火电厂自动化控制系统的应用研究

火电厂自动化控制系统的应用研究

发表时间：2018-08-13T16:13:46.693Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：任晓斌

[导读] 摘要：随着我国科技不断的进步，逐渐的改变了各个行业的传统生产模式。

（陕西华电蒲城发电有限责任公司陕西省蒲城县 715501）

摘要：随着我国科技不断的进步，逐渐的改变了各个行业的传统生产模式。本文就针对我国火电厂在自动化控制系统方面的应用以及存在的问题进行简要的分析，并为之提出了较为详细的改善措施。火电厂在工作中对自动化的应用是极为重要的，直接影响着工作的效率，同时也可以节省人力资源的投入，因此相关的火电厂要对自动化技术重视起来。

关键词：火电厂；自动化控制系统；应用研究

引言

电能是人类社会发展所必须的能源，而电能的产生和供应的过程是极为复杂的，随着时代的发展，电能已经成为了人们生活的必须能源，对国民经济的发展更是起到至关重要的作用。而随着科技不断的发展，火电厂内的机械设备也拥有了更加高科技的技术水平，这就导致人工对系统的控制已经不能满足工作的需求，耗费人力的同时对电力系统的控制工作也得不到优化。在这种情况下，相关的火电厂就将自动化的控制系统投入到了工作中，节省人力的同时，有效的对电力调度工作进行优化。本文就针对电力自动化在火电厂中的应用进行简要的分析，并对相关控制系统进行了简要的介绍（主要介绍微机分散控制系统（DCS））。

1自动化控制系统应用内容

随着自动化技术不断的发展和完善，自动化控制系统在火电厂中逐渐的得到了普及，而我国的火电厂较为常用的控制系统就是分散控制系统（DCS），该系统主要分为四个部分：集中管理、集中操作、分散控制、集中监视，微型计算机是该系统运行的基础，通过各个微型计算机之间的联系，将系统的各部分工作分散并通过不同的等级进行划分，系统之间联系的主要途径就是现代化的通讯技术，信息的及时性保证了系统运行的各项控制工作能有同步的进行同时相互协调。在自动化控制系统在火电厂的应用中主要包括以下四个方面：（1）自动保护，通过在控制系统内部设置保护模块，并在系统发生问题时及时的进行保护，从而有效的控制问题的扩大化，这让自动化控制系统在安全性和可靠性方面得到了有效的提升；（2）自动检测，在电力生产设备在工作的过程中，对其运行的各项参数自动进行检测，从而通过实时上传的各项数据对生产工作的状况进行监视，并根据数据分析的结果对一些可能发生的问题做出有效的预防，提高生产工作的稳定性和生产效率；（3）自动控制，当生产工作的各项指标超出或者低于相关的标准时，自动化的控制系统可以对其进行科学和合理的调整，从而提高生产质量；（4）顺序控制，自动化控制系统可以事先对系统的程序进行设定，对生产工作的控制可以有序的进行，相比于人工控制模式具有更强的精确性和安全性。

2火电厂自动化控制系统的分类和研究分析

在电力建设工作中，随着我国电力体制的改革以及电力市场化脚步的不断加快，配备自动化的控制系统成为了火电厂发展的必然要求，在这种大环境下我国的火电厂一定要充分的落实电力系统的自动化控制工作。本文对我国火电厂传统的集散控制系统进行了分析，并以此为基础，对在一体化趋势下运用电气自动化控制系统实现电厂的一体化管控进行简要的分析。

2.1火电厂传统电气控制系统分析

以I/O信息接入机组DCS系统为主的火电厂控制系统，在上世纪八十年代是极为普遍的，这种系统的工作原理是利用单独的电器控制器（DPU）与I/O模件之间进行硬链接的方式，单独的控制器根据DCS来设置，这就导致了在该系统对电气进行特殊的控制工作时与DCS没有直接的关联。这种系统虽然具有技术成熟、对一些问题的反应也够快、利于观察、控制难度小，但是随着计算机通讯技术逐渐的成熟，这种系统不能对大量接入的信息妥善的综合起来，自动化控制的力度不够，也对火电厂的云管理工作造成了困难。因此针对这种现象，相关火电厂应该对自身的电气控制系统进行完善，须在系统之间相互独立的基础上实现电厂的一体化管控。

随着对电厂控制系统的研究工工作不断进行，上世纪九十年代DAS方式的电气控制系统被投入到了工作中，其设计过程就是就是大部分的变电站将自动化系统的中的现场总线技术进行整合，并结合电厂的工艺环节，将其编制成控制网络。在该系统中，可以通过对现场总线的合理布置来采集电气部分的信息并对其进行控制。通过通信网关，ECS可以为火电厂的控制系统中的子系统提供电气相关的信息，这种系统也成为了对我国的电厂进行数字化监管和控制工作的重要基础。

在我国的各大变电站和水电站以及火电厂的自动化系统控制工作中都配备了DAS方式的电气控制系统，并且取得了一定的成绩，但是随着电气控制工作的进行，这种系统在现场间隔层通讯网络中的不足逐渐的显现了出来，主要表现为：节点数量不足、信息传输慢、网络拓扑结构不完善，在对电力系统故障的控制工作中存在一定的局限性。

2.2新型基于以太网技术的火电厂电气自动控制系统

随着微型计算机在电气控制系统中的应用技术逐渐的成熟，电气系统中的综合保护检测控制装置对交流采样的保护、控制以及测量和通信保护措施越来越完善，一般通过以太网技术组成的网络来开展这些新型的保护和检测控制工作。由于以太网的信息传输快、网络容量充足、技术成本低、网络开放性较高、网络拓扑结构完善等等特点，针对上述的两种控制系统的不足可以进行有效的弥补，理所当然的成为了电气控制系统中具有主导地位的网络应用。在对火电厂实行自动化的系统控制工作中，嵌入式的以太网技术的应用已经成为了必然的趋势。

目前，我国的火电厂自动化系统在介入DCS系统时，对通讯方式的利用是必不可少的，而通过在现场间隔层中嵌入100M工业以太网，并利用以太网将双光纤作为介质实现站控层与间隔层之间的信息交互，取代过去的通讯管理机，可以有效的将网络信息的传输速率进行提高同时加强了网络的开放性。利用站控层中的各个通信子站建立与电厂电气系统控制中心之间的信息交互，实现多种与DCS通信的途径，从而使火电厂的电气控制系统与控制系统中心的DCS系统之间的联系更为紧密。这种自动化控制模式逐渐的成为了电厂电气控制的主流模式。

3自动化新技术的引进

3.1自动控制技术和设备在自动化控制系统的运用

火电厂热控对象数学模型的复杂性和难以测量性使技术人员转向了智能控制的途径。而我们在当前国内外火电厂自动控制应用领域中，我们可以大致了解到主要以我国的模糊控制和国外的专家系统为主。在循环流化床锅炉燃烧控制系统、中储式磨煤机控制系统和再热