電廠熱控自動(dòng)化改造技術(shù)探究

摘要：電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展期間，應(yīng)持續(xù)增強(qiáng)電廠安全生產(chǎn)能效，合理引入改造技術(shù)，提升電廠熱控技術(shù)的應(yīng)用性。從通信、應(yīng)用程序、電源各個(gè)方面，闡述了改造熱控系統(tǒng)的技術(shù)方法；梳理了優(yōu)化電廠熱控系統(tǒng)的可行措施：明確改造方向、確定技術(shù)改造方案、運(yùn)行配套設(shè)備，以此切實(shí)增強(qiáng)電廠運(yùn)行安全性，控制生產(chǎn)成本，增強(qiáng)電廠熱控技術(shù)的應(yīng)用效果，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電廠通信變壓器熱控技術(shù)自動(dòng)化改造

中圖分類號(hào)：TM73

ExplorationofPowerPlantThermalControlAutomationTransformationTechnology

ZHUJiaying

ShanghaiElectricPowerConstructionStartAdjustmentTestingInstituteCo.，Ltd.，Shanghai，200092China

Abstract：Duringthedevelopmentofthepowerindustry，itisnecessarytocontinuouslyenhancethesafetyandenergyefficiencyofpowerplants，introducereasonabletransformationtechnologies，andenhancetheapplicability ofthermalcontroltechnologyinpowerplants.Thisarticleelaboratesonthetechnicalmethodsforretrofittingthermalcontrolsystemsfromvariousaspectssuchascommunication，applicationprograms，andpowersupply;Feasiblemeasuresforoptimizingthethermalcontrolsystemofpowerplantshavebeensummarized：clarifyingthedirectionofrenovation，determiningtechnicalrenovationplans，andoperatingsupportingequipment，inordertoeffectivelyenhancethesafetyofpowerplantoperation，controlproductioncosts，enhancetheapplicationeffectofthermalcontroltechnologyinpowerplants，andpromotesocialdevelopment.

KeyWords：Powerplant;Communication;Transformer;Thermalcontroltechnology;Automationtransformation

國家努力構(gòu)建新型社會(huì)體系，電力部門持續(xù)增強(qiáng)新技術(shù)的融合程度，逐步加深電熱自動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，以此切實(shí)改進(jìn)電廠工作環(huán)境，促使電廠生產(chǎn)獲取更多收益。積極展現(xiàn)熱控技術(shù)的應(yīng)用效果，明確熱控系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)況，確定技術(shù)改造方向，有效融合改造技術(shù)，切實(shí)增強(qiáng)熱控系統(tǒng)的改造效果，促使電廠獲取更多的發(fā)展空間。

1改造熱控系統(tǒng)

1.1通信改造

1.1.1通信改造技術(shù)思路

DCS系統(tǒng)運(yùn)行中，可能會(huì)發(fā)生通信故障問題。此類故障排除工作具有一定復(fù)雜性，且較多引起故障的因素表現(xiàn)出隱秘性，無法精確判斷故障問題。通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)一般時(shí)，數(shù)據(jù)線連接設(shè)置層面合理性不足，外部連接的設(shè)施，會(huì)在一定程度上干擾信號(hào)，間接增大DCS系統(tǒng)出現(xiàn)通信故障的可能性。為此，在改進(jìn)DCS系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)選擇性價(jià)比較高的處理程序，以基礎(chǔ)流程為出發(fā)點(diǎn)，保持DCS系統(tǒng)通信程序運(yùn)行狀態(tài)。以較好的通信功能為改造目標(biāo)，重新分布通信系統(tǒng)的組成，給出完整的規(guī)劃，使其外部表現(xiàn)更為美觀，整體布局更加簡單，以此保持通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的穩(wěn)定性。在通信程序改造期間，應(yīng)參照實(shí)際情況，高效運(yùn)行信號(hào)保護(hù)設(shè)施，以此減少靜電帶來的通信問題。此外，電廠需安全專人，合理檢測DCS系統(tǒng)內(nèi)的構(gòu)件，保證性能指標(biāo)處于正常狀態(tài)。如果系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)構(gòu)件性能不足的問題，應(yīng)開展定檢措施，及時(shí)上報(bào)專人處理[1]。

