电厂电气自动化系统
电厂电气自动化控制系统简介
ｌ ８・
科 技 论 坛
电厂 电气 自动化控制 系统简介
邹 宁
（ 沈 阳鹭 岛资讯科技 有限公 司， 辽宁 沈 阳 １ ｌ Ｏ ０ ０ ０ ）
摘 要： 电厂 电气 自动化控 制 系￥ ｔ （ Ｅ Ｃ Ｓ ） 是 电厂对其 内部所有 电气设备进 行信息管理、 监测 、 保护和控制 的一种控制 系统 ， 其主要是 利 用监控 、 测控 、 保护、 通信接 口系统等设备 来实现此功能的 。电厂 电气 自动化控制 系统能够使 电厂电气实现 自动化的功能 ， 电气 自动 化 控 制系统现 已被广泛的应 用到电厂 的实际生产 当中。本 文主要针对 电厂 电气 自动化控 制进行 了总结分析 ， 简单介绍 电气 自动化控 制 系统 （ Ｅ Ｃ Ｓ ） 在 集散控制 系统（ Ｄ ｃ Ｓ ） 中实现 的方式及其 电气 自动化 系统控制对 象的特点 ， 并分对其在 生产 实践 中存在 问题及建议进行分析。 关键词 ： 电厂 自动化控制（ Ｅ Ｃ Ｓ ） ； 集散控制 系￣（ Ｄ Ｃ Ｓ ） ； 特点 ； 问题及 建议 电厂电气 自动化控制系统 （ Ｅ Ｃ Ｓ ） 是 电厂对其内部所有 电气设备 应的软件组态 ， 来完成电气装置功能 。 优点： 将软件 、 硬件均集 中在集 散控制系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 中， 其 灵活性 进行信息管 理 、 监测 、 保护和控制 的一种控制 系统 ， 其主要是利用监 方便性高 、 功能强 。 控、 测控 、 保护、 通信接 口系统等设备来实现此功能 的。电厂 电气 自 强、 动化控制系统能够使 电厂 电气实现 自动化 的功能 ， 电气 自动化控制 缺点 ： 负担重 ， 对集散控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 要 求高 ， 可能使其 它控制 系统现 已被广泛 的应用到 电厂的实际生产当中去 。 系统受到影 响 ， 并 且有些功能 （ 例如 ： 发 电机 一故障录波装置 、 变 压 在国内 ， 大多数发 电厂都将 集散控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 应用 到热工系 器组继电保 护装置等 ） 很难 实现。 统， 主要是利用此 系统 的功能使热工 系统 实现 自动化运行 ， 之前发 ３ ． ２部分集散控制系统（ Ｄ Ｃ Ｓ ） 方 式。部分集散控制系统（ Ｄ Ｃ Ｓ ） 方 Ｄ Ｃ Ｓ ） 软件来 实现 电气逻辑 ， 与其硬 电厂主要是采用 仪表监视及 “ 一对一 ” 的硬连接控制 来组成 电气控 式就是仅仅利用集散控制系统 （ 制系统 ， 这种电气控制系统的 自动化程度非常低。人们为了提高 电 件不关 ， 主要是将控制指令通过 网络通信或 Ｄ Ｃ Ｓ的 Ｉ ／ Ｏ通道发送 到 ｏ ｃ ｓ ） 可实 现主要功能有 ： 揭示逻 气控制 系统 的 自动程度 ， 就从 建立 电气 控制相对独立的系统方面人 电气控制装置上 。集散控制系统 （ 手， 利用 厂用 电子 系统 、 机组子 系统和升压站子 系统 来组成具 有所 辑实现条件 、 联锁的投退 、 操作指令 合法性 的逻辑 检查 、 电动机 的启 有 电气 子系统 的电厂 电气 自动化控 制系统 （ Ｅ Ｃ Ｓ ） 。 停 和开关的分合闸等 。集散控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 对于一些装置 而言 ， 只 １简述电气 自动化控 制系统 Ｅ ＣＳ 能实现装置 的投 、 退功能 ， 其余功能只能依靠 自身装置来实 现。 这些 在 生产实践 中常被人 们称 作为 电气设备二 次控制 回路 系统的 装 置主要包 括 ： 故障录波装 置 、 发 电机励 磁调节器 Ａ Ｖ Ｒ ｆ 自动电压 调 就 是 电气 自动化控 制 系统 Ｅ Ｃ Ｓ （ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） ， 每种 设 节器 ） 、发电机 一变压器组 继电保护装置 、发 电机准 同期装 置 Ａ Ｓ Ｓ 备有 每种设备独特控制 回路 ， 不尽相同。电气控制系统的主要 目的 等 。 是使设备能够安全可靠的运行 ， 单 凭电气 自动化控制系统 自身无法 优点： 脱 离集散控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 系统 ， 电气装置独 立 ， 依 靠 自身 安全性连锁逻辑完全 由自身来实现 。 实 现此 目的 ， 这就需 要一 些辅 助电气设 备来支持电气控制系统。若 就可以实现安全可靠 的运行 ， 干个 电器组件通过组 合之后 ， 能够控制设备 的某 项功能 ， 我们将 其 缺点 ： 可靠性受装置 的影 响很大 。 称 为电气控制系统（ 即俗称 的二次 回路或控制回路 ） 。 ４ 存在的问题及 建议 保护功 能 、 自动控 制功能 、 测量功能 和监视功能 是电气 自动化 各个保护 的通讯接 口与 电气 自动化控制 系统（ Ｅ Ｃ Ｓ ） 的监控 系统 控制 系统 的主要功能 。更进一步讲 ， 在 电气 自动化控制系统的应用 的接 口规约不是统 一的 ， 因其各 自保护 的型号不 同 ， 与之 对应 的规 下， 实现了低备 厂变及高备厂变 的 自动切换操作 功能实现了发电机 约也就不尽相 同。比如 ， 许继 的保护规约为 Ｉ Ｅ Ｃ 一 ８ ７ ０ — ５ — １ ０ ３ ， 而威盛 自动准 同期并 网及顺控 自动升压功能 ； 实现 了追忆 打印 、 、 历史 站记 电能表规约 Ｄ Ｉ Ｊ Ｔ ６ ４ ５ — １ ９ ９ ７ 。若想解决这一 问题 ， 就要 通过 网络通 录、 光字牌显 示等功能 ， 这一功能主要是针 对各配 电设 备及发变组 讯管理机进行解释这些规约 ， 这样在很 大程度上增加 了系统调试 的 发生事故时进行保护动及保护后的报警而言 的； 实现了各 电气 参数 困难 。 而在实 际应用 当中， 留给调试 的时间通常会很短 ， 导致 随着投 的测量及 对相关 电气设备 的联锁 、 监控 ， 并 将各系统设备 工况 与状 产 的进行 ， 消缺现象也 紧随其后发生。 态显示在操作员站 Ｃ Ｒ Ｔ画面上 ， 并全部实现软操作等功能。 从 系统结构方 面来看 ， 各 间隔分散 的数据在大量 传送 时 ， 会受 自锁及闭锁回路 、 电源供 电回路 、 制动停车回路 、 保护 回路 、 、 自 数据缓 冲区容量 、 通信速率等 因素 的影 响 ， 容易发生通道 阻塞现象 ， 动与手动 回路 、 信号 回路等是控制线路最常用 的基本 回路 。在设备 造成信息传输不顺畅 ， 甚至无法进行 。 监视与操作当中 ，可以利用 电子组 件及 电脑 控制系统来代替信号 、 在监控系统 的设计 与实施过程 中 ， 还应 特别注意信息 总量大小 操作组件 、 仪表 、 控制 电器 等大 多传统 的设备 ， 但传统元部件在就地 的问题 。要想对电厂事故处理和监视越全面 ， 越要 全面采集信息 内 局部控制的 电路和小 型设 备控 制的电路 中仍 有所应用 ， 以上均是 电 容 ， 这就带来新 的问题—信息优化 的问题 。尤其是 对监 控系统上传 路能否实现微机 自动化控制 的关键 因素 ， 更是其基础 。 保护装 置的报文 ， 当有保护动作 发生时 ， 保 护装置就会 将大量 的报 ２ 电气控制对象的特点 文上传 ， 进而影响到操作人员对重要信息的捕捉 。 为此 ， 我们必须筛 火力发 电厂 与其 他类型 的发 电厂就 电气控 制系统与 热机等设 选与优化系统所 采集 的信息 。 备相 比较 而言 ， 电气控 制系统操作 的频率不是很高 ， 但注 重的是准 还应着 重考虑监 控系统 的技术指标 ， 很 多的系统 技术指 标 （ 如 确性和快速性 ；电气控制 系统所需 的控制信息量相对 而言 比较 少 ， Ｃ Ｐ Ｕ和网络负荷率等 ） 在现 场调试过程 中很难进 行测试 ， 也没有 明 这就使信息的采集简单化 。而 与电气设备 的保护 自动装置 而言 ， 其 确 的定义。 在 电厂运行 中， 监控系统的作用越来越 大 ， 应制定相关 的 抗 干扰性要 强、 动作速度要快 、 可靠性要求 比较高 。 校验和调试规程 ， 以确保监控系统 正常运行 。 电气 自动化控制 系统 （ Ｅ Ｃ Ｓ ） 主要 以顺序控制和数 据采集 系统为 结 束 语 主， 拥有较多的连锁保护 ； 而热力系统控制多 以过程控制为 主， 系统 电气 自动化控制 系统（ Ｅ Ｃ Ｓ ） 通过现场总线或 以太 网将各 自独 立 也 十分 复杂 ， 需要处 理大量 的信息 。 运行的 自动装置 、 测控装置 、 继 电保 护装 置等 连接起来组成系统 ， 利 ３ 电气 自动化控 制系统（ Ｅ ＣＳ） 在 集散控制 系统 （ Ｄ ＣＳ） 中的实 用 后 台软件 和网络 ， 实 现了电气系统 的故障分析 、 运行 管理和协 调 现 方式 控制， 使 发电厂的运行管理 水平和 自动控 制水平得到 了提高 ， 为 提 ３ ． １全由软件和集 散控制系统（ Ｄ Ｅ Ｓ ） 硬 件来 实现 电气逻辑 。完 高经济效益打下 了坚实的基础 。 全 由软件 和集散 控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 硬件来 实现 的电气逻辑 有 ： 简单 的 参考文献 继 电器 和发 电机励磁 调节器保护逻辑 、 厂用 电 自动切换逻辑 、 发 电 ［ １ 】 李东平． 达拉 特 发 电厂 电 气综 合 自动 化 的 方 案 研 究 和 实施 ｆ Ｄ 】 ． 北 机同期逻辑等。有些集散控制系统（ Ｄ Ｃ Ｓ ） ￣
