【摘 要】 火力发电厂电气自动化系统可以掌握主控室机、炉、电的控制水平协调一致,实现全局的数据共享,方便管理集控,减轻工作人员的工作量,完善自动化系统的数据交换。
【关键词】 火电厂 自动化
中图分类号： TM6 文献标识码： Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2019）06-062-02
火力发电作为我国电厂发电的主要结构，每年创造出来的电能不断增多。随着计算机网络技术、信息技术等的不断发展，高参数、大容量的大型火电机组成为国内电力行业的主力机组，电气自动化技术在火力发电厂中的应用越来越广泛，不仅可以有效提高工作效率，还降低了造价成本，提高了市场竞争能力。
一、电气自动化技术在火力发电厂中的基本作用及优点
火力发电厂中的电气自动化系统是以监视控制设备为主、数据交换信号反馈为辅的一套自动化系统。监控设备可以通过主接线图、曲线等方式对设备的运行状况以及数据信息进行测量和监控，并及时将设备上的警告信号、动作异常上报。电气自动化系统还提供电量日报表、检修报表、设备启停次数报表等，其还具备很多特殊的数据反馈功能，例如可以利用测控装置自带的计量功能进行电量统计、故障诊断等。电气自动化技术的优点下主要有以下几个方面：
1.提升效率。早期受社会技术条件的限制，火力发电厂每年的电能损耗都在15%～30%左右，而引进了自动化生产技术之后，生产效率明显提高，电能的生产量也不断增多。
2.降低生产成本。火力发电的主要原料是煤和石油，以往电能生产技术落后，燃料的消耗量大，火力发电的成本较高。而引进了电气自动化技术后，可以保证燃料充分燃烧，最大限度地利用原料的价值，显著降低了生产成本。
3.促进技术革新。电气自动化技术融合了计算机、电气控制、信息技术等多方面的实用技术。将这一技术应用到火力发电厂中，可以推动火力发电行业的技术革新，可以降低作业难度，为作业人员的工作带来很大的便利。
4.优化资源、整合模式。电能的生产需要电力设备、燃料、作业人员等多方面资源的投入，每个方面对电能产量都有很大影响。而电气自动化技术可以很好地协调与整合各项资源，摆脱传统的生产作业方式，实现人机操控的新局面，采用一体化的操作，降低作业人员的工作难度，另外还可以及时发现故障并立即处理。这样可以促进火力发电方案的革新，带动生产效益，增加电能产量。
二、火力发电厂电气自动化系统的特点
火力发电厂电气自动化系统相对其他系统，设备数量与布置相对较多，且系统较为复杂，在设备安装时需将各用电设备分散安装在各个电机和配电室的主控中心，系统运行中信息量大，安装电气元件较多，检修维护复杂。电气自动化系统设备操作频率低，部分设备在很长时间才操作一次，其保护自动装置要求性能却很高，需要快速的对设备进行操作与反应。电机设备自身构造逻辑较简单，但操作机构却很复杂。从控制方式出发，电气自动化系统的设备的监控主要接入dcs系统，在两台机组用一个被变时要考虑到控制权的唯一性，所以，在运行过程中，要做好两台机组dcs电气的控制模式。在火电厂建立电气自动化系统时，系统结构与dcs的联网方式是系统高效可靠运行的关键，既要实现正常的运行操作与启停外，又要实现实时显示异常运行与事故状态下的各种状态与数据，并提供相应的应急处理措施与操作指导，以保证电气系统在最安全的合理工况下工作。
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三、火电厂自动化安全系统的新技术应用
1.人机接口技术
目前，DCS的人机接口技术发展也上升一个新阶段。此装置主要用于中央控制室内，对记录仪表进行显示并取代了BTG盘上的显示，可以随意放大工作站内部或个人计算机的文件图像。CRT尺寸已经远远不能满足如今要求，目前采用的新型工业图形显示系统IGS可以定义超过的大画面，实现以滚动方式将大画面在有限的CRT屏幕上呈现。此方式为连续、任意方向的旋转，并可采用鼠标、球标或专用滚动键进行任意操作。也可在保持原画面输人输出的前提下，使画面进行缩小、放大，最终实现一台CRT显示多个界面。
2. 现场总线
现场总线FB也是DCS未来的发展方向之一，FB是由DCS所控的通信线路，它的目的是使设备不受干扰和不良影响。FB可以替代智能设备，替代后大大减少了控制电缆的数作者简介：王舜，助理工程师，研究方向：火电自动化量及种类，还能减少不良信号和信号差异等问题。FB介入后，系统结构真正实现了分散运行管理，不仅上升了一个层次也对对发电控制设备起到了保障作用。
