（大唐珲春发电厂 吉林省珲春市 133300）
摘要：目前我国经济建设发展迅速，火力发电厂为我国发展做出了很大贡献。火力发电厂发电机组控制与DCS系统融合历经数十年发展，二者间呈现密切联系的关系，DCS系统能明显增强网络系统的控制力度，确保系统运行的稳定性及可靠性。以火力发电厂电气控制为切入点分析其融合DCS系统的必要性，就具体的融合措施进行深入探究，旨在为相关从业人员积累更多的实践经验。
关键词：火力发电厂；DCS；电气控制；融合
引言
电气系统的自动化水平高低是决定整个火力发电厂的运行水平的。在发电厂中引入DCS系统来对电气控制系统进行监控，是火力发电厂提高自身机组运行的可靠性与经济效益所采用的一种控制模式，由于DCS控制系统利用高端的计算机技术集中控制生产过程的操作、管理、监管及分散控制等方面。所以DCS系统既完全等同于集中式控制系统，也不等同于分散的仪表控制系统。由通信网络技术、计算机技术、信号处理技术、测量控制技术等相互渗透发展成具有集中操作、配置灵活、分散控制、分级管理、组态方便的特点的DCS系统。
1发电厂电气系统的特性
发电厂电气系统因为其控制的特殊性，很多设备采用独立的专用控制设备（智能测控装置）。如发变组保护装置、发电机自动同期装置（ASS）、厂用电快切装置（ATS）、自动励磁装置（AVＲ）和故障录波装置等。其硬件软件是成熟产品，有很强的专业性，目前DCS硬件的标准配置还达不到这些专用控制设备的技术指标，也就是DCS不能完全替代这些专用装置。
发电厂电气系统设备的控制与发电厂热工控制有较大区别，没有如PID调节之类的热工经典控制，需要的过程调节很少。而电气设备控制的反应速度要求极快。电气信号的变化速率以及故障要求的反应速度都是毫秒级的，因此电气量的变化显示和控制都是毫秒级的，要求必须极快速反应。
发电厂电气系统控制的量比较单纯，动作的频率相对于电厂的工艺系统来说要低得多。有的设备几个月或者更长的时间才动作一次。电气系统没有如工艺系统中减温水调节阀，风门挡板等频繁的调节要求。
发电厂电气控制系统包括发变组及厂用电系统中的相关设备（断路器、开关等）的分合闸控制，保护及连锁，及监控有关设备的合分闸、启停及故障状态，以及与监控有关的电压、电流、功率等信号的显示。
2火力发电厂电气控制融入DCS系统的必要性
2.1实现集控运行
一般说来，DCS系统的运行流程囊括电气系统监控及操作等环节，基本实现与机组控制系统共同形成综合自动化控制系统的目标，甚至于在任意DCS终端上管理人员都能结合相应的操作标准实时监督控制所有机组。同时，DCS系统融入后所有管理人员不得脱离具体工作需求采取相应的干预措施，充分发挥DCS系统的作用，实现实时监督控制火力发电厂全部单元机组的目标，真正意义上做到集中控制，确保火力发电厂机组运行的稳定性。此外，受DCS系统自身可靠性较高的影响，能替代原有继电器及固态逻辑用于配置冗余等传统形式的控制系统，大大提高控制可靠性减少相应的操作终端数量。
2.2提高火力发电厂的自动化水平
相对其他系统而言，发电厂内部的电气系统控制具有本质上的区别，且其应用设备多为智能监督性，自动化水平较高。随着现代技术的发展，DSC设备也随之变得越来越完善，并且对外通讯接口也变得更加地多样化，如果将电气系统与DCS控制系统进行有效融合，可切实实现全厂设备一体化控制的效果，从根本上提高火力发电厂的管理水平。工作人员只需要在控制室，借助DCS系统对设备进行监督与控制便能够使整个发电厂稳定运行，不仅减少了人力的浪费，也能够使得工作效率显著增强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因火力发电厂各个设备间或者是各部门间的操作都是不同的，但利用DCS系统后，能够缓解不同部门间配合所花费的时间。并且通过系统，还能够识别不符合标准的配件，并将其剔除，这对于火力发电厂而言，能够在一定程度上提高其采购与库管成本，可实时进行规范且标准的硬件应用。
