摘要：随着电网的不断扩大，电气设备数量越来越多，在控制过程中，控制系统需要处理的数据也越来越多，机、炉、电的安全稳定运行也越来越依赖于三者的协同操作，相对独立的ECS系统显然已经无法满足电厂运行需求，成为实现电厂自动化全面统一管理的短板，严重的影响着电厂运行效率的提高，对于电厂的安全稳定运行也是隐患。通过结合目前的技术手段，将电气工程及其自动化控制全面纳入DCS。利用DCS系统强大的分散控制、集中操作能力，实现电厂运行控制的智能化、一体化。本文概述了电气工程及其自动化，对电厂传统的电气控制以及现行电厂电气工程及其自动化控制技术进行了简要分析。
关键词：电气工程及其自动化；电气控制；DCS；ECS；
前言
随着电力改革的不断深化，在电厂运行过程中，为了提高生产运行效率以及降低运营成本，必须加强电气工程及其自动化控制技术的应用。目前很多电厂都是通过DCS对厂内设备的自动化控制，其只是侧重对机、炉设备的自动化控制，对于电气设备只是采集很少的一部分数据进行监视。在电气运行过程中使用的是相对独立的电气监控系统ECS，自动化程度较低，且ECS和DCS之间缺少联系，无法数据共享，集中管理。基于此，以下就电厂电气工程及其自动化的控制技术进行探讨。
一、电气工程及其自动化技术的概述
科技的进步发展，促进了电气工程与信息技术的有效融合。电气工程及其自动化技术是以电磁感应定律、基尔霍夫电路定律等电工理论为基础，研究电能的产生、传输、使用及其过程中涉及的技术和科学问题。现代电气工程中的自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术。机电一体化技术等诸多领域，其主要特点是强弱电结合、机电结合以及软硬件结合等。电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础，以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段，同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。控制理论是在现代数学、自动控制技术、通讯技术、电子计算机、神经生理学诸学科基础上相互渗透，由维纳等科学家的精炼和提纯而形成的边缘科学。它主要研究信息的传递、加工、控制的一般规律，并将其理论用于人类活动的各个方面。将控制理论和电力网理论相结合，应用于电气工程中，有利于提高社会生产率和工作效率，节约能源和原材料消耗，同时也能减轻体力、脑力劳动，改进生产工艺等。
二、分析电厂传统的电气控制主要内容
2-1、DCS概述。传统电厂主要使用的技术手段是DCS技术，其主要是通过相应的输入输出设备对电厂产生的电气信息做出采集和控制。对于这项技术手段的实施还需要在进行电厂供电工作的时候还需要对发电机组产生的电压和其他基础信息做出及时有效的调整，这样才能够对整个电厂自身电压和发电频率起到一个控制作用。而且在传统电厂中使用的DCS技术手段只是一种分布式控制系统，并不能做到相应电力信息的有效衔接。尽管这项技术手段在电厂运行过程中具有操作灵活和管理严谨的优点，但是对于现在自动化电气管理技术的出现，应用这种技术手段的电厂已经不能完全符合社会的发展需求。
2-2、DCS系统存在的问题。（1）由于DCS系统应用是靠电流进行数据计算，因此需要保证电厂内部电流能够达到有关检测标准，但是由于电厂在日常工作中，经常会受到外界因素干扰，导致其自身电流不能全面符合相应检测标准，使得DCS系统在检测过程中不能与预期标准做到全面符合而产生数据不准的情况发生，这种情况的出现对电厂发电状态做出正确判断还产生不可忽视的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）DCS系统运行过程中，主要通过对电压和电流的控制实施有效转换，在这过程中还需要使用相应的转换器设备，尽管其转换结果与电厂自身发电状态全面符合，但是DCS系统在实行的时候还存在一些问题，主要表现在实行原理较为复杂，而且转换器的应用还提高整个过程产生的费用。（3）DCS系统在社会发展过程中，其自身的反映敏感度逐渐变差，在发生快速变换的电流时并不能对相应信号进行有效定位，对结果控制也产生一些问题。（4）DCS系统自身是一项分布式系统，导致其自身组成结构比较分散，而且对电厂内部有关数据进行采集的过程是非常复杂的，在使用DCS系统的时候需要投入大量人力和物力，这样就会造成电厂内部资金支出提高，对企业自身经济效益并不能做到合理保障。
三、分析现行电厂电气工程及其自动化控制技术主要内容
3-1、ECS系统分析。随着科技的发展，ECS系统是基于先进软硬件平台推出的电厂自动化控制系统。其主要是应用计算机处理、信号的采集与处理、现场总线技术、以太网、继电保护等技术综合研发。应用计算机、现场总线、以太网、信号处理、继电保护等技术实现对电厂的发电机、变压设备、电动机、反馈线等电器设备以及电气工程及其自动化装置的测量、处理、控制、保护、监测、故障分析、保护等功能。采用分层分布式系统构架自下向上分为：站控层、通信管理层、间隔层三层。其中，站控层包括硬件服务器、工作站等硬件。
3-2、ECS系统特点及其功能分析。ECS系统采用先进可靠地自动化电气装置，完全可以不受通讯功能限制并可以独立运行，保证了系统的安全性和可靠程度。（1）ECS系统采用通信管理层和站控层组态一体化的设计，可保证组态调试的一次性完成，进行调试时可以更加方便，并且符合人的操作习惯。并且从整体出发综合考虑系统的通信功能，保证站控层、通信层、间隔层的通信速度，并开设与DCS、MIS、SIS的通讯接口。且ECS与DCS互相通信是不受限制，还可以节省大量的通信缆线和变送器。（2）ECS系统间隔层采用保护测控装置，具有良好的保密的功能，并且具有屏蔽隔离功能，极大提高了抵抗外界干扰能力。同时在系统中采用了余容错技术，在这项技术中包括了双现场总线网络、站控层设备冗余、站控层双以太网、双通信管理机设计等措施，这样做的目的就是为了能够保障网络的畅通稳定。对于网络安全方面，可以设计防火墙以及一些杀毒的软件，为了更好的防止病毒的侵袭，以及一些黑客的恶性的攻击。可以在该系统的网络中采用专业通道以及验证通道等多种形式，其目的就是为了更好的保障网络的安全。在系统管理方面设置管理员的管理权限，目的是为了提高安全的性能。ECS系统还有自身的恢复功能与诊断功能，这是在原有基础上不断开发的成果。使系统的间隔层、通信管理层、站控层具备了自我诊断和恢复的功能。包括数据错误的诊断与处理、硬件故障的诊断、通信质量的诊断与处理等功能。还在通信管理层与间隔层的软件技术中添加了中断方式，提高了系统的自恢复能力。并在通信管理层与站控层的同信中，采用双通道的传输模式实现了数据的备份和恢复功能。
四、结束语
综上所述，电气自动化技术将电子技术以及网络通信技术融为一体，在实现远程监控以及监视管理方面发挥了很重要的作用。同时电气自动化技术为电力系统的平稳运行提供了良好的条件，并且随着电气自动化技术的发展，电力系统也得到了更为优质的服务。电气工程及其自动化和人们的日常生活以及工业生产密切相关，为了电厂的高效运行，必须加强电气工程及其自动化控制技术的分析。
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论文作者:陈慧
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/14
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