摘要：伴随着经济的不断地发展，我国各行各业都取得了很大的进步。社会各项事业在不断发展同时给相关的产业带来了很大的压力，拿我们的发电厂来说，由于需求量的加大，很多地方都需要不断的改进来弥补一些方面的不足。本文就电厂自动化系统展开了讨论，对于自动化控制方面的技术进行了深入探讨，并且分析了当前在电气自动化控制中存在的问题，针对问题提出了解决策略，使我们更加了解了这方面的专业知识。
关键词：发电厂；自动化控制；电气系统；关键技术
前言：随着时代的不断发展，我国的工业化进程速度不断加快，社会对电力市场需求不断增长，这使得电力企业不得不顺应时代发展革新自身的发电技术和工艺。发电厂电气自动化控制技术是发电厂创新发电技术的产物，发电厂电气自动化控制技术的应用创新了传统的发电厂工作模式，提高了电厂的生产效率，革新了电厂的发展模式，使得发电厂有了更为广阔的发展前景，其影响力也因此不断增长。
1发电厂电气自动化控制的优势
我国的发电厂使用电气自动化控制技术始源于20世纪90年代左右，利用电气自动化控制技术替代人工操作可以有效的提高供电行业的供电效率、降低其生产运营成本、提高其电气自动化程度、确保相关机械设备安全运行。当前我国发电厂电气自动化控制技术应用比较多，但企业仍需注重电气自动化控制技术的深化改革。
与传统的人工控制发电机电气设备系统相比，发电厂电气自动化控制具备多种优势，且以如下四点最为显著：第一，安全可靠。发电厂电气自动化控制有效的减少了人工控制和检修的工作量，可以有效的避免人为操作上的失误和错误，有利于提高自动化控制的精确度，保证各种设备安全可靠运行。第二，控制快。电气自动化控制的响应速度远快于人工控制速度，诸如保护动作速度控制可在几十秒内实现，这是在人工操作模式下根本无法实现的。第三，降低人力资源成本。发电厂电气自动化控制有效的减少了人工操作，企业对人力的强依赖性大幅度降低，企业人员数量得以缩减，有利于提高企业的成本核算效率，发展企业的运行效益。第四，独立的控制模式。就一般情况而言，电厂电气设备系统自动化控制有两个独立的控制模式，如果其中一个模式出现问题，另一个模式将会立即启用应急处理预案。如此一来，电厂电气设备系统故障问题可以有效避免，发电厂的生产工作也可以顺利实现。
2传统发电厂的电气控制
2.1 DCS概述
电气监控的任务就是根据系统变化，对发电机组的电压、功率等进行及时调整，确保电力系统的电压和频率。传统的电气监控主要是由DCS通过输入输出设备实现的对发电厂的电气部分信息的采集与控制。DCS是集散式控制系统的英文缩写（Distributed ControlSystem）。即是所谓的分布式控制系统，这种系统是相对于集中式控制系统来说的计算机控制系统，是综合了计算机、显示、通信、控制于一体的4C技术。是在集中式控制系统的基础上发展的系统，主要功能是分散控制、分级管理、集中操作、组态灵活。具体的DCS与输入输出接口通过线缆连接，模拟量数据通过模数转换器转换成电流传出。但是DCS系统的信息处理量有限，并且需要大量的线缆以及模数转换器，成本比较高，控制效果不理想。
2.2 DCS系统的缺陷
首先，DCS电气自动控制系统对电压和电流的控制是通过变送器转换实现的，系统的接线很复杂，成本高，抗干扰能力不强。其次，DCS系统对于电气监测方面不到位。DCS的检测对于电流，电压的要求很严格。因此，许多的功能应用无法实现。例如故障的分析与诊断、电厂的经济性分析等，严重制约着管理效率的提升。第三，DCS系统的反应过于缓慢，无法实现对瞬态电信号的处理。DCS系统的反应时间通常是秒级，然而电厂的许多信号都是瞬态电流，是DCS系统无法控制的。最后，DCS系统是由许多的分散点组成。对于每一个信息采集点都需要一路专用的信号传输电缆，对于电厂的成千上万人的信息点来说，则需要复杂的电缆系统，造成了大量的空间、成本的浪费。
3 新型发电厂电气自动化控制中的关键技术
3.1电网调度自动化技术
一直以来，在发电厂的电气自动化控制技术中，电网调度自动化技术都是不可缺少的一项，同时也是电力工作系统中不可缺少的构成。电网的调度自动化技术需要计算机技术的支持与辅助。通过电网调度自动化技术的使用，可以将电网整体、局部以及各个部件运行状态在第一时间内收集完毕，同时还能够根据系统元件的需求和实际运行状态，提供调度人员协调控制的依据。利用电网调度系统，能够帮助发电厂协调系统运行，确保在运营期间发电厂能够持续进行优质供电。此外，通过电网调度自动化技术，还可以帮助提升电厂工作的实效，缓解故障出现机率，进一步确保发电厂电力系统的稳定性和安全性。
3.2 ECS系统