火力发电厂电气自动化系统的发展
系统 动态并进行设备的维护与管理 ，Ｅ Ｓ Ｃ 系统与其他系统￣ Ｄ Ｓ Ｉ、 ｎ Ｃ 、Ｓ Ｓ ＭＩ实现数据交换 ，并且电厂的主接线电气分布分段对各种分组装黄进 Ｓ 行 分配控制 ，智能设备通过Ｒ ４ ５ ２ ２ Ｓ ８ — ３ 口与主控单元Ｓ Ｎ ０ 】 连接 ， Ｃ 一 ３Ｅ ＤＳ Ｃ 数据通过站控层的转发工作站实现 ，其它信息如有需要可通过硬接 线方式与Ｄ Ｓ Ｃ 连接 。
参考 文献
【】 ｌ 陈利芳． 电气系统监控 纳入Ｄ Ｓ Ｃ 改造 的设 计与实践 ． 系统 自动化， ０ ，） 】 电力 ２ ２ ４ ０ （． 【］ ２潘俊 生， 邹水 华 ．Ｃ 在火 电厂 电气 系统 中的应 用及其 存在 问题 的探讨 ［ ． Ｄ Ｓ Ｊ广 ］ 东 电力， ０ ， ） ２ ３ ８． ０ （
发电厂电气自动化系统研究
１ ． １ 厂级 监控 信 息 系统 （ Ｓ Ｉ Ｓ ）
全厂生产 过程信息监 视、 统计和分 析 ； 厂 级 和 机 组 性 能 计 算分析和 操作指 导； 运行 调度和机 组之 间负荷优化 分配 ； 设备 状 态 监 视 和 故 障诊 断 ； 机组和设备寿命管理。
Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ａ（ 数据采集和监控） 、 厂用 电抄表 、 录波分析 、 电动机故障 诊 断 等 各 种 基 础 应 用 及 高 级 应 用 功 能软 件 ， 以及 后 台系 统 与 发 电厂其他 管理 系统 （ 如 ＭＩ Ｓ系统） 间的通信接 口软件 。
发 电厂 的运行管理水平 以及 自动控制水平提高 。
（ ２ ） 通信管理层。这一层包括通信管理装置和通信 网络 ， 主 要完成与上述各种 智能装 置、 Ｄ Ｃ Ｓ系统 、 电气后台监控系统 、 发 电厂 其他智能设 备 （ 如发 电机 保护 、 励磁调节 装置等） 、 发 电厂 其他系统 （ 如厂级监控系统 Ｓ Ｉ Ｓ ） 的通信 。通信方式采用工业 以 太 网和现 场总线 ， 如Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ 、 Ｃ Ａ Ｎ等， 通信 管理装置实现 不
２ 发 电厂 电气 自动化 系统 的构成
从 结构 上 看 ， Ｅ Ｆ Ｃ Ｓ系 统 可 分 成 三 层 ： （ １ ） 间隔层 。这一层主要为完成各种专业化 功能 的智 能装
置， 包括 ： 厂用 电中压 ６ ｋ Ｖ ／ １ ０ ｋ Ｖ系统 系列保护 测控装置 、 厂 用 电低压 ４ ０ ０ Ｖ系统系列智能控制器及测控装置 、厂用 电源 快速
Ｏ 引 言
目前 ， 随着 生产、 生活 自动化程度 的提 高， 对 电力等能源供 应 的可靠性提出了越来越高的要求 ， 而发 电厂本身也 向着 电压 等级提 高、 生产规模扩 大、 自动化水平提 高的方 向发展 。发电厂 自动化系 统将原先 各 自独立运行 的系统 中种类和 数量众 多的 继 电保 护 装 置 、 测控装置 、 自动 装 置 等 通 过 现 场 总 线 或 以太 网
OES7500发电厂电气自动化系统
OES7500 发电厂电气自动化系统
OES 7500发电厂电气自动化系统采用具有高可靠性的大型实时监控软件平台，利用基于TCP/IP的以太网通信技术来实现保护测控智能装置的分层分布式综合自动化功能，并与电厂DCS系统接口完善，可实现无缝连接，彻底实现发电厂的机、炉、电监控一体化，大大提高了发电厂运行的自动化程度。
系统采用的微机保护、测控装置和其它专用自动装置均选用原理先进、现场运行可靠的产品，不受通讯功能限制，可独立运行，从根本上保证系统的安全和稳定。
厂用电系统采用微机型保护测控一体化装置，可分布于各电气间隔，真正做到分层分布。
保护、测控等单元设备直接采用嵌入式以太网通信技术并且设备内部各模块之间采用无瓶颈的平衡式通信方式，从而实现了一整套快速响应系统，为实现数字化电厂提供基础。
系统功能
实现对所有电气设备的监测、控制、保护和信息管理。
实时显示并记录发电机、变压器（或发变组）系统、厂用电系统、网控系统和电气专用自动装置的正常运行、异常运行和事故状态下的各种数据和状态，并提供应急处理措施。
厂用电系统按启动／停机阶段和正常运行段的要求实现程序控制和软手操控制。
发电机系统实现由零起升速、升压到并网带初始负荷的程序控制和软手操控制。
根据实际运行水平和设备可靠性，机组程控并网可设置人工间断点，分步进行。
网控系统实现综合自动化，包括升压站的保护、监控和远动功能。
炉、机、电实现全LCD监控，监控软件具有数据处理和统计、事故报警和记录、画面显示和重构、报表生成和打印等诸多后台功能。
对于继电保护和其它电气专用自动装置以及电气程序控制，监控后台提供专用操作窗口。
实现发电厂电气系统防误操作。
火电厂电气自动化控制系统设计
第17期2023年9月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.17September,2023作者简介:杨耿涛(1994 ),男,河北隆尧人,助理工程师,本科;研究方向:火电运行㊂火电厂电气自动化控制系统设计杨耿涛(河北兴泰发电有限责任公司,河北邢台045000)摘要:文章依据火电厂运行需求,提出了一种火电厂电气自动化控制系统设计方案㊂系统以DCS 系统为基础,构建了检测保护层㊁通信管理层与上位机系统3个硬件层面的保护层级,并在单神经网络基础上进行了PID 智能控制模块设计㊂在系统功能实现上,文章提出了数据库系统㊁监控系统和应用PID 控制器的控制策略设计内容,并最终确定了火电厂控制策略的最佳应用流程,从而实现了对火电厂电气设备的智慧化控制管理,满足了系统自动化控制管理要求㊂关键词:火电厂;电气自动化;单神经网络;设计流程中图分类号:TM621;TP39㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀目前,我国虽然大力发展绿色电力,但是仍然高度依赖火力发电的发电方式㊂2022年我国火力发电装机量仍然超过了50%,火力发电量占比虽有降低,但是仍然维持在70%以上㊂面对 双碳 目标的提出,火电行业如何推进火电产业转型升级,已经成为整个行业的重点关注话题[1]㊂鉴于此,火电厂采用自动化控制技术提高设备运行效率㊁降低能源消耗,普及与应用电气自动化控制系统已经成为促进火电产业整体良性发展的关键举措㊂1㊀需求分析㊀㊀目前,火电厂的分散控制系统(DSC 系统)主要侧重于汽机锅炉,而忽略了对电气系统的运行监控,且对电气系统运行控制的要求在已有DSC 系统中难以完全得到满足,通过硬接线将电气系统直接与DSC 相连,无法充分发挥出电气系统智能终端装置的测量㊁监控与通信作用,使得基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低[2]㊂鉴于此,火电厂需要采用分层分布式控制结构进行电气自动化控制系统设计,并采用PID 智能控制器模块实现对电气系统的智能化控制,充分发挥火电厂电气自动化控制系统的优势㊂2㊀火电厂电气自动化控制方案设计2.1㊀总体架构设计㊀㊀本文选用DCS 系统作为系统主站,形成以DCS系统为控制核心的电气自动化控制系统,总体架构如图1所示㊂PLC 与远程输入/输出设备利用远端控制模块实现通信,通过现场总线进行数据交换,PLC 根据远程站对地址设置的要求对远程分站进行地址设置,用于区分从站㊂DCS 系统可直接参与从站数据通信,且不会加剧编程工作量㊂系统中,DCS 系统为总站,远程分站有3个,分别为中间站㊁远程中心站与燃料仓站[3]㊂图1㊀总体架构现场总线为开放全数字化的㊁双向多站的计算机网络,利用该网络将智能终端设备㊁PLC 与现场设备相连,主要采用数字信号的传输模式,不同节点可以共用同一条物理传输介质㊂智能终端设备集成了CPU㊁存储器㊁A /D 转换器与I /O 回路,具体包括中压系统保护测控装置㊁低压系统自动保护装置等,通过智能终端设备进行电气设备运行数据的采集㊁处理与集中控制,将相关信息以数据信号的形式上传至DCS 等控制层,并接受来自控制层的控制指令[4]㊂2.2㊀系统功能层㊀㊀整个系统包括3个功能层,具体如下: (1)监测保护层㊂监测保护层由电气系统保护与自动装置构成,具体包括智能终端设备㊁发变组保护㊁自动励磁装置(AVR)㊁自动同步系统(ASS)等㊂所有保护装置的保护功能具有独立性,通过现场总线将各类设备直接与通信管理层相连,从而实现对这些设备的分散监测与控制㊂(2)通信管理层㊂通信管理层为现场总线,负责接收DCS对监测保护层下达的各项控制指令,以及后台工作站下达的修改定值指令等,并将接收到的指令分发至目标装置㊂同时,通信管理层还需要负责接收不同监测保护装置上传的电气设备运行信息,并反馈至DCS系统与后台工作站㊂通信管理层与DCS系统㊁后台工作站之间的连接采用以太网,通常需要配置通信管理单元,需要提供12个通信接口㊂(3)上位机系统㊂上位机系统包括DCS系统与后台工作站,DCS 系统为核心控制系统,后台工作站主要负责电气设备定值修改㊁管理维护等指令的下达工作㊂2.3㊀基于单神经网络的PID智能控制器模块㊀㊀为了提高系统的智能控制水平,系统在智能终端设备中加入了PID智能控制器模块㊂该模块采用单神经网络的PID智能控制器,有利于提高对电气设备控制的自我学习能力,提升电气设备控制的自适应性,具体结构如图2所示㊂转换器在输入过程中,通过对电气设备运行参数的分析,进一步优化电气设备的被控制过程,改善PID控制水平,以s(r)的设置为例,经过转换器的转换后,直接输出为状态数,其中,Y1(r)与ϕ(r)相同,在此基础上可求解出Y2(r),即ϕ(r)-ϕ(r-1),同理也可以求解出Y3(r)=ϕ(r)-ϕ(r-1)-ϕ(r-2)㊂S 为性能指标,R为神经元比例系数,神经元通过关联检索生成衍生信号H p㊁H i㊁H d,并通过路径优化混合控制策略进行调节,实现对电气设备的自动化控制目标㊂3㊀系统功能实现3.1㊀数据库系统的实现㊀㊀火电厂电气自动化控制系统中的数据库系统通图2㊀PID智能控制器过JdbcOdbc桥接方式实现系统功能,预先将数据库系统与本地Oracle数据库相连,其实现方式为数据源,实现在本地直接对数据库的调用功能㊂完成数据库连接后,系统界面设计中应明确数据库系统功能在火电厂电气自动化控制中的应用方向与管理需求,数据库系统运行管理涉及工作空间㊁台账管理㊁定期工作数据查询和状态管理等多项内容㊂因此,系统界面设计应包含功能定制㊁模型定制㊁角色管理与系统功能设定等内容㊂系统应用时,管理人员可通过导航栏电机相应的功能按钮实现相应的操作指令,如添加工作任务时,可通过数据库系统界面的台账管理㊁电气MIS报表㊁添加记录等模块完成㊂完成系统数据添加后,根据火电厂电气管理工作需要,管理人员可通过选择数据进行修改,但修改功能仅限于部分高等级权限人员,以保证系统数据信息安全㊂数据库系统实现中,管理人员首先需要在数据库建立类模型,类添加属性与字段进行一一对应,通过字段类型确定相应的精度与长度,从而编辑Web中类的属性,包括精度㊁长度㊁种类㊁名称㊁位置㊁项目与人员时间等,从而实现对属性的查看与修改,完成模型构建㊂3.2㊀监控系统的实现㊀㊀(1)电源切换㊂该功能模块可确保火电厂机组的安全运行,可以为机组运行提供备用电源,以保证在异常情况下能够迅速实现电源切换㊂火电厂电气自动化控制中所使用的电母线有工作分支与备用分支两种,工作分支在日常运行状态下接入系统,另外一条线路始终处于备用状态,当出现运行线路异常情况时,监控系统则会立即接入备用电源,从而实现备用线路的稳定供电,保障系统母线供电的稳定性㊂火电厂监控系统运行时有两条供电途径,其中备用电源处于断开状态,运行中两条线路相互备用,通过系统监测开关操作异常情况㊁断路器情况与接线方式进行电源切换操作㊂(2)低压电源切换㊂低压电源系统会根据系统逻辑指令进行自动切换,在低压电源切换中对汽机断路器和合跳闸逻辑指令如表1所示㊂表1㊀汽机断路器合跳闸逻辑指令内容逻辑指令信号名称状态允许合闸条件逻辑断路器分闸位置真断路器远方控制真无断路器控制电源消失非无断路器故障非PC1A段母线PT控制回路断线非PC1A段母线PT直流电源消失非PC1A段母线PT低电压动作非PC1A段母线PT熔断器熔断非侧断路器合闸状态非允许跳闸条件逻辑断路器远方控制真断路器合闸位置真㊀㊀(3)高低压用电控制原理㊂火电厂高低压用电控制均采用远程分合闸控制与就地手动分合闸控制相结合的方式,但高压控制的电气回路转换采用CK转换开关,而低压电气回路转换则采用LK转换开关㊂3.3㊀控制策略设计㊀㊀火电厂电气自动化控制中,设定PID控制器包含3个整定变量H p㊁H i㊁H d,且3个变量均存在5个有效数位㊂之后,将3个参数值抽象化于平面坐标中,并绘制出等间距和等长度的15条垂直x轴的线段,分别为A1,A2,...,A15㊂将所有线段进行九等分,从每条垂直线段上获取相应的10个节点,以此描述线段的数位值㊂此时,平面坐标系中存在15ˑ10个节点,将平面中的节点设定为a(x j,y j,i),其中x j为线段A j 的衡坐标,y j,i为A j上节点i的纵坐标,其数值和节点的纵坐标值相对应㊂在蚁群算法中从坐标原点O出发,其爬行路线可描述为:B={O,a(x1,y1,i),a(x2,y2,i),...,a(x j,y j,i)}在火电厂电气自动化控制中,按照如下流程实现有效控制㊂步骤1:依据参数整定方法(Z-N法),运算PID 参数为H p,s-M㊁H i,s-M㊁H d,s-M㊂步骤2:蚁群种群数目为n,存在15个用于保存途经节点的纵坐标和路径属性信息㊂步骤3:运用混合算法进行参数初始化㊂步骤4:设定变量j的初始值为1,当参数p<p0则计算蚂蚁在线段A j中各个节点转移的概率Q h ji(t),反之,使用赌轮选取方法确定后续节点,并记录数值㊂其计算方法如下:Q h ji(t)=[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2ðhɪallowed h[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2,iɪallowed h0,elseìîíïïïï式中,allowed h为h下一步可选取的节点; [Ψji(t)]1为描述信息素轨迹强度重要性;[ϑji(t)]2为描述能见度因素的重要性㊂步骤5:当所有蚂蚁走完一个节点后进行局部刷新㊂步骤6:设定j=j+1,若jɤ15,则返回步骤3,反之继续㊂步骤7:根据蚂蚁爬过路径,运算分析此路径所对应的PID参数H h p㊁H h i㊁H h d,通过仿真计算,获取火电厂电气自动控制系统性能指标S h z㊁稳态误差d h和超调量e h,计算其所对应的目标函数㊂步骤8:刷新全部信息素,并自适应调整全体信息发挥系数,刷新方式如下所示:Ψjiѳ(1-∂)㊃Ψji+∂㊃ΔΨji步骤9:运用单点交叉策略实施杂交,衍生出新的个体㊂步骤10:通过基本位变异方法再次计算每个参数值㊂步骤11:若控制策略中全部蚁群没有收敛至相同路径,则需再次将所有蚂蚁放置于起点位置并跳至步骤4㊂反之停止运算,输出最佳路径与相应参数㊂4 结语㊀㊀火电厂电气自动化控制系统的构建仍然以采用DCS系统作为首选,该系统在工业自动化控制方面具有其他控制系统难以比拟的应用优势,在现场总线技术出现以后,DSC系统在火电厂电气自动化控制方面的应用也可以得到进一步发展,以现场总线实现DSC 系统同智能终端设备的连接,可以有效解决基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低的问题,并通过智能终端设备的优化,可以实现对电气设备的智慧化控制,真正发挥出火电厂电气自动化控制系统的控制作用㊂参考文献[1]刘放.探究大型火电厂电气自动化控制技术[J].电气技术与经济,2023(3):84-87.[2]吴燕峰.智能化技术在电气自动化控制系统开发中的运用研究[J].设备监理,2023(2):1-3,8. [3]田野.大型火电厂电气自动化控制技术研究[J].现代工业经济和信息化,2021(10):135-136,139. [4]乔建平,杨志荣,郭芬.解析火电厂电气自动化与电气工程融合运用[J].中国新技术新产品,2020 (9):43-44.