1.1.2通信改造實(shí)例分析

某單位在改造熱控通信程序時(shí)，共給出了3個(gè)改造技術(shù)方案，具體如下。

1. OBJ數(shù)據(jù)格式。熱控程序使用OBJ格式，用于傳送“描述各類功能數(shù)據(jù)”，具有數(shù)據(jù)格式的特殊性。各個(gè)OBJ功能程序中，均有2個(gè)按位圖，給出了設(shè)備控制功能的狀態(tài)、屬性。OBJ數(shù)據(jù)具有一定特殊性，在電廠熱控系統(tǒng)中獲得了有效利用。然而，IEC014規(guī)范中，遙測、通信各類數(shù)據(jù)，尚未達(dá)到OBJ數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。為此，需要增加IEC014的規(guī)范內(nèi)容。明確OBJ數(shù)據(jù)帶有時(shí)間數(shù)據(jù)，給出確切的標(biāo)識(shí)，使用1級(jí)用戶數(shù)據(jù)申請形式，回應(yīng)總召申請定時(shí)回傳的形式。OBJ信息體結(jié)構(gòu)的字節(jié)數(shù)量，具體見表1。

1. 通信點(diǎn)表同步更新。在程序運(yùn)行后、信息通信前期，主從站在前期加載完成的通信點(diǎn)表、各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位置，依照電表次序，給出一組具有辨識(shí)性的信息地址。通信數(shù)據(jù)會(huì)攜帶地址共同傳輸，以此準(zhǔn)確辨識(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)的參數(shù)。為此，主從站各個(gè)主體，應(yīng)保證通信點(diǎn)表的相同性。在相同數(shù)據(jù)點(diǎn)的傳輸電表方位有差異時(shí)，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)漏、次序錯(cuò)亂等問題。為此，主從站雙方信息交互電表的運(yùn)維工作，極為關(guān)鍵。尤其在電站、集控程序相互傳輸信息時(shí)，會(huì)交流幾萬點(diǎn)數(shù)據(jù)。出現(xiàn)通信偏差時(shí)，會(huì)發(fā)生通信失敗、傳輸數(shù)據(jù)有誤的問題，增加了通信失敗的可能性。為此，在通信改造時(shí)，延展了IEC014的約定內(nèi)容，同步括大了通信點(diǎn)表的支持范圍。利用JSON字符形式，規(guī)范描述信息體。字符串的信息類型較多，具體包括地址、數(shù)據(jù)點(diǎn)位置、數(shù)據(jù)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)信息等。主站會(huì)結(jié)合實(shí)際接收的字符串，創(chuàng)建與從站相同的通信點(diǎn)表。子站描述的通信點(diǎn)表，會(huì)自主更新至主站。主站無須對電表給出單獨(dú)描述，能夠防止主從站通信點(diǎn)差異問題，能夠切實(shí)保證通信質(zhì)量。
2. 改進(jìn)報(bào)文日志記錄。熱控程序中使用的IEC104通信模塊，其中的報(bào)文日志，會(huì)采取文件存儲(chǔ)形式。報(bào)文日志是較為關(guān)鍵的信息文件，可用于通信調(diào)試。多個(gè)系統(tǒng)相互連接時(shí)，各個(gè)鏈路均能依照單獨(dú)文件存儲(chǔ)形式，采取時(shí)間、鏈路鏈接地址的形式，給出文件命名，以此增強(qiáng)各類鏈接的辨識(shí)性。各組通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備相互連接，形成的數(shù)據(jù)量達(dá)到上萬個(gè)。假如每日記錄一個(gè)文件，會(huì)出現(xiàn)單個(gè)文件信息量較多問題，間接增大了文件查閱的難度。為此，改進(jìn)報(bào)文日志記錄形式，采取星期記錄文件的形式，超出一周的數(shù)據(jù)，會(huì)予以刪除處理，保持通信存儲(chǔ)空間的充足性。每個(gè)鏈路的單日記錄文件主要有4個(gè)類型，各個(gè)文件存儲(chǔ)量不可超出1GB，以此增強(qiáng)日志內(nèi)容讀取的便利性。

1.2應(yīng)用程序改造

1.2.1應(yīng)用程序的改造技術(shù)思路

在熱控系統(tǒng)內(nèi)，優(yōu)化應(yīng)用程序，能夠增強(qiáng)熱控應(yīng)用功能的智慧性，切實(shí)提高熱控系統(tǒng)整體運(yùn)行能效。一般情況下，系IzLEDjTFvsEy/3mCWM9RxdFN+1VdidU1kJuDQixBH4w=統(tǒng)應(yīng)用程序故障的原因有兩個(gè)：一是系統(tǒng)應(yīng)用程序自身有故障，二是系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行期間出現(xiàn)問題。在電控系統(tǒng)運(yùn)行期間，應(yīng)用程序占據(jù)較為重要的地位。當(dāng)前，各個(gè)行業(yè)主要利用Windows系統(tǒng)，在社會(huì)持續(xù)發(fā)展期間，各類客群從主觀層面，對應(yīng)用程序提出了更多要求。此類要求，使Windows系統(tǒng)獲得了持續(xù)改進(jìn)，成功消除了各類應(yīng)用的內(nèi)在矛盾，以此提升自動(dòng)控制的精確性。應(yīng)對病毒侵襲問題，客戶端作為關(guān)鍵的防御設(shè)施，管理者應(yīng)建立較好的安全防護(hù)認(rèn)識(shí)，以此積極消除病毒侵襲帶來的不利問題。在優(yōu)化計(jì)算機(jī)程序期間，應(yīng)用選擇合適的DCS服務(wù)程序。在硬盤讀取信息的有效時(shí)間增加時(shí)，會(huì)形成較多的垃圾數(shù)據(jù)。此類無用信息積累較多時(shí)，會(huì)引起硬盤出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，削弱系統(tǒng)服務(wù)器的運(yùn)行能力。在應(yīng)用程序改進(jìn)期間，要側(cè)重關(guān)注服務(wù)器，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使其獲取較好的改造效果。

