摘要：在我国进入21世纪以来，火力发电厂的电气控制方法与DCS系统间具有不可分割的重要关系，并且DCS系统与火力发电厂发电机组控制间，距初步融合也已历经数十年。DCS系统发展初衷是为了提高局域网的实时性，并加大对网络控制系统的控制力度，以此保持稳定性与可靠性。并且因DCS系统这一显著优势，将其与控制系统进行有效结合则显得尤为重要且实用。对此，本文主要以火力发电厂的DCS系统进行深入探讨，分析其与电气控制融合效果，以期能够借此寻求到系统最佳控制方法，为后续工作人员研究的开展提供参考意见。
关键词：火力发电厂；电气控制；DCS系统；融合
引言
DCS(DistributedControlSystem，集散控制系统)是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS系统具有高可靠性、开放性、灵活性的特点。DCS作为机组运行监视和控制的主要手段，能充分体现分散控制与集中操作管理的思想，实现了在集中控制室内对机组各项参数的集中监视、控制和事故处理，形成了数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)、锅炉炉膛安全监控(FSSS)四大相互协调的系统，大大提高了机组自动化水平，使运行人员能及时、准确、全面地监测和控制机组的运行工况。现在DCS系统已经成为发电厂控制的主流，而发电厂的业主也在要求更多地把子系统纳入DCS问题，进行统一监视和控制，以提高全厂的集控自动化水平，进一步减少操作人员，降低成本。因此现在的DCS已经逐渐开始融合了很多外围子系统，如化学水处理，空压机房，除灰除尘设备，诸如此类以前传统上都用PLC控制的系统都纳入了DCS控制。这样很自然的，电气系统的监视和控制也需要越来越多地纳入到DCS当中。
1火力发电厂电气控制系统的特点
受发电厂电气控制系统自身特殊性的影响，大量设备采取独立专用控制设备或智能测控装置，例如：故障录波装置、自动励磁装置（AVR）、厂用电快切装饰（ATS）、发电机自动同期装置（ASS）及发变组保护装置等。设备中硬件软件技术处于发展成熟阶段且具有较强的专业性，但是DCS系统中硬件配置标准尚未达到专用控制设备的技术要求，DCS系统无法完全替代专业专用装置。此外，火力发电厂电气控制系统与其热工控制系统间存在着明显差异性，例如：DCS系统注重控制逻辑搭建的合理性与严密性，而电气控制系统的反应速度要求相对严格，特别是电气信号变化速率普遍为毫秒级。
2火电厂电气控制系统纳入DCS控制系统的实现
2.1如何正确选择DCS控制系统
为了正确选择DCS控制系统就要首先明确一些必要的要求，第一，DCS在其他火电厂使用时是否经常存在如硬件损坏的问题，如控制终端脱网等。第二，DCS系统的抗干扰能力强弱。如系统的抗干扰能力较弱，运行维护过程中就容易出现信号被外界信号干扰而误发信号，因而导致停机停炉的情况发生。第三，DCS控制系统是否可以在线维修。第四，DCS控制系统软件功能是否足够大。控制系统的软件组态的功能块的种类是否能够适用于DCS各种功能的需要。同时也不会因为软件原因出现系统死机问题。
2.2提升全厂的自动化水平
DCS设备发展至今，硬件配置已经非常的成熟和标准化，对外通讯接口也日益多样化和开放，把电气系统纳入DCS控制从DCS硬件支持上没有任何问题。这样能真正实现全厂机、炉和电一体化控制，便于发电厂运行和维护管理。在运行方面在集控室任一操作员站都可监视和控制电气设备，这样提高了工作效率，减轻了运行操作人员的工作强度，减少了不同专业间的可能的配合延迟和失误。在维护方面因为都采用DCS标准硬件，可简化和标准化备件供应，节省采购和库管成本。
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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
3.1合理选择控制系统
在实际融入的过程中，相关技术人员秉持实事求是的原则，加大对于融入DCS系统的重视程度，持续累积自身工作经验，观察其他火电厂应用DCS系统期间是否出现硬件损坏问题，例如：控制终端脱网等，并且综合考虑DCS系统抗干扰性强弱程度。以抗干扰性相对较弱的系统为例，一旦运行维护期间自身抗干扰性较弱则可能出现信号被外界干扰出现误发信号的情况，反而造成“停机停炉”的问题。同时，做好DCS控制系统在线维修工作，尽可能挑选软件功能强大的DCS系统，特别是电气控制系统中软件组态功能块是否能满足DSC系统的功能需求，消除可能造成软件运行系统死机问题的风险因素。
3.2硬件可靠性
DCS硬件可靠性更高。DCS的电源、控制器和网络硬件配置都是冗余容错的，如果局部单一硬件发生故障，则自动切换至冗余部件，丝毫不影响机组安全运行。DCS的IO卡件有很强的隔离和抗干扰能力，IO模件都考虑了至少10%的备用通道。DCS设计时控制器的负荷率都做了上限限定，同时各重要的连锁保护系统和重要的设备，控制功能分散在不同控制器里。而DCS用操作员站鼠标操作断路器更可避免电气操作开关机构或触点损坏造成的误动或拒动。
3.3根据具体情况合理融入DCS系统
通常情况下，电气控制系统往往利用原有的专业微机数字化装置满足其功能使用要求，例如：以发电机磁励调节、故障录波等装置、系统自身工作状态及动作结果为例，经装置处理后输入数字化信息，充分发挥通讯方式的作用，实现信息输入DCS系统的目标。同时，以保证控制系统功能安全性及独立性为前提条件，脱离DCS系统后且不具备其他外部干预的条件下消除影响电气控制系统运行安全性的风险因素。此外，电气控制系统运行情况及其他运行过程中信息输入、信息记录及报警均于DCS系统中运行，其信息处理方式与热工相似，基本实现画面显示、打印输出及声光提示，甚至远程操作也可进入DCS系统。
结语
通过本文探究，在我国经济步入新常态的大背景下，电力需求缺口持续扩大，促使电力市场间竞争日益激烈。因此，相关火力发电厂秉持具体问题具体分析的工作原则，加大对于融入DCS系统的重视程度，持续优化简化运行维护流程，不断增强电气系统监控水平，消除影响机组运行安全性及可靠性的风险因素，严格控制总体运营成本投入，为火电厂谋取更多的经济效益。
参考文献
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论文作者:郭兵
论文发表刊物:《中国电业》2019年10期
论文发表时间:2019/11/1
标签：控制系统论文; 系统论文; 火力发电厂论文; 电气论文; 机组论文; 操作论文; 抗干扰论文; 《中国电业》2019年10期论文;