(编辑㊀李春燕)Design of electrical automation control system for thermal power plantsYang GengtaoHebei Xingtai Power Generation Co. Ltd. Xingtai045000 ChinaAbstract This article proposes a design scheme for the electrical automation control system of thermal power plants based on their operational requirements.The system construction is still based on the DCS system with three hardware level protection layers detection protection layer communication management layer and upper computer system.PID intelligent control module design is also carried out on the basis of a single neural network.In terms of system function implementation the design content of control strategies for database systems monitoring systems and application PID controllers was proposed and the optimal application process of control strategies for thermal power plants was ultimately determined thus achieving intelligent control and management of electrical equipment in thermal power plants and meeting the requirements of system automation control management.Key words thermal power plant electrical automation single neural network design process。
发电厂电气系统综合自动化技术分析
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON 2008NO .28SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 动力与电气工程近年来,微机综合自动化技术已经在电力系统的各级变电站中得到广泛的应用,获得了丰富的运行经验,并为广大用户所接受。
微机综合自动化系统普遍采用分散分布式技术,保护和测控装置就地安装于开关柜,通过现场总线连接,经通信管理机接至后台机。
这种模式与集中式相比,具有结构简单灵活、可靠性高、安装维护方便等优点。
在发电厂厂用电气系统中,尚未应用微机综合自动化技术,厂用电气系统的保护、安全自动装置等还处于相对独立的运行状态,没有形成完整的网络,管理维护水平相对落后。
在这种独立的运行状态下,电气系统与D C S 的传统硬接线方式在设计、施工、投资上的缺点日益受到关注。
1传统监控系统的缺陷1.1监视系统存在的问题①目前多数电厂升压站对电气设备信息的监视仍然采用传统的中央信号光字牌,由于电气一次,几次设备的改造更新,需要监视的信息增多,原有的光字牌已经远远不能满足监视设备运行和故障信息的需要,而增加新的光字牌需要在原监控盘开孔,或增加新的监控盘,这样的改造会因为现场各种条件的限制而无法实现。
传统光字牌寿命短,备件价格相对昂贵,且耗能较大。
②传统的监控系统无法实现对微机继电保护装置及电气自动装置的故障报告及录波图等信息的监视,监控人员无法直接查看相关报告信息,因此这些装置的运行状况无法准确掌握。
目前,监控人员如要了解相关信息,需要到装置就地对运行的装置进行操作查看。
且目前这些报告的整理和保存均需人工整理、保存和传送。
③对升压站的断路器、隔离开关等设备的状态及运行信息只能从简单的信号灯上判断,而线路运行时的电流、电压、无功、有功等信息均需通过传统的模拟表计监视,且需要人工抄表、人工统计和分析。
④发电厂运行值长一般值守在网络控制室,而值长对整个电厂电气设备运行状态及机组出力情况的了解需要到各单元(单元式布置)查看,或通过内部M I S 网传输的简单的非同步信息,或通过传统的电话方式了解情况。
电厂电气系统自动化技术改造措施
性 点 隔 离 开关 及 其 操 作 机 构 ， 能 实 现 遥 控 操 作 ；对 有 载 调压 分 接 开 关 实现当地和远 方遥调操 作；实现主变温 度远方测量等 。 （ ） 干 次 设 备 改 造 内 容 及 要 求 二 控 制 回 路 的 改 造 要 能 适 应 无 人 值 班 需 要 ， 主 要 有 以 下 要 求 ： ① 断路器控制 回路 改造 后 ，要简单 、可靠、无迂回接线 。② 断路器控制 回 路 断 线 、 失 去 控 制 电源 时 应 实现 远 方 报 警 ，并 保 留控 制 回 路 故 障 信 号 。③ 保 护 回路 单独 设 有 熔 断 器 的变 电 所 ，保 护 回路 直 流 消 失 后 ， 能 远 方 报 警 。 ④ 重 合 闸 装 置 要 实现 自动 投 退 ，在 遥 控 和 当地 操 作 合 闸后 ， 重合闸 电源应 自动投入 ，重合 闸放 电回路 自动断开 。⑤ 低频 减负荷 装 置或其它系统稳 定措施装置动作跳 闸时，应 自动 闭锁重 合闸。⑥ 取消 断路器位置信 号灯的不对应 闪光功 能，信号灯具 改为 发光二极管等节 能型灯具 。⑦加装遥 控与就地跳 、合 闸闭锁回路 。⑧ 中央信 号装置有 关回路作相应 改造 。 五 改 造 方 案 的 选 择 （ ）断路器 的控 制 与继 电保护 合一 的改造方案 改造时保 留有 一 全部保护设备，取消控制屏 （ 集中控制 台、集 中控制柜 ） ，将断路器控 制回路 、控制设 备安装到保护屏适 当备用位置 。这种方 案将会 取消控 制屏上 的全部 光字牌信号、测量仪表 和音响信号 。为满足 当地 操作及 改造过渡期 内变 电所 运行操作人 员对 设备状态的监视要求 ，增设一年 ＲＴ 当 地 工 作 站 及 显 示 设 备 。 ｕ （ ）只 改 造 二 次 回 路 接 线 方 案 这 种 改 造 方 案 保 护 设 备 、 控 二 制 设备全部利用 。在 改造中根据无人值 班变电所 的技术要求 ，改造 二 次回路 中的部分 接线 ，如断路器控制 接线改接 ，重合 闸接线 改接，以 及 信号改接等 ；增加和 更换部分继 电器，使其具备无人值班变 电所 的 技 术 要 求 。这 种 方 案 ， 改 造 量 最 少 ， 二 次 回 路 变 动 量 小 ，是 采 用 电磁 式继 电器保护变 电所 的最方便、最经济 的改造方案 。变 电所的 Ｒ Ｕ装 Ｔ 置采用常规运 动设备 。 （ ） 二 次 保 护 设 备 全 部 更 新 改 造 方 案 对 于 运 行 年 限 较 长 的 变 三 电所，在方案 设计时可根据无人值班 改造 的技术要求 ，全部更 新变 电 所二次及保护 设备，采用 目前 国内较 先进 的综合 自动化装 置。这种 改 造 方 案 投 资较 大 ， 一 般 只 适 用 于 变 电 所 相 对 陈 旧 ，原 有 的 二 次 回 路 己 达 不到安全要 求的情况 。 六 如 何 进 行 远 方 监 控 （ ）继 电器的 更新 根据 传 统变 电所 无人 值班 改 造 的实际 情 一 况 ，也为确 保 “四遥 ”功能 的实现 ， 改造 中要将保护 及 自动装置 中 的 电 流 、 电 压 、 时 间 、 信 号 、 重 合 闸 等 电 磁 型 继 电 器 全 部 更 新 为 静 态继 电器 。 （ ）远 控 和 就 地 操 作 转 换 变 电所 实 现 无 人 值 班 ， 要 方 便 设 二 备检修和事故现场 的紧争急处理 ，就必须要实现远控及 就地 控制两种 方式操作，因此要拆除原有的 Ｋ 控制 开关 ，在回路 中增加具备 “ Ｋ 远控 ” 和 “ 地 ”转 换 功 能 的 Ｑ 就 Ｋ切 换 开 关 ，在 正 常情 况 下 ，无 人 值 班 变 电所 所有运行或备用 状态的断路器 ，必须置于 “ 远控 ”位 置，由监控中心 值 班 员进 行 远控 。 （ ）线 路 的 监 视 大 家 知 道 ， 红 绿 信 号 等 除 反 映 断 路 器 的 实 三 际位置 以外 ，还 担负着监视跳 合闸回路是否正常 的任 务，虽然变 电所 内可 以通 过 红 绿 灯 来 实 现 跳 合 闸 回 路 的 监 视 ，但 却 无 法 从 远 方 进 行 监 视 ，为此在控制 回路 中加装也跳闸位置继 电器 Ｔ Ｊ和合闸位置继 电器 Ｗ Ｈ Ｊ 只要 Ｕ Ｊ及 Ｔ Ｊ的 两 副 常 闭 触 点 同 时 闭 合 ， 就说 明跳 闸 回路 有 问 Ｗ， Ｗ Ｗ 题 ，需 要 到 现 场 检 修 。 （ ）遥 信 的实 现 （ 四 １）遥 信 的实现 变 电所原 中央 信 号解 除 以后 ，为正 确反映所 内所有 异常及事故信号 ，就必 须将上述信号通 过继 电器触 点提 供给远动遥信 装置 以实现遥信功 能。按照无人值班 的