3.过程控制仪表
伴随着DCS的日益推广，原来过程控制仪表的应用范围日益减少。未来过程控制仪表是在FB支持下应用到各种智能执行器、智能变送器。根据环境要求的不断提升，各大品牌分析仪表逐年递增，品牌分析仪表的构造较为复杂，价钱雕升，维护和使用困难。而且，相关资料很少。综上所诉导致了分析仪表不能发挥自身特有作用。正因如此才造成了大量的投资浪费和环境威胁。而形成对比的是国外电厂，他们对此等设备的使用、维护和运行看的相当重要，正因为如此分析仪表才成为整个发电机组中重要一员。
4.人工智能和人工神经网络
人工智能研究成果对整个自动控制系统的建设都有着非常关键的意义，它也是增强系统使用辛苦给的一个非常重要的环节。在实际的生产实践当中，通常不是对温度和压力进行控制，而是对整个系统中温度场的分布进行有效的控制，最终的控制量也基本上集中在了对空间的控制上。
四、火力发电厂电气自动化系统的发展趋势
随着计算机的发展,ecs系统已经取代了传统的控制操作,现今又由计算机控制逐步向智能控制和智能管理转变,在电气自动化系统中主要表现在间隔层的保护和测控装置的独立上,系统控制单元向着测量控制一体化的,综合智能网络化的方向发展,今后生产的系统控制单元将直接面向一次性设备或机组,除了实现现有的监视控制以外,还将实现站控层的互联、误操作的防护、状态信息的记录等功能。站控层将满足scada功能,实现运行管理的全面自动化。主站将采用先时的数据采集技术对历史数据进行分析,并预测出近期的设备状态。从功能上可分为内外两部分,对外的功能是指给dcs和sis等其他系统提供数据,实现机组优化控制和优化管理等综合智能控制,对内的功能是指间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一体。 随着国际电工委员会制定的eic61850标准的制定,电气自动化系统在实现其基本的功能之外,还应具备互操作性、可扩展性和高可靠性等性能。由于现场总线通信协议技术标准的多样性,难以统一,使其不能满足以上性能要求,而以太网由于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点,在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用,该技术成为建立电气自动化中无缝通信的最好选择。 工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提高,全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性问题的解决提供了技术基础,从而为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能,利用嵌入式软硬件,在单片机系统上实现工业以太网技术又称为嵌入式以太网,国外大的电力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微机保护测控设备,国内电力装备制造商开发的最新综合自动化系统中,也把嵌入式以太网成功应用于二次保护控制设备。因而嵌入式以太网是电气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方向。
总之，目前火力发电仍是我国电力结构的主力，在未来很长一段时间内也将继续保持这个地位，因此大力推进电气自动化技术在火力发电厂中的应用，并积极创新，可以不断提高火力发电的效率，解放人工，减少故障，提高电能产量，降低造价成本，提高火电企业的竞争力，增加经济效益，这对我国经济的持续、稳定发展也是大有裨益的。
参考文献
[1] 农网自动化系统建设存在的问题[J].农村电气化.2006（06）.
[2] 颜亮.电力工程自动化系统建设探究[J].科技与企业.2013（12）.
论文作者:张旭
论文发表刊物:《科学教育前沿》2019年06期
论文发表时间:2019/9/11
标签：自动化系统论文; 火力发电厂论文; 设备论文; 电气论文; 以太网论文; 系统论文; 技术论文; 《科学教育前沿》2019年06期论文;