1.2.2應(yīng)用程序改造實(shí)例

某電廠對于熱控程序，開展安全防護(hù)應(yīng)用的改造分析。

1. 融合SM2算法簽名技術(shù)。當(dāng)前，簽名算法類型較多，具體包括不對稱（SM2）、哈希（SM3）、對稱（SM4）3種算法。其中，SM2算法的使用方式較多，可用于數(shù)字簽名驗(yàn)證。簽名人員含有兩組鑰匙：一組為私鑰，用于形成簽名；一組為公鑰，作為驗(yàn)證簽名的數(shù)據(jù)。使用公鑰能夠有效判斷簽名值的正確性。SM2簽名算法，可聯(lián)合SM3共同使用。利用SM3算法，分析簽名數(shù)據(jù)內(nèi)的多余數(shù)據(jù)，再用SM2算法獲取簽名數(shù)據(jù)。

調(diào)度證書具有較強(qiáng)的安全防護(hù)功能，從用戶、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等各個(gè)方面，逐一落實(shí)數(shù)字認(rèn)證服務(wù)。在電力系統(tǒng)內(nèi)，使用調(diào)度證書能夠全面落實(shí)身份認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)傳輸安全。調(diào)度證書是以PKI技術(shù)為基礎(chǔ)的安全防護(hù)應(yīng)用。PKI融合了公鑰密碼技術(shù)，具有證書簽發(fā)、證書存儲(chǔ)、證書發(fā)放、證書撤除等各類應(yīng)用功能。使用調(diào)度證書系統(tǒng)，聯(lián)合國密算法，以此保證熱控系統(tǒng)安全。運(yùn)行自主可控操作程序，融合內(nèi)核安全機(jī)制，全面推進(jìn)熱控系統(tǒng)的安全驗(yàn)證流程，確保熱控系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

1. 算法安全防護(hù)效果測試。使用SM2、SM3兩個(gè)算法，全面測定文件完整狀態(tài)，開展100次簽名測試，測試結(jié)果見表2。

經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)：SM2、SM3兩個(gè)算法均有較強(qiáng)的安全防護(hù)功能，能夠保證熱控系統(tǒng)安全防護(hù)效果。

1.3電源改造

熱工系統(tǒng)出現(xiàn)電源問題時(shí)，會(huì)降低系統(tǒng)整體運(yùn)行效果，嚴(yán)重時(shí)引起系統(tǒng)功能出現(xiàn)較大的問題，甚至?xí)l(fā)生死機(jī)現(xiàn)象。在電源改造期間，需要采取多種措施，使DCS供電系統(tǒng)處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。其一，規(guī)范供電電源，保證接地線的技術(shù)效果，以此積極防控電源干擾問題，盡量減少DCS系統(tǒng)接收信號(hào)有誤的情況。其二，加強(qiáng)電源故障防范，保持系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。熱控電源改造的技術(shù)措施，具體如下。

1.3.1增大電源電壓頻率區(qū)間

變壓器運(yùn)行的功能，是保證供電傳輸電壓的平穩(wěn)性。熱控系統(tǒng)內(nèi)的直流電源，采取兩組電路設(shè)計(jì)，互為備用。兩個(gè)直流電路，應(yīng)連接相同供電電源，各個(gè)線路相互獨(dú)立，不會(huì)存在節(jié)點(diǎn)交叉問題。電路整流程序，能夠保證交流電、直流電的自主轉(zhuǎn)化。在整流模塊的支持下，高效轉(zhuǎn)化交流電，使其成為直流電。假如兩組電路表現(xiàn)出較高的負(fù)載差異，可新增電路，有效分擔(dān)電壓。電源連接的各組電路，均為直流電形式。新增的電路，會(huì)參照電壓情況，明確電流類型。3條電路可自由切換電路，以此顯著增大電源電壓頻率的變動(dòng)幅度。

1.3.2合理設(shè)計(jì)供電變壓器

使用變壓器以此保證供電電源的平穩(wěn)性，能夠控制電壓失穩(wěn)性，減輕高電壓形成的能量沖擊作用，采取變壓隔離形式，處理電磁電路。大功率變壓器多用于供電線路。變壓器支持使用各類磁芯，可選擇電阻率較高的類型。