电力系统自动化技术和电气自动化技术
电力系统自动化技术和电气自动化技术电力系统自动化技术和电气自动化技术一、引言电力系统自动化技术和电气自动化技术是现代电力行业中不可或缺的重要组成部分。
随着能源需求的增加和能源供应的多样化，电力系统和设备的规模和复杂性也在不断增加。
为了提高电力系统的运行效率、稳定性和安全性，电力系统自动化技术和电气自动化技术得到了广泛应用。
二、电力系统自动化技术1. SCADA（监控、控制与数据采集系统）SCADA是一种用于监视、控制和数据采集的计算机系统。
它可以实时地对整个电力系统进行监测，并通过远程终端单元（RTU）与各个设备进行通信。
SCADA系统可以实现对发电厂、变电站、输电线路等各个环节的监控与控制，提高对电网运行状态的实时感知能力，并及时采取相应措施。
2. EMS（能源管理系统）EMS是一个集中管理和控制整个电力系统的计算机软件系统。
它通过收集、处理和分析大量来自各个设备的数据，实现对整个电网运行状态的全面监测和管理。
EMS可以对电力系统进行调度、优化和计划，确保电力供应的稳定性和可靠性。
3. 自动化装置自动化装置是一种用于实现电力系统各个设备自动控制的设备。
它可以通过预设的逻辑控制程序实现对电力系统的自动调节和操作。
常见的自动化装置包括断路器、隔离开关、遥控开关等，它们可以根据预设的条件和指令进行操作，提高电力系统的可靠性和安全性。
4. 智能配电网技术智能配电网技术是一种将信息与通信技术应用于配电网中的技术。
它通过在配电网中部署传感器、通信设备和智能控制装置，实现对配电设备状态、负荷信息等数据的采集和分析，并通过远程通信与控制实现对配电网的智能化管理。
三、电气自动化技术1. PLC（可编程逻辑控制器）PLC是一种专门用于工业自动化领域的计算机控制器。
它具有可编程性和灵活性，可以根据预设的逻辑程序对各种工业设备进行控制。
PLC 广泛应用于工业生产线、机械设备等领域，提高了生产效率和产品质量。
2. DCS（分布式控制系统）DCS是一种用于工业过程控制的计算机系统。
关于火电厂电气自动化系统建设的思考
出现异常， 要切实做好各种设备 的巡视 工作 ， 一旦发现 设备运行异常 ， 应 当及 时 采 取 有 效 措 施 进 行 处 理 ， 从而 防止严重事故 的发生， 从 而 最 大 限 度地降低事故率， 保证 电网安全 可靠运转 ， 造福社会 。 参考文献 ［ １ １ 杨 芳林． 如何建立变 电运行安全机制 经营管理者， ２ Ｏ ｌ Ｏ（ １ ７ ） ． ［ ２ 】 李浩 彬． 浅谈 变 电站变 电运行 管理方 法［ Ｊ ］ ． 科 技促进 发展 （ 应 用 版） ，
２ ． １ 监 视 系 统 的 问题
目前 国内多数 电厂 的升压站仍 然采用 的是中央信 号光字 牌 电气监 视设备 ， 但 火 电厂 的其它 设备 已经更 新换代好几 次了， 这就造 成 了监视 设备明显地落后 了其它设备 的问题 。 “ 而 随着科技 的进 步， 一台监 视设备 所要监控 的信息 也明显的增 多， 因此 ， 现 有的设 备无法满足 需要 。［ １ １ ” 另 外， 传统的火 电厂监控系 统无法实现对 电气 自动与微机保护装置 的录波
自动提出警示 ， 以便我们有足够 的时间把故障排除。［ ２ １ ” 可 以进行 中央信 号警告、 保护动作事件 ， 开关动作 告警等 ， 还有一些新式的具有更为先进
的功能。
３ ． ２ 高 级 功 能
（ １ ） 自动 抄 表 功 能
火 电厂 电气 自动化系统应该具备 自动抄表功 能， 也就是 自动记录着 电表 的脉冲 信号 ， 并且形成 相关的数据是在 控制系统 内部， 这样 就能确 保电表的 自动抄表 功能得 以实现 。
图 和 故 障 报 告 等 数 据 的 监控 ， 这 样 就 造 成 了无 法 掌 握 准 备 的监 控 信 息 的
问题。
浅谈火力发电厂电气自动化系统的发展及应用
通 过通信 口提供所需 的信息 ，由监控 系统完 成总线 连接 、 信 息 传送 、 通信 管理等 ， 并建立 电气工作 站 。
发 电 自动化运作 水平 和发 电效率 都有着 一定程度 的提高 。
２ 监控 系统 组成 及功 能
２ ． １ 监 控 系 统 组 成
与 上位机 实现 通讯 功能 ． 将 系统 的 电压监 控 、 充 电装 置及 蓄 电池运行 状态 、 系统 绝缘 监视 、 报 警及 事件 记 录等信 号反 映 至 ＤＣ Ｓ中 ．以便 能随 时监视 系统运行 状 态并 在故 障下 实现 快 速的判 断和处理 现场总线 交换 的电气信 息 内容 ． 可先由
时 还设 置有 自动 控制装 置 ．以便 及 时地对 主辅 设备 进 行调
节。 现代 化的火 电厂 ． 已采用 了先进 的计 算机分 散控制 系统 。
这 些 控 制 系 统 可 以 对 整 个 生 产 过 程 进 行 控 制 和 自动 调 节 ． 根
据不 同情况协调各 设备 的工作状 况 ． 使 整个 电厂的 自动化水 平 达到 了一个空前 的高 度 电气 自动化控 制系 统已成为 火电厂 中不可缺 少 的部分 ． 通过现 场总线将 众多 的保护和 自动装置 连接起来 ． 经通信管
３ 监 控 系统 的发展
火 力 发 电 是 我 国 发 电技 术 中一 个 重 要 的 分 支 近 年 来 ． 人 们 对 于 火 力 发 电 中 的 电 气 自动 化 技 术 的 应 用 越 来 越 关 注 ， 而 且 火 力 发 电技 术 也 得 到 了 快 速 的 发 展 和 创 新 ． 火 力 发 电 所 提 供 的 电 量 也 随之 愈 来 愈 大 电 气 自动 化 在 火 力 发 电 中 的 运
浅谈发电厂的电气综合自动化系统
浅谈发电厂的电气综合自动化系统摘要：计算机监测与控制系统是一个客户化、自动化的新型控制系统。
本文主要介绍了计算机监控系统的开发过程、内容、功能及相关系统组成；并介绍了系统监控系统中还存在的技术问题，并提出了相应的处理措施和应对策略。
关键词：电气自动化发电厂技术问题引言随着国内计算机技术、信息技术和网络技术的高速发展与普及，给电厂自动化系统带来了巨大的发展机遇，不管是从结构、形式还是功能上，都为电气自动化提供了一个广阔的发展平台。
新世纪，社会的飞速发展，发电厂自动化工作也需要与时俱进，能够适应新的社会需求，这就必须要其有一个新的发展方向和系统控制流程。
目前的发电厂自动化系统已经成为一个集计算机、控制、通信、网络及电力电子为一体的综合系统。
不仅能够完成单个电厂工作，还可以同步进行多种梯级流域和跨流域发电群体的安全监控力度和要求。
一、发电厂综合自动化系统的基本功能和配置发电厂综合自动化的基本功能主要是通过间隔层、通讯层和站控层三部分构成的。
1、间隔层间隔装置一般包括一个控制装置，继电保护装置等智能电子装置，其中控制装置是综合自动化系统必须的一部分。
在该站的改造，一般间隔层只涉及到控制装置的安装部分。
其他设备可以被纳入综合自动化系统通过不同的方式，如原来的继电保护，故障录波器可以通过通信接口，直接或通过协议转换接入综合自动化系统。
2、通讯层通讯层一般都是将间隔层采集的信息数据传送个网络，以供所有的变电站设备可以共享信息，变电站的命令也可以通过网络到间隔层。
目前，综合自动化系统通信网络主要用于支持以太网，10m/100电以太网和光纤以太网通信协议的网络，一般采用国际标准协议，通信设备中使用的通用工业设备。
为了提高网络的可靠性，一般监控网络采用冗余配置。
3.站控层站控层通常包括一个监测站，远程控制站，继电保护工程师站”和工作作站。
主人站综合自动化系统的主要人机界面，它是收集，显示和记录间隔层设备获取信息，并对信息加以处理和发送，使得信息作用能够及时得到发挥。
5、电厂自动化系统---发电厂变电站解决方案
电厂自动化系统---发电厂变电站解决方案1.方案背景PRS-7000发电厂电力网络监控解决方案（NCS系统）是由长园深瑞继保自动化有限公司为适应发电厂电力网络自动化技术的发展要求而推出的、集监视控制与防误闭锁、智能设备信息集成、远动通信、保护信息管理、当地监控等功能于一体的综合自动化系统。
PRS-7000型发电厂NCS系统可接入PRS-700、PRS-7000等系列成套高压、超高压微机保护，也可接入ISA-300G系列微机保护与测控装置。