2.3增强监控能力
假设所有的发电机组均搭载最为先进的监控工具能取得令人满意的控制效果，特别是平台达到高水平控制效果目标后能促使总体发电机组向综合自动化方向转变，大大提高现有的发电机组管理水平，而DCS系统融入火力发电厂电气控制系统后能清晰显示系统运行状态及运行参数，帮助相关管理人员纠正其操作行为，实现监控电气控制系统的目标，真正意义上做到机组综合自动化运行，满足厂级运行管理的要求。受DCS系统自身具备联动逻辑的影响，普遍设置操作闭锁或操作准许检查逻辑等环节，最大程度上降低人为操作出现各种失误的发生率。
3火力发电厂电气控制融入DCS系统的要点
电气量接入DCS的方式分为两种：硬接线和通信方式。
硬接线就是重要的点以硬接线方式接入DCS，比如绝大多数开关量输入信号（DI）：断路器、隔离开关、接地开关等开关通断状态，保护装置动作和报警信号；开关量输出信号（DO）：启动/停止指令等，合闸/分闸指令等；4-20MA模拟量信号（AI）：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能以及温度压力等非电量保护信号等信号。硬接线因为是点对点连接，不受通讯方式信号拥塞或故障影响，对实时性，可靠性能有较好保障。单点出问题不会影响其他点。但变送器、电缆、IO卡件投资较大。
通信是指由智能测控装置发出的测量监视信号，如电压、电流、功率、故障信息和保护动作等电气信号通过通信方式接入控制系统。DCS设置通信管理装置和通信模块，通过ＲS-485或现场总线，与各类智能测控装置进行信息交换，智能测控装置包括发变组保护装置、厂用电快切装置（ATS）、自动励磁装置（AVＲ）、发电机自动同期装置（ASS）、6kV厂用电综合测控装置、380V马达控制器、故障录波等装置。通信方式显而易见的优势就是取消了大量现场变送器，电缆等，大幅降低投资。接入DCS的信息更丰富全面，系统扩展方便。但通信一旦出故障，则故障范围较大。鉴于电气设备对极快速可靠反应的要求，目前通信还不能完全保证实时可靠性。但通过通信将电气系统所有功能整合进DCS一定是下一步的发展方向，随着现场总线技术的完善，可以预见越来越多的发电厂会采用现场总线的通信技术来整合电气系统乃至全厂工艺系统的监视和控制。
DCS不能完全取代电气专用控制设备，如果用DCS完全取代，则需要DCS开发专用的硬件设备和软件控制策略，这显然对DCS厂家是非其所长和不经济的，因此电气控制的核心功能目前还是需要用智能测控装置来实现。如AVＲ、发变组保护、厂用电快切、故障录波器等。在将来DCS硬件软件性能进一步大幅提升后，或可较经济的实现电气智能测控装置与DCS标准硬件和软件组态的深度融合，减少维护检修工作量。
结语
由于以上的特点的结合火电厂的电气控制纳入DCS系统的优势和好处已经逐步显现，伴随着电力体制改革的进行，发电厂面临严峻的市场挑战，而且对火电厂的运营成本和安全管理的要求日益提高一直沿用的电气自动化控制系统已逐渐跟随时代的脚步达到越来越严格的技术要求。我们国家电力事业的迅猛发展促进了对DCS系统的更高要求，DCS控制系统技术的成熟是成就―所发电厂面向市场使其具有更强竞争力的基础。
参考文献：
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论文作者:宋庆洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/23
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