè)、控制、繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置等，二次設(shè)備中的各個(gè)構(gòu)成都是為了保障主系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性[1]。在電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展背景下，要實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的改造，就是要對(duì)主系統(tǒng)與二次系統(tǒng)加以改造，在改造的過程中，需加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，通過系統(tǒng)優(yōu)化與升級(jí)，滿足電力供應(yīng)的需求。電氣工程自動(dòng)化理論下，控制理論是關(guān)鍵，其中融合了現(xiàn)代數(shù)學(xué)、控制理論、通信技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)等學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的信息傳輸、共享、加工與控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)各種行為的提前控制，能夠大大提高生產(chǎn)效率，保障電力產(chǎn)品質(zhì)量。

3 電氣工程自動(dòng)化在發(fā)電廠中應(yīng)用存在的問題

3.1 自動(dòng)化技術(shù)革新缺乏針對(duì)性

發(fā)電廠的運(yùn)行過程中，隨著電力需求的增加，也需要進(jìn)行一定的生產(chǎn)調(diào)整與改進(jìn)。在當(dāng)前自動(dòng)化水平逐步提升的過程中，人們對(duì)于發(fā)電廠電氣工程自動(dòng)化提出了一定的要求，部分發(fā)電廠自動(dòng)化革新的過程中，技術(shù)缺乏針對(duì)性，使得生產(chǎn)系統(tǒng)中一些電氣設(shè)備的運(yùn)行成本有所增加，再加上自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用時(shí)的人力、物力投入，發(fā)電廠的總體效益難以實(shí)現(xiàn)[2]。針對(duì)這種情況，各個(gè)發(fā)電廠在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程中，要避免技術(shù)的盲目應(yīng)用，需要從自身的生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，保障自動(dòng)化技術(shù)與其生產(chǎn)規(guī)模、流程的匹配性。

3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等的進(jìn)步加快了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，這一發(fā)展趨勢(shì)也使得自動(dòng)化技術(shù)在很多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在發(fā)電廠的長遠(yuǎn)發(fā)展過程中，必須切實(shí)加強(qiáng)對(duì)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。一些發(fā)電廠在改造時(shí)應(yīng)用了電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，使得傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以為電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行提供必要保障。發(fā)電廠在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，必須注重多樣性設(shè)計(jì)，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)的要求，增加了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)復(fù)雜性。

4 電氣工程自動(dòng)化背景下的發(fā)電廠改造

4.1 構(gòu)建覆蓋全廠的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)

發(fā)電廠在改造過程中，如果要發(fā)揮電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就需要在發(fā)電廠中構(gòu)建覆蓋面更廣的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)在發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)營過程中，能夠作為數(shù)據(jù)、信息傳輸?shù)年P(guān)鍵要素。只有建立了完善的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)才能夠在整個(gè)生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與分析，及時(shí)掌握發(fā)電廠內(nèi)各個(gè)設(shè)備、系統(tǒng)、模塊的工作狀態(tài)，維持電廠運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。首先，在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的建立過程中，最為關(guān)鍵的是進(jìn)行計(jì)算機(jī)主機(jī)、通信電纜等硬件設(shè)備的選擇與配置，在這些設(shè)備的選擇過程中，需要根據(jù)電廠的組織架構(gòu)、分布來進(jìn)行基礎(chǔ)通信設(shè)施的架設(shè)，使得主機(jī)系統(tǒng)下每一個(gè)分機(jī)設(shè)備都能夠覆蓋發(fā)電廠的每個(gè)部門，保持設(shè)備與部門工作的一一對(duì)應(yīng)性;其次，在通信基礎(chǔ)設(shè)施配置與安裝結(jié)束后，需要借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)通信設(shè)備之間的連接，使得在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，能夠保持正常的通信，當(dāng)主機(jī)下發(fā)命令后，這些命令可以快速、及時(shí)地傳送到分機(jī)中，分機(jī)立即執(zhí)行相應(yīng)的命令，保障通信的便捷性與高效性。

4.2 建立遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)