系统基于先进的网络化通信技术设计，具有开放、分层分布式结构，能无缝接入不同厂家的保护测控装置和其他站用智能设备，方便地监视和控制各种设备的运行，为发电厂的安全经济运行提供更可靠的保证。
2.应用场景本解决方案可广泛适用于火电厂、光伏电厂、风电厂等发电厂，其站控层设备包括SCADA服务器、操作员工作站、保护信息子站、维护工程师工作站、防误系统、PRS-791D系列通信接口设备（远动工作站、前置机、保护管理机、协议转换器等）、GPS对时设备、打印机、音响报警装置、网络设备、直流逆变器（或UPS）及通信电缆等。
1)站控层配置服务器（兼操作员站，主从配置）、工程师站、五防工作站、WEB 服务器（可选）、远动通讯机、保信子站系统等；2)所有支持以太网通讯的间隔层设备，均可通过以太网口接入间隔层工业以太网交换机，间隔层交换机和站层监控网经光端机和光纤通道连接，采用DL/T860(IEC61850)或DL/T667（IEC-60870-5-103）协议通讯；3)第三方保护装置等若仅支持串行通信口，则加配保护管理机，经过协议转换后接入站控层系统；4)站内直流屏、电度表、VQC、AVC、AGC装置等，可通过串行通信口或以太网口接入协议转换器，协议转换器再经以太网接入站控层；5)微机五防等智能设备系统，既可通过串口方式与监控系统直接通讯，也可通过以太网方式接入站控层交换机。
监控系统亦支持一体化五防模式；6)站层打印机可按要求配置为网络打印服务器或本地打印机；7)远动工作站主备冗余配置，通过MODEM或路由器接入各级调度及DCS系统；如需配置路由，则需以硬件防火墙进行隔离，确保安全；8)远动工作站和站层后台服务器相互独立工作，任何一方故障，均不影响对方的正常监视和控制操作。
电气自动化控制系统
电气自动化控制系统电气自动化控制系统是一种能够对电气设备进行自动控制和监控的系统。
它通过传感器和执行器等硬件设备，结合控制算法和软件程序，实现对电气设备的自动化控制和监测。
一、系统概述电气自动化控制系统是一种集成了电气设备、传感器、执行器、控制器和人机界面的系统。
它通过对电气设备的控制和监控，实现对生产过程的自动化管理和优化。
二、系统组成1. 电气设备：包括电机、开关、继电器等电气元件，用于实现电气能量的转换和传输。
2. 传感器：通过感知环境中的物理量，如温度、压力、流量等，将其转化为电信号，并传输给控制器。
3. 执行器：根据控制器的指令，对电气设备进行控制操作，如开关电机、调节阀门等。
4. 控制器：负责接收传感器的信号，根据预设的控制算法和逻辑，生成控制指令，并发送给执行器。
5. 人机界面：提供给操作人员与系统进行交互的界面，如触摸屏、监控软件等。
三、系统功能1. 自动控制：根据预设的控制算法和逻辑，对电气设备进行自动控制，实现生产过程的自动化。
2. 监测与检测：通过传感器对电气设备的工作状态进行监测和检测，及时发现故障并进行报警。
3. 数据采集与分析：对电气设备的工作数据进行采集和分析，为生产过程的优化提供依据。
4. 远程控制与监测：通过网络连接，实现对电气设备的远程控制和监测，方便远程操作和管理。
5. 报表与统计：根据采集的数据，生成报表和统计分析，为决策提供参考。
四、应用领域电气自动化控制系统广泛应用于各个领域，包括工业制造、交通运输、能源管理等。
以下是一些常见的应用场景：1. 工业制造：在生产线上，通过对电气设备的自动控制和监测，提高生产效率和质量。
2. 建筑物管理：对建筑物中的电气设备进行自动化控制和监测，实现能源的节约和安全管理。
3. 交通运输：在交通信号灯、电动车辆充电桩等设备上，实现对电气设备的自动化控制和管理。
4. 能源管理：对发电厂、输电线路等电力设施进行自动化控制和监测，提高能源利用效率。
火电厂综合自动化系统
火电厂综合自动化系统一、引言随着科技的不断进步和电力需求的日益增长，火电厂的综合自动化系统在电力生产中发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨火电厂综合自动化系统的概念、构成、优势以及发展趋势。
二、火电厂综合自动化系统的概念火电厂综合自动化系统是指通过先进的自动化技术和设备，对火电厂的各个生产环节进行实时监控、调节和控制，以达到提高发电效率、保障电力生产安全和降低运营成本的目的。
三、火电厂综合自动化系统的构成火电厂综合自动化系统主要包括以下几个部分：1、监控系统：对火电厂的各个生产环节进行实时监控，包括锅炉、汽轮机、发电机等设备的运行状态，以及蒸汽、燃料、水等介质的参数。
2、控制系统：根据监控系统提供的信息，对各个生产环节进行自动调节和控制，以保证电力生产的稳定性和安全性。
3、管理系统：对火电厂的各项运营数据进行统计、分析和优化，以提高发电效率、降低运营成本。
4、维护系统：对火电厂的设备进行定期维护和检修，以保障设备的正常运行。
四、火电厂综合自动化系统的优势火电厂综合自动化系统的应用，带来了以下优势：1、提高发电效率：通过自动化技术和设备的运用，可以更精确地控制发电过程，提高发电效率。
2、保障电力生产安全：自动化系统的实时监控和控制系统可以及时发现并处理异常情况，保障电力生产的安全。
3、降低运营成本：自动化系统的优化控制和智能管理可以降低人力成本，提高运营效率，从而降低运营成本。
4、促进节能减排：通过精确的控制和优化，可以降低燃料消耗和污染物排放，有利于节能减排。
五、火电厂综合自动化系统的发展趋势随着科技的进步和电力行业的发展，火电厂综合自动化系统将朝着以下几个方向发展：1、智能化：利用人工智能、大数据等先进技术，实现设备的智能诊断、智能控制和智能管理。
2、集成化：将监控、控制、管理等功能集成到一个系统中，实现信息的共享和协同工作。
3、远程化：通过互联网和物联网等技术，实现远程监控和控制，提高工作效率和降低运营成本。
电厂电气自动化系统方案
电厂电气自动化系统(ECS)是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的监测、控制、保护和信息管理。
是实现发电厂电气自动化的全面解决方案。
国大部份发电厂都采用集散控制系统(DCS)来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统普通采用“一对一”的硬连接控制以及仪表监视，自动化水平相对落后。
为了提升电气系统的自动化水平，应考虑建设相对独立的电气控制系统，ECS 系统包括电厂所有电气子系统即升压站子系统、机组子系统和厂用电子系统。
PDS-7000 电厂电气自动化系统合用于中小型电厂的电厂电气系统。
PDS-7000 系统贯彻“以高性能的子系统构筑优异的电厂电气自动化系统” 的设计思想，包含了计算机监控系统、发机电机组子系统、升压站子系统、厂用电子系统，实现与电网调度通讯、与DCS 通讯以及电厂其它智能电气设备的接入等功能，构成为了一个完整的电厂电气自动化系统。
PDS-7000 电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，从间隔层设备、通信网络到监控系统等各方面综合考虑，提供了完整的电厂电气自动化解决方案，系统结构更加清晰，信息的获得更加快捷，系统的维护更加简便，扩展更加灵便。
PDS-7000 的开放性设计思想满足了系统扩展的灵便性，在从间隔层到站控层的各个环节的设计中，PDS-7000 除了保持其自身的系统性和完整性以外，还可以方便的实现与其他智能设备的互相联接。
在系统的互联设计中，PDS-7000 系统提供了与其它通信方式(以太网、RS-232C、EIA422/485 或者现场总线)的兼容性设计，这使得电厂电气自动化的设计或者改造选择性更多、更灵便，能够方便的被接入DCS 、SIS 和远方调度。
PDS-7000 的站控层采用以太网技术，间隔层设备采用双CAN 网现场总线技术。
以太网传输速率高(100M Bit/s)，采用TCP/IP 协议，保证了站控层通讯的快速性、开放性。
现场总线采用短帧结构，传输时间短，不易受干扰；有较强的自检及纠错措施，保证了间隔层数据传输的实时性和可靠性。
电气自动化控制系统
电气自动化控制系统电气自动化控制系统是一种集电气、仪表、自动控制和计算机技术于一体的系统，用于实现对工业过程、设备和机械的自动化控制和监控。
该系统通过传感器、执行器、控制器和通信网络等组成部分，实现对工业设备的自动化控制、监测和优化。
一、系统架构电气自动化控制系统通常由以下几个主要组成部分构成：1. 传感器和执行器：传感器用于检测工业过程中的各种参数，如温度、压力、流量等，并将这些参数转换为电信号。
执行器用于根据控制信号执行相应的动作，如开关、调节阀等。
2. 控制器：控制器是系统的核心部分，负责处理传感器采集到的数据，并根据预设的控制算法生成控制信号。
