火力發(fā)電廠電氣自動化控制技術應用

朱建華

三門峽華陽發(fā)電有限責任公司 河南三門峽 472143

在應用電氣自動化系統(tǒng)后，大幅度提升了電廠運行的質(zhì)量及效率，將工作人員從繁重的工作中解放出來。在應用中，可以實現(xiàn)對電廠的全方位監(jiān)控，實時了解到電廠的運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可以及時采取解決措施，既提升了電廠運行的安全性，又可以帶來可觀的經(jīng)濟效益。電氣自動化系統(tǒng)功能眾多，具有監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、歸檔等功能，可以將電氣設備運行狀態(tài)記錄下來，為后續(xù)的保養(yǎng)維護工作提供數(shù)據(jù)支持。綜上所述，電氣自動化技術可以提升電氣設備運行的安全性及穩(wěn)定性，確保電廠的正常運行，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的電力需求。

1 電氣自動化技術在火力發(fā)電廠中的重要作用

傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠由于技術落后和其他一些因素，只能操控一些簡單的發(fā)電設備，特別是爐、機、電等相關系統(tǒng)的控制方式，只能實現(xiàn)一些有限的簡單控制。電氣自動化技術的應用，改變了火力發(fā)電廠的被動局面。我國的電廠于20 世紀90 年代開始實行電氣自動化控制，人工操作逐漸被電氣自動化控制技術代替，有效降低了生產(chǎn)和運營成本，大大提高了工人操作過程中的安全性，確保了各類機械設備的安全運行，提高了供電效率。目前，我國電廠已大范圍應用了電氣自動化控制技術，但企業(yè)仍要堅持對電氣自動化控制進行深化改革。電氣自動化控制技術與傳統(tǒng)的電廠手動控制電機發(fā)電相比具有明顯的優(yōu)點:第一，安全可靠。自動化控制技術的應用減少了人為操作和人工維護設備的工作量，可以避免人為操作的失誤，提高了設備的準確度，確保設備安全精準運行。第二，快速控制。自動化設備控制的響應速度比人為控制的響應速度快很多。第三，降低了人力資源成本。電廠的電氣自動化控制大大減少了對人力操作的需求，減輕了對人力的依賴，減少了人力成本，提高了企業(yè)的成本核算效率，促進了企業(yè)的長遠發(fā)展。第四，獨立控制模式。一般情況下，電廠有兩種自動控制模式，當一種設備出錯，將會實行緊急處理計劃，可有效避免電廠設備的系統(tǒng)故障。所以，充分、合理地運用電氣自動化技術，能夠有效提高電廠的運作效率，實現(xiàn)火力發(fā)電廠的良好運營和長遠發(fā)展[1]。

2 火力發(fā)電廠電氣自動化的應用優(yōu)勢

2.1 具有高水平的可靠性與安全性

火力發(fā)電廠電氣自動化在控制模式上比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)更便捷，也更簡單。通過運用電氣自動化技術，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制器在精準度與難易度上均得到了一定水準的優(yōu)化。傳統(tǒng)控制模式經(jīng)常需要進行模型設計，在設計模型的過程中往往會因受到客觀因素影響導致某些問題無法及時預測，而電氣自動化技術的應用則解決了這一問題，并有效提升了控制效率。隨著近年來電氣自動化的飛速發(fā)展，在先進技術的引進上也投入了大量精力及資源，收獲了可喜的成果，從而使得對影響電氣工程的客觀因素在數(shù)量及內(nèi)容上的預測更加精準而全面，對系統(tǒng)運行過程中的安全性及可靠性作出了有效保障。

2.2 更高的自動化程度

隨著社會的飛速發(fā)展與科技水平的不斷提升，電氣自動化技術中對計算機技術的應用也越來越全面，使得應用了火力發(fā)電廠電氣自動化技術的火力發(fā)電廠電氣工程具有越來越高的自動化程度。由于自動化技術的統(tǒng)一性在發(fā)展過程中受到相應重視并被重點強化，因此控制系統(tǒng)的兼容性也得到了較大程度的提升，具體體現(xiàn)在電氣工程運行過程中的調(diào)控系統(tǒng)得到更高水準的完善，在自動化技術的建設過程中也強調(diào)了標準化及規(guī)范化，使運行中的問題可以得到及時的處理與解決，對系統(tǒng)運行過程中的安全性及可靠性也做出了相應保證[2]。