傳統(tǒng)的發(fā)電廠控制與管理過程中，主要是由人力來完成控制的，人力參與使得發(fā)電廠系統(tǒng)的運(yùn)行常常會(huì)受到人為因素的影響，如果人為存在不當(dāng)操作，發(fā)電廠將難以保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。而遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的建立同樣是電氣工程自動(dòng)化的重要表現(xiàn)，這一系統(tǒng)的建立使得在發(fā)電廠的運(yùn)行與控制過程中，不再由人力來完成相應(yīng)的監(jiān)測(cè)與控制工作，而是通過自動(dòng)化控制模塊來完成。根據(jù)前期已經(jīng)建立的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，將發(fā)電廠運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所涉及的所有設(shè)備、流程都接入主機(jī)系統(tǒng)中，其連接是通過編程方式來實(shí)現(xiàn)的，通過相應(yīng)的指令發(fā)送，就可以對(duì)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)建立需滿足以下條件：保障網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性與安全性;充分利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)將所有的系統(tǒng)要素加以網(wǎng)絡(luò)連接，避免各種設(shè)備、軟件兼容性問題，使得各種設(shè)備能夠與主機(jī)保持良好的兼容性;保障系統(tǒng)的其他配備質(zhì)效，如視頻監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的高配置。

4.3 構(gòu)建故障上報(bào)和分析處理反應(yīng)機(jī)制

發(fā)電廠的生產(chǎn)工序極為復(fù)雜，在改造過程中，需要從系統(tǒng)的運(yùn)行原理出發(fā)。發(fā)電廠生產(chǎn)過程中所涉及的技術(shù)與設(shè)備相對(duì)較多，在運(yùn)行過程中，常常會(huì)受到諸多因素的影響，運(yùn)行故障難以避免。而自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)備故障的識(shí)別，自動(dòng)化模塊能夠及時(shí)識(shí)別故障，最快實(shí)現(xiàn)故障處理。發(fā)電廠的電氣工程自動(dòng)化改造過程中，需構(gòu)建故障上報(bào)和分析處理反應(yīng)機(jī)制，使其能夠在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，每一級(jí)連接到主機(jī)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)都能夠及時(shí)在故障上報(bào)與分析的過程中得到有效的分析與處理。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)超出正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)的報(bào)警模塊會(huì)立即進(jìn)行故障反饋，在故障信息反饋時(shí)同步實(shí)現(xiàn)了故障上報(bào)與分析，這種故障識(shí)別與處理機(jī)制使得發(fā)電廠在出現(xiàn)故障以后能夠在最短的時(shí)間內(nèi)縮小故障影響范圍、快速進(jìn)行故障的處理。此外，在每次的故障出現(xiàn)和處理時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行故障信息的備份，將相應(yīng)的故障信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中的故障信息存儲(chǔ)為后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)與處理提供了一定的參考。

4.4 機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)

發(fā)電廠中電氣工程自動(dòng)化的應(yīng)用過程中，生產(chǎn)自動(dòng)化逐步實(shí)現(xiàn)，大大提高了生產(chǎn)的整體質(zhì)量，在這一改造前提下，發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，人力資源的投入量大大降低，有效降低了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工作難度，提高了生產(chǎn)的安全性與高效性。例如，在火電廠的爐機(jī)控制過程中，完全可以通過電氣自動(dòng)化來實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，使得作業(yè)強(qiáng)度與效率都大大提升;又如，核電廠核反應(yīng)堆的監(jiān)測(cè)、控制方面，同樣可以通過機(jī)械自動(dòng)化來完成，這一改造使得在核電廠運(yùn)行時(shí)，相關(guān)人員能夠不直接與核原料接觸，有助于保障核電廠生產(chǎn)的安全性與高效性。

5 結(jié)語

近年來，發(fā)電廠在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中承擔(dān)著越來越重的生產(chǎn)任務(wù)，為滿足電力使用要求，各個(gè)發(fā)電廠都需要在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下加以電氣工程自動(dòng)化改造，通過自動(dòng)化改造提高發(fā)電廠的自動(dòng)化水平，為發(fā)電廠贏得更大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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