論大型火力發電廠電氣控制系統的實現模式

申正佳

黑龍江省計算中心

論大型火力發電廠電氣控制系統的實現模式

申正佳

黑龍江省計算中心

電力在我國經濟建設中發揮了不可替代的角色，近年來，為了滿足各行業用電需要和保證發電質量，國家增加資金投入幫助火力發電廠進行設備革新，基本上實現了火力發電廠的電氣化控制。文章首先概述了電氣控制系統在活力發電廠中的主要功能，隨后列舉了集中電氣控制系統的實現模式，最后就幾種模式之間的實際應用效果進行了簡單比較。

火力發電廠；電氣控制；實現模式；比較分析

一、火力發電廠電氣控制的主要功能

在電氣系統實際的使用過程中，應該加強對電氣系統的控制工作，在控制的過程中，需要結合以下幾個方面進行控制。第一是網控系統，第二是機組控制，第三是廠用電系統控制。在控制過程中，應該促進三者的有效結合，促進用電系統的平穩運行。在當前的電力系統使用過程中，需要借助ECS控制系統，對電力運行中產生的數據進行詳細的統計，為電氣系統的有效運行提供可靠的數據。同時，在對電氣系統監控過程中，通過對系統自動化的操作過程，能夠實現對電氣系統的有效控制，能夠起到良好的效果，促進發電廠的健康發展。要想實現對電氣系統的有效控制，必須要借助相應的裝置，促進數據信息的有效傳輸，在對數據信息進行包裝的過程中，需要對這些數據信息進行有效的處理，實現集成的目的。

二、火力發電廠電氣控制系統的實現模式

1、傳統的ECS實現方式

傳統的ECS控制系統，主要利用內部控制器來完成對火電廠各個自動化系統的管理和控制。由于該種模式的電氣控制系統只有一個中央主機，因此整個火電廠的所有運行數據都必須有中央主機進行分析和處理。該種控制模式的優點在于處理渠道相對單一，保證了數據處理結果的唯一性，在后期系統控制指令下達的過程中，能夠有效避免指令不一、控制混亂等問題。隨著火力發電廠電氣自動化程度的不斷提高，需要進行電氣控制的操作系統也呈現出多元化發展趨勢，這種傳統的控制模式顯然不能適應火電廠的發展需要，單一性的指令操作必然會制約系統運行效率。

2、DAC方式的ECS實現模式

為了滿足火力發電廠多元化控制系統的運行安全，在傳統的ECS實現模式的基礎上，結合DAC處理方式，不僅極大的豐富了該處理模式的內部功能，而且顯著提高了火電廠電氣系統的安全性。該種模式主要采用以太網方式連接，對于入網的數據要求程度較為嚴格，在采用該種模式進行火電廠電氣系統控制時，必須嚴格按照相關的標準和要求，確保系統內部傳輸數據的準確性和嚴密性，從而縮小系統控制中的誤差范圍。需要注意的是，由于本模式采用的以太網方式連接，雖然能夠保證多串口之間同時實現信息傳輸，但是數據傳輸的速率相對較慢。針對這種情況，可以通過增加串口的方式，實現數據分流，從而提高了單位時間內數據的傳輸速率。

3、保留關鍵硬接線的FECS方式

傳統的ECS實現方式和DAC方式的ECS實現模式雖然能夠保證單位時間內系統數據的傳輸速率，但是缺乏數據保護系統，因此整個火電廠電氣控制系統的數據運行安全存在較高的隱患。保留關鍵硬接線的FECS方式，將ECS的I/O口信息從DCS控制器的DPU層接入到DCS層，通過這種雙重檢測模式，可以有效防止數據傳輸過程中存在的安全隱患。事實上，保留關鍵硬接線的FECS方式不僅能夠確保數據安全，而且能夠實現控制信息的收集、計算和控制工作。在FECS的運行過程中，通過控制火電廠電氣控制系統的外部輸出總線，能夠實現對各個支線路的數據控制。同時，該種電氣控制模式采用雙向導線制，在從中央計算機發送指令的同時，也能夠接受其他模塊反饋來的操作信號，確保控制功能的實現。

4、采用完全通信方式的FECS模式

上述FECS之所以保留硬接線，其根本原因在于傳統火力發電廠內部網絡信息化建設程度不足，數據的分類、整理程度達不到安全要求。隨著近年來國內大型火力發電廠電氣控制技術的不斷革新，以及現場總線/工業以太網網絡的構建，使得火力發電廠的電氣控制系統得以完善，為采用完全通信方式的FECS模式提供了便利條件。這種系統控制模式的優勢在于：一是摒棄了傳統的系統硬接線，轉而用無線感應器進行遠程控制，消除了硬接線后期損壞和老化的影響；二是從原來的雙端通信向多端通信轉變，數據傳輸不再受線路的影響，極大的提高了數據傳輸速率；三是設置有重發機制的通信協議，一旦控制指令不能及時到達電氣操作終端，系統自動重發信息，提高了電氣系統的控制效率。

三、幾種ECS模式的比較分析

電廠自動化在使用過程中，需要堅持ECS和DCS一體化協同控制原則，在使用過程中，應該加強對知識產權的認識程度，在知識產權電氣自動化數量逐年上漲的趨勢下，影響了電氣自動化技術的實現，不能將電氣控制作為DCS的子系統控制，需要融入到電氣專業和熱工控制系統內部。由于DCS處于應用的初級階段，還有很大提升的空間。DAS的發展建立在ECS的基礎之上，在功能上能夠實現協同效應。在使用過程中主要是將電氣信息傳入到DCS控制器中來實現的，能夠在提升整體水平的基礎上，節省了對各項設備的投資。增強對信息下放和功能分布上的提高，節省了大量的投資資金，對信息流的組織和控制有了更高的要求。在具體選用某同通信方式時，必須要結合火力發電廠自身的實際情況，確保所選用的ECS模式能夠為提升企業工作效率而服務。

結語

大型火力發電廠逐步向電氣自動化方向轉變，一方面能夠為我國經濟建設提供更為充足的動力支持，另一方面也保證了供電質量和用電安全。從發電廠角度來看，目前可供選擇的電氣控制系統模式種類相對豐富，在具體選擇控制模式時，必須要結合發電廠的工作實際，確保所選電氣控制系統能夠在保證正常發電的情況下，優化控制成本，提高運轉效率。

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