常见的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）和SCADA（监控与数据采集系统）等。
3. 通信网络：通信网络用于连接传感器、执行器和控制器，实现数据的传输和控制指令的下发。
常见的通信网络有以太网、现场总线等。
4. 人机界面：人机界面提供给操作人员与系统进行交互的界面，通常采用触摸屏、监视器和键盘等设备。
操作人员可以通过人机界面监视工业过程的状态、进行参数设置和操作控制。
二、功能特点电气自动化控制系统具有以下几个主要功能特点：1. 自动化控制：系统能够根据预设的控制算法，自动对工业过程进行控制和调节，提高生产效率和质量。
2. 监测与诊断：系统能够实时监测工业过程中各种参数的变化，并进行故障诊断和预警，提高设备的可靠性和安全性。
3. 数据采集与分析：系统能够采集和存储工业过程中的各种数据，并进行分析和统计，为生产管理和决策提供依据。
4. 远程监控与操作：系统支持远程监控和操作，操作人员可以通过互联网或专用网络对工业过程进行远程监视和控制。
5. 系统集成与扩展：系统具有良好的开放性和可扩展性，可以与其他系统进行集成，实现更高级的功能。
三、应用领域电气自动化控制系统广泛应用于各个工业领域，包括能源、化工、制造业、交通运输、建筑等。
1. 能源领域：电气自动化控制系统在发电厂、输电站和配电网等能源领域中，用于实现对电力系统的自动化监控和调度。
自动化系统在电气工程中的实际应用案例
自动化系统在电气工程中的实际应用案例自动化系统在电气工程领域具有广泛的实际应用。
本文将介绍两个典型案例，分别是自动化系统在发电厂的应用和在制造业的应用。
一、自动化系统在发电厂的应用发电厂是电气工程领域的重要组成部分，自动化系统的应用使得发电厂的运行更加高效、安全和可靠。
以某大型火力发电厂为例，其自动化系统包括以下几个方面的应用：1. 发电机控制系统发电机是发电厂的核心设备，其运行稳定性对整个电网的可靠性至关重要。
自动化系统通过实时监测发电机的运行状态，精确控制发电量和频率，调节发电机负载等操作，提高了发电机的运行效率和稳定性。
2. 燃料供应控制系统火力发电厂的燃料供应需要进行准确的控制，以保证燃料的充分燃烧和发电效果的最大化。
自动化系统可以实时监测燃料的供应情况，通过控制燃烧系统中的阀门、喷嘴等设备，实现对燃料供应的精确控制，保证发电效率和环境排放的符合要求。
3. 电力配送系统电力配送是将发电厂产生的电能输送到各个用户的过程，自动化系统在电力配送过程中的应用主要体现在以下几个方面：实时监测电网的电压、电流等参数，进行自动调节；对电力系统中的故障进行快速诊断和处理；对电力负载进行优化控制，实现用电设备的合理供电等。
这些应用使得电力配送更加安全高效，并提高了用户的用电质量和体验。
二、自动化系统在制造业的应用制造业是电气工程领域的另一个重要领域，自动化系统的应用使得制造业的生产过程更加智能、高效。
以某汽车制造厂为例，其自动化系统的应用包括以下几个方面：1. 生产线控制系统汽车制造过程涉及多个工序和设备，自动化系统可以对生产线中的各个环节进行全面控制和协调。
通过传感器和执行器等设备的集成，实现对生产设备的自动控制、协同工作和生产过程的监控。
自动化系统的应用使得生产线的运行更加高效、稳定，降低了生产成本和人工错误率。
2. 机器人应用在汽车制造过程中，机器人的应用越来越广泛。
自动化系统通过对机器人的编程和控制，使其能够完成各种复杂的任务，如焊接、喷漆等。
论现代电厂电气自动化系统应用现状与发展
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火电厂电气综合自动化系统的研究
火力发 电发 电 目前在我 国是主要的发 电方 式， 占据 整个发电系 统的重 要位 置，其 中火力 发电的主要原料是煤炭资源 。下面对火力 发 电 生产 工 艺 做 简 要 描 述 。 首先，在皮带秤上对煤炭进 行过磅 ，电子称重 ，利用 皮带机将 处理过的水 变为水 蒸气 ，并通过管道送入 高压 气缸 。一般为 了提 高煤 粉的热效 率 ，应对水 蒸气进行二次加热 ，将 二次加热后的水蒸气送入 中压气 缸 ，利 用中压气缸里的水蒸气去推动汽 轮机发 电。在 中压气缸对称 侧还设 有低 压气缸和除氧器 ，利 用水泵将除氧后 的水蒸气 打入 高压 加热器 中，进行水蒸气 的循环利用。 ３火 电厂电气综合 自动化 系统 的组成和 功能 ３ ． １ 火 电厂 电气 综 合 自动 化 系 统 的 组 成 电厂 电气 综合 自动化系统一般采 用监控系统、通信接 口、测控 设备等支撑整 个 自动化系统的运行 ，火 电厂 电气 自动化系统主要 由 站控层 、网络通信层 、间隔层三层系统组成 。
电力 科 技
火电厂电气综合 自动化系统的研究
杨 东
（ 黄陵煤矸石发 电有 限公 司，陕西 黄陵 ７ ２ ７ ３ ０ ７）
【 摘 要 】随着 自动化技 术的不 断发展 ，火电厂电气 自动化 系
（ ２ ）数据库 存储记 录功 能 能够将 电厂系 统的年、月、 目的发 电生产情况进行记录 ，并自 动生产相应 的数据报表 。 （ ３ ）人机交 互界面 功能 在人机交 互界 面中，要能显示火 电厂 电气接线 图，发 电机组接 线 图，励磁接线 图，以及 其他 后备系统安装线路 图。此外还要 能实 时在线显示 当前火 电厂发 电总量 ， 电气系统运行状态 图等过程参数 。 （ ４ ）控制方式切换功能 在断路器 ，接地开 关等 电气 设备处，需要具有控制方式 的自动 投切功能，从而满足整个火 电厂 电气控制要求 。 （ ５ ）数据报表打印功能 对运行 中的实 时和历史 数据 要能 自动生产数据报表 ，并通过网 络发送到网络打印机，实现数据、报表，趋势图等打印功能。 （ ６ ）故障 自诊断功能 对火 电厂发生 的故障能进行 实时报 警，并定位故障位置 ，根据 系统内部预定的专家库，进行故障 自诊 断，提示 当前故障原因，从 而帮助值班人员尽快排 除故障。 （ ７ ）数据远程通讯功能 为 了能在远程对发 电厂生产情况进行监控 ，需要整 个 自动化系 统具有 良好的实时远程通讯功能 ，从最上层 的计划调度 ，到中间的 运行控 制，再到最底层 的生产对象 ，都需要稳定远程 数据通 信功能 。 ４ 火电厂电气综合 自动化 系统的应用 ４ ． １ 电网 调 度 的 自动化 电网调度 的自动化是火 电厂 电气综合 自动化系统 的重要 组成部 分，通 过调度 中心的计算机控制系统，人机显示界面 ，和分布在各 个变 电站的服务器，工作站，实现调度 区域 内控制设备终端 ，子级 电网调度 中心和 发电厂 的整体 联网协 调运行 。 ４ ． ２ 配 电 自动化 配 电 自动 化是火电厂综合 自动化系统 的配 电管理子系统 ，主要 包括配 电设备的管理 ，数据统计管理，和通信控制管理 。通过配 电 自动化可 以实现 电力 系统运 行效率的最大化，降低实际值班人 员的 数量和工作 强度 ，同时为用户提供可靠安全的 电力服务 。在我 国 目 前，主要采用 了分布 式集总控制结构，通过 以太 网络 ；将配 电主站 与子站进行 网络通信 ，实现配 电管理与集中监控相协调 ，从而达到 配 电自动化系统 的统一 。 ４ ． ３开关 站自动化 火 电厂电气 自动化 技术 应用在开关站的 目的是确保开关站 的安
探讨电厂电气综合自动化系统
所 谓 电气综 合 自动 化 系 统 ， 就是 集 测量 、 监控 、 通讯 、 电保 护 及安 全 自 继 动 装置 等 功 能于 一 体 的现 代 电厂 电气系 统 。 目前 我 国绝 大部 分 １０ 伏之 的 １千 变 电站 大都 达 到 了 自动 化 ， 用人 员现 场 看护操 作 ， ２ 伏之上 变 电站 电 不 丽２ 汗 气 系统也 正 不断提 高 其 自动 化 的技术 水平 。 现场看 护操 作人 员大大 减少 。 电 但 厂的 电气综 合 自动化 系统的特 殊要求 ， 还没有很 好的将微 机综 合 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动化这 一新 技术应用在这一系统之中， 从而导致目前的电厂系统的各种保护和安全 自动装 置都 处于 相 对独立 运行 的现 状难 以改 变 。 基于 此 ， 造 电厂 电气系统 的综合 自 改
自动化系统的核心。 在电厂电气综合 自动化实现过程中要解决以下两方面的
问题 。 ３ １ 注意 现场总线 的标 准 ． 对于 现场总 线， 由于保护 和 自动装 置的生产 厂家不 同， 其标准可 能不 同， 不 能 简单地相 连接 。 可行 的办法 是 ： 厂用 电气 系统的 所有装 置按 照同一 总线 标 将
工 业 技 术