面对当前信息技术成熟的态势，发电厂的电气自动化控制技术也在不断推陈出新。其中，ECS系统作为重要的电气自动化控制技术，主要用于继电保护、计算机处理以及信号处理，同时也可以对发电厂的各个设备进行监控，做好设备的故障维护与处理。ECS系统选择分层分布式系统架构，主要包含站控层、通信管理层以及间隔层三个层次。其中，三层结构的用处有所差异，而站控层主要是硬件，是系统与应用软件之间的通信接口。通信管理层主要用于以太网与总线以及各个系统进行相互联系。ECS系统结构示意图如图1所示。
图1 ECS系统结构示意图
在ECS系统中，所使用的站控层与通信管理层的一体化设计，能够确保组态调试本身的高效率型，也可以在特难的工程学要求得以满足的基础上，完成最短时间的调试。ECS系统可以站在全面的角度上对系统的通信功能加以考虑，并且增加了STS、MTS、DCS的通讯接口。在DCS和ECS接口之间不需要使用转换设备，所以可以有效节约变送器这一部分设备。ECS系统中所使用的自动化电气设备更加先进，能够自主、独立地运行通讯功能，有利于保障系统的安全性和可靠性。相比传统的DCS系统，ECS系统的传输速度和传输效率更佳。ECS系统中使用了DSP以及微处理器保护测控装置，硬件系统方面考虑到多CPL的智能化结构，将嵌入式高速多任务操作系统融入其中，能够达到数据处理效率全面优化的地步。同时，系统的站控层选择100M/1000M的工业以太网，利用商业数据库和数据库等技术，可以实现高速的数据访问，同时也可以进行网络的自动化分配，从而形成综合型、多功能的信息平台。在ECS系统中的间隔层和站控层，能够同时支持CAN总线、以太网以及现场总线等，有利于通信使用程度的全面提升。此外，当ECS系统出现故障时，也不需要切换电源，可以直接进行维护，有利于保障设备与系统之间的连续性。
4发电厂电气自动化控制技术应用中存在的问题和优化策略
4.1问题
从整体角度看来，当前我国发电厂电气自动化控制技术应用形势较好，但从细节角度看来技术应用过程中存在问题较多，且以如下三点最为严峻：第一，设备元器件的质量相对较差。电气自动化控制技术应用无法脱离相应的控制设备，控制设备之中包含数量众多，种类繁杂的元器件。由于所有元器件的生产厂家不可能完全一致，企业的生产质量可能存在较大差异，如果发电厂方面在选购元器件时无法保证元器件质量，那么可能会影响实际生产。与此同时，元器件的损耗较为严重，日常更换较为频繁，生产企业方面的若无法保证元器件供给，那么也会影响发电厂的正常生产。第二，环境影响。电气自动化控制设备之中包含很多精密部件，外界的温度、湿度、静电、大气压强等都会对之产生影响，精密部件难以正常工作，电气自动化设备使用的可靠性将会大打折扣，严重时甚至会直接导致损毁问题发生。第三，相关工作人员的能力有待加强。电气自动化控制技术应用是一件比较复杂的工作，需要有相应的专业人士支持并完成相应的操作步骤。然而当前很多发电厂内部的电气自动化控制人员多为非专业人士，不仅缺乏相应的经验且缺乏必要的知识，容易发生操作失误或是违规操作问题，进而容易诱发各种安全故障。与此同时，自动化控制设备需要有相应的检修维护人员，如此才能够保证及时排查故障将故障影响控制于最小范围，然而，发电厂方面当前检修维护人员数量较少，且素质相对较低。
4.2优化策略
首先，提高电气自动化控制设备的设计水平，让实用价值成为提高电气自动化控制设备使用效率、使用安全的基石。积极组织相关的设计人员对元器件运行、产品结构、技术可行性等进行深入钻研，利用所获得的数据改进电气自动化控制设备设计，尽可能的完善、优化自动化控制设备构造。其次，精简设备组装及时更换相关的元器件，及时淘汰老旧元器件，在组装时尽量选择最新技术，尽可能的降低设备损耗，为自动化控制设备运行提供良好的外部环境。加大设备定期检查力度，及时排查各类隐患并对之加以处理，防止出现设备老化、设备超负荷运行等问题。最后，加大相关人员的培养力度，丰富操作人员的知识技能，使其能够妥善处理各种技术应用问题。与此同时，加大相关人才的引入力度，定期举办相关的培训活动，在开阔操作人员眼界的同时丰富其经验，全面拔高其素质。
5结语
随着世界社会各方面竞争的不断加大，各行业为了提高自身的竞争水平，都在努力学习，不断充实自身实力。发电厂作为电力工程的重要组成部分，其对于我国民生和社会经济发展有着重要的影响。随着科学技术发展，电气自动化得到飞速发展和广泛应用，对发电厂电气自动化技术的控制进行研究是非常必要的。这不仅能够使控制设备自身的质量有一个质的飞跃，而且还能使应用电气自动化控制设备的各个行业获得高质量的产品保障。只有这样，才能使自动化控制设备的重要作用得以充分发挥，这对于推动我国经济和社会的可持续发展具有非常重要的现实意义。
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论文作者:高冠雄
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/9
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