3 火力發(fā)電廠電氣自動化控制技術應用

3.1 自動化監(jiān)控模式

目前，人們應用最多的自動化監(jiān)控模式就是分層集中監(jiān)控和分層分布監(jiān)控。從集中監(jiān)控的角度講，這是一種統(tǒng)一進行設備管理的方式，人們會將較強的信號利用自動化技術轉化成強度不高的信號，利用電纜與管理系統(tǒng)進行連接，從而使控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出分布性的特征，加強火力電廠的監(jiān)控管理。從分層分布監(jiān)控的方面說，在實際應用時，人們會將電氣設備放在自動化系統(tǒng)的間隔層中，采取這樣的方式進行隔離，并將監(jiān)控和保護裝置放在設備的外側，然后將光纖設置在通訊系統(tǒng)中，通過這樣的方式，接收信息。在處理這些信息時，要遵守相關規(guī)則，按照相關程序進行，此外，還要合理傳達信息的內(nèi)容。這時，系統(tǒng)的站控層管理著網(wǎng)絡通訊層和間隔層。

3.2 監(jiān)控主站技術

人們在設備監(jiān)控和管理的過程中，常常將監(jiān)控主站技術應用到其中。他們在火力電廠的管理層中，設置監(jiān)控主站，通過這樣的方式達到監(jiān)管設備的目的。當設備出現(xiàn)問題后，能夠及時采取措施進行解決。由于主站配置會受到發(fā)電機容量的影響，因此，在對其進行設置時，要根據(jù)具體情況而定[3]。

3.3 終端監(jiān)控技術

終端監(jiān)控技術常常在間隔層被使用，目的是檢查和保護設備，通過使用這項技術不僅能夠提高電廠的安全性，而且能夠保證火力電廠進行穩(wěn)定的供電。在火力電廠自動化系統(tǒng)中，這項技術的地位十分突出。因此，為了促進電廠良好的發(fā)展，工作人員要結合實際情況，對其進行改進，提高這項技術的靈活性和可靠性。

3.4 統(tǒng)一單元爐機組

創(chuàng)新電氣自動化控制技術在火力發(fā)電中的最終應用，是實現(xiàn)發(fā)電機的機、電控制一體化，向火力發(fā)電廠的機、電、爐三種設施一體化的單元制的運行方向轉化，這樣，火力發(fā)電廠中的集散控制系統(tǒng)(DCS)就能通過電、機、爐的單元運作監(jiān)控方式，對整個火力發(fā)電系統(tǒng)的所有運行參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)信息進行分析匯總，最大程度地發(fā)揮火力發(fā)電機組的潛力。充分發(fā)揮其自身的控制功能，從而簡化監(jiān)控系統(tǒng)，降低造價成本。與此同時，統(tǒng)一的單元爐機組可方便火力發(fā)電廠的信息管理系統(tǒng)(MIS)采集信息，加強了火力發(fā)電廠火電電網(wǎng)的整體統(tǒng)一運行和管控，保證完成中調(diào)AGC 的相關指令和要求，提升火力發(fā)電廠電網(wǎng)的運行效率，使其處于最佳的經(jīng)濟運行狀態(tài)[4-6]。

4 電氣自動化技術的發(fā)展趨勢

4.1 智能化

隨著科技水平的提升，電氣自動化系統(tǒng)逐漸向著智能化方向發(fā)展，這也是一種必然趨勢。在電力自動化系統(tǒng)中，對集成技術及調(diào)度技術進行合理的應用，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)調(diào)度，無論電力系統(tǒng)處于任何一種運行狀態(tài)，例如動態(tài)、靜態(tài)、暫停態(tài)等，都可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整合利用，從而滿足電力系統(tǒng)運行的實際需求。在電力系統(tǒng)運行中，一旦出現(xiàn)故障問題，系統(tǒng)可以自動發(fā)揮警報，通知相關的工作人員，并且采取相應的預防措施。在這個過程中，系統(tǒng)首先會對收集到的數(shù)據(jù)進行實時的分析及處理，如果系統(tǒng)處于一個緊急的狀態(tài)中，還可以發(fā)揮協(xié)調(diào)及管理的作用，工作人員可以按照指示操作，直到系統(tǒng)恢復正常。

4.2 市場化

隨著時代的發(fā)展進步，電力市場出現(xiàn)巨大變革，在對電力系統(tǒng)提出新要求的同時，也帶來了不少的問題。例如，人們用電需求持續(xù)上漲，傳輸容量已經(jīng)接近極限，出現(xiàn)電網(wǎng)堵塞等問題，無法滿足人們的實際用電需求。為了解決該問題，就要加強對電氣自動化系統(tǒng)的應用，并將調(diào)度與管理工作結合到一起，分析市場情況，可以應用 EMS 分析法、風險分析理論等，提升電網(wǎng)運行的效率及質(zhì)量，實現(xiàn)對電力行業(yè)的改革。

總之，作為電氣工程的核心技術，電氣自動化技術能夠為國內(nèi)工業(yè)快速發(fā)展保駕護航，同時也可以給整體科技水平的提升帶來機遇。隨著當前國內(nèi)科技發(fā)展的突飛猛進，電氣自動化的應用背景與應用價值都逐漸變得明朗起來?；鹆Πl(fā)電廠的專業(yè)人員要加大自身對電氣自動化技術的投入力度，從而保證電氣工程行業(yè)的經(jīng)濟創(chuàng)收。