Ｃ ｎ ｃｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｏ ｙ Ｒ ｖ ｅ ｈｉ ａ ｓ ｅｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ１ ｇ ｅ ｉ ｗ
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探 讨 电厂 电气 综合 自动化 系统
王建恩 － 王建辉 ２ 张 颖，
（， ．Ｅ １３ ｊ方联 合 电力 蒙西 发 电厂 ， ． ２ 北方联 合电力达 拉 特发 电厂） ［ 要】 摘 随着 时 代的进 步 ， 我国 电厂 的 电气综 合 自动 化技 术得 到 了很好 的应 用 。 并成为 当 前电厂 综 合 自动 化改 革的 重要 方 向。 文就 我 国 电厂 电气 系 统综 本
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发电厂电气自动化解决方案
发电厂电气自动化解决方案１.PDS-7000电厂电气自动化系统
电厂电气自动化系统（ECS）是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的监测、控制、保护和信息管理。
是实现发电厂电气自动化的全面解决方案。
国内大部分发电厂都采用集散控制系统（DCS）来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统一般采用“一对一”的硬连接控制以及仪表监视，自动化水平相对落后。
为了提升电气系统的自动化水平，应考虑建设相对独立的电气控制系统，ECS系统包括电厂所有电气子系统即升压站子系统、机组子系统和厂用电子系统。
PDS-7000电厂电气自动化系统适用于中小型电厂的电厂电气系统。
１.１系统特点
★完整的电厂电气自动化解决方案
PDS-7000系统贯彻“以高性能的子系统构筑优异的电厂电气自动化系统” 的设计思想，包含了计算机监控系统、发电机机组子系统、升压站子系统、厂用电子系统，实现与电网调度通讯、与DCS通讯以及电厂内其它智能电气设备的接入等功能，构成了一个完整的电厂电气自动化系统。
PDS-7000电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，从间隔层设备、通信网络到监控系统等各方面综合考虑，提供了完整的电厂电气自动化解决方案，系统结构更加清晰，信息的获得更加快捷，系统的维护更加简便，扩展更加灵活。
★开放性设计思想
PDS-7000的开放性设计思想满足了系统扩展的灵活性，在从间隔层到站控层的各个环节的设计中，PDS-7000除了保持其自身的系统性和完整性以外，还可以方便的实现与其他智能设备的互相联接。
在系统的互联设计中，PDS-7000系统提供了与其它通信方式(以太网、RS-232C、EIA422/485或现场总线)的兼容性设计，这使得电厂电气自动化的设计或改造选择性更多、更灵活，能够方便的被接入DCS、SIS和远方调度。
★可靠性
PDS-7000的站控层采用以太网技术，间隔层设备采用双CAN网现场总线技术。
以太网传输速率高（100M Bit/s），采用TCP/IP协议，保证了站控层通讯的快速性、开放性。
现场总线采用短帧结构，传输时间短，不易受干扰；有较强的自检及纠错措施，保证了间隔层数据传输的实时性和可靠性。
PDS-7000间隔层设备的核心模件采用了32位微处理器，配置以大容量的RAM和Flash Memory，从间隔层设备的交流输入、直流电源、开关量输入、开关量输出以及通信等各个环节进行了整体电磁兼容设计，通过了国家级电磁兼容实验室电磁辐射、瞬变干扰等各项目的试验，性能指标大大高于国家标准，提高了间隔层设备的可靠性。
★实时性
间隔层设备采用CAN现场总线通讯，通讯速率最高可达1M Bit/s，站控层设备采用以太网通讯，通讯速率最高可达100M Bit/s。
在通讯协议上，采用平衡式、主动上送的方式，提高了通讯速度，并将所有信息划分为不同的优先级，保证了重要信息、遥控信息的实时性。
在通讯组网上，充分考虑了电厂中DCS系统对电气设备监控实时性的要求，简化了DCS系统与间隔层设备的通讯环节，提高了响应速度。
１.２系统构成
PDS-7000电厂电气自动化系统采用分层分布式结构，分为间隔层、网络通讯层和站控层。
★间隔层
PDS-7000系统的间隔层设备按间隔分布式配置。
厂用电保护测控装置可直接下放至开关场，取消了原本大量引入主控室的信号、测量、控制、保护等使用的电缆。
各间隔设备相对独立，仅通过现场总线与网络通讯层的设备通讯，减少了大量的二次接线，节省了投资，减轻了安装调试及维护工作量。
间隔层设备主要有：
机组子系统：发电机（发变组）保护
升压站子系统：升压变压器保护
线路保护装置
母线保护装置
综合测控装置
厂用电子系统：10/6kV厂用电保护与测控装置
400V厂用电保护与测控装置
安全自动装置：备用电源自投装置/厂用电快速切换装置
自动准同期装置
安全稳定装置
故障录波
直流系统
励磁调节系统
★网络通讯层
PDS－7000系统利用通信网络来实现电厂电气系统信息的共享，网络通讯层是架构在间隔层设备和站控层设备之间的桥梁，将间隔层设备的所有信息上传给站控层设备，并接收站控层设备的命令转发给间隔层设备。
网络通讯层设备主要有：
通讯管理装置
规约转换装置
网络中继器
网络交换机
★站控层
PDS-7000的站控层采用分布式、开放式设计，组态完成站内监控功能，可全面实现电厂内所有电气设备的监控、管理等功能。
站控层设备可采用多种配置模式，既保证了系统整体的可靠性，也使得功能配置更灵活、合理。
站控层设备主要有：
服务器
操作员站
工程师站
通信服务器
不间断电源（UPS）
卫星对时装置（GPS）
１.３网络架构
★ ECS完全独立的电厂电气自动化系统
★与DCS系统相结合的电厂厂用电自动化系统★与DCS系统相融合的电气自动化系统
２.PDS-6000计算机监控软件
２.１主要功能模块
数据库管理
数据处理
网络服务（分服务器端和客户机端）
数据采样和历史数据管理
数据库检索
数据浏览和数据录入工具
公式编译和管理
告警处理及事件信息浏览
图形界面
保护综合管理
用户安全管理
报表处理
前置数据处理
控制命令传递
故障录波信息管理
２.２技术特点
客户/服务器（Client/Server）体系结构
标准化网络体系
符合商用数据库规范的数据库系统
先进的前置机系统
系统功能可任意扩展
３.PDS-7000网络通讯层设备
３.１PDS-751系列网络通讯装置
装置主要承担间隔层设备与站控层设备的通讯转换任务。
一方面采集间隔层设备的各类实时信息上传计算机监控系统、各级电网调度及电厂DCS；另一方面接收和转发来自计算机监控系统、各级电网调度及电厂DCS的各类操作命令，对间隔层设备进行遥控和遥调操作。
装置可配置多块CPU板，实现双机自动切换。
３.２PDS-753A规约转换装置
装置主要承担将电厂内其它智能电气设备接入PDS-7000系统的任务。
一方面将其它智能电气设备的各类实时信息上传通讯管理装置；另一方面接收和转发由通讯管理装置下达的各类命令，对其它智能电气设备进行操作。
３.３PDS-753B网络中继器
装置主要功能是将部分间隔层设备单独组成一个子网接入通讯网络，以提高整个通讯网络的通讯可靠性和通讯速度，延长通讯距离。
４.PDS-7000间隔层设备
一、发电机（发变组）保护装置
PDS-771A
PDS-772A
PDS-771C
PDS-721C
二、升压站保护测控装置
PDS-711A/B
PDS-713A
PDS-716A
PDS-721A
PDS-721B
PDS-723A
PDS-725A
PDS-726A
PDS-741A
PDS-742A
三、电厂厂用电保护测控装置PDS-761A
PDS-761B
PDS-763A(B)
PDS-765A
PDS-766A
PDS-767A
PDS-746B
PDS-746C
四、发电厂自动装置
PDS-768A
PDS-731A（B、C）
PDS-737A
五、测控装置
PDS-791A(B、C)
PDS-792A
PDS-793A(B、C、E)
PDS-794A
六、故障录波装置
PDS-781系列
七、辅助装置
PDS-755系列
八、低压厂用电
PDS-560系列
电厂自动化
电厂自动化主要是针对发电厂的自动化专业的从业者作一个全面介绍。
特别是电厂中的运行和检修人员。
本书较为系统介绍了自动化专业中各项工作:热控自动化和电气自动化。
涵盖了电厂运行中的所有相关专业，所涉及的知识点均是最新的成果和前沿理论。
在说明内容上选择以大机组、新技术、新器件为主要特点，以实际操作为核心，兼顾理论，注重实用。
对新机组的运行和维护能够起到画龙点睛之妙用；对技术革新中的老机组来说，可以拓宽视野，起到事半功倍的作用；对于电力建设公司中的安装调试人员来说也是很好的参考。