1.3.3給出完整的保護(hù)電路設(shè)計(jì)

在熱控程序出現(xiàn)故障問題時(shí)，需暫停電源供給。有效控制電流脈沖，采取熱控系統(tǒng)保護(hù)電源的形式，確保熱控故障的處理效果。采取多板組成形式，搭建電路核心控制程序。各層電路板均有各自功能。電源、信號(hào)兩層相間位置，能夠有效控制電磁干擾問題?？刂瓢妩c(diǎn)位的電壓參數(shù)為1.5V。在變壓器的兩側(cè)，分別設(shè)計(jì)了“隔離電磁”“控制電壓”功能模塊。然而，實(shí)際上隔離電磁功能不大。功率開關(guān)會(huì)突然增加電流脈沖。熱控系統(tǒng)改造電源模塊時(shí)，可設(shè)立遠(yuǎn)程操控開關(guān)，以此形成電路保護(hù)，控制電磁干擾。在電源主線路、分支線路的間隔位置，添加一組濾波變壓設(shè)備，此設(shè)施設(shè)有兩組輸電口，與各個(gè)地面端口相互連接。供電電源運(yùn)行時(shí)，前期電流參數(shù)較大。制作的電路電阻圈，應(yīng)以較大直徑金屬線為首選，以此降低電路損壞的概率。電容參數(shù)范圍為0.3～0.5μF，旨在控制噪聲形成的不利影響。在保護(hù)電路位置，設(shè)計(jì)事故預(yù)警，及時(shí)反饋異常數(shù)據(jù)，便于管理者發(fā)現(xiàn)[2]。

2優(yōu)化電廠熱控系統(tǒng)的可行措施

2.1明確改造方向

電廠技術(shù)人員，應(yīng)參照電廠規(guī)模、業(yè)務(wù)特征等各類因素，制定合理的熱控系統(tǒng)優(yōu)化方向，從高效運(yùn)行、安全生產(chǎn)的角度，提升系統(tǒng)功能的改造效果。設(shè)計(jì)明確的改造目標(biāo)，能夠顯著增強(qiáng)能源利用性，合理控制人員工作量，逐步增強(qiáng)熱控自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)行效果。在實(shí)際系統(tǒng)改造期間，設(shè)定的目標(biāo)應(yīng)以熱控系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)況為參考，合理判斷系統(tǒng)改造效果，切實(shí)提升熱控程序的智能性。借助合理的改造技術(shù)，促使電廠發(fā)展。

2.2確定技術(shù)改造方案

參照電廠真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，制訂技術(shù)改造方案，穩(wěn)步落實(shí)熱控改造的各項(xiàng)內(nèi)容，防止出現(xiàn)重復(fù)改造情況。在明確技術(shù)改造內(nèi)容時(shí)，應(yīng)以電廠發(fā)展為根本，給出Rqr4klSQWag7COzDn3nHyQ==各項(xiàng)改造方法，確保改造方案的可行性。在實(shí)際規(guī)劃改造方案時(shí)，應(yīng)以節(jié)約改造成本為基礎(chǔ)，參照實(shí)況，改進(jìn)設(shè)備控制程序，選擇適用的熱控設(shè)備。工作人員應(yīng)參照電廠現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)層次，制訂分期改造方案，使其具有較強(qiáng)的技術(shù)兼容性、功能拓展性，持續(xù)增強(qiáng)熱工系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)設(shè)備的運(yùn)行能效[3]。

2.3運(yùn)行配套設(shè)備

當(dāng)前市場環(huán)境中，含有較多類型的熱工設(shè)備，應(yīng)由專業(yè)人員完成設(shè)備選型工作。電廠可采取招標(biāo)措施，選擇性能較好、質(zhì)量優(yōu)異、性價(jià)比較好的熱控設(shè)備。選擇誠信度較高、社會(huì)口碑較好的設(shè)備供應(yīng)單位，派設(shè)專人開展設(shè)備調(diào)試工作，以此全面獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保系統(tǒng)改造各項(xiàng)工作均有序落實(shí)[4-5]。

3結(jié)語

綜上所述，針對熱控系統(tǒng)開展技術(shù)改造工作，能夠顯著增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行能力，減少運(yùn)行成本，增強(qiáng)電廠發(fā)展的綜合能力。在電廠運(yùn)行中，應(yīng)從前期設(shè)計(jì)角度，合理確定技術(shù)改造方案。選擇運(yùn)行能力較強(qiáng)、功能全面的設(shè)備，以此提升電源、應(yīng)用程序的適用性。在改造技術(shù)的支持下，促使電廠獲取更高收益。

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