電氣自動化技術在熱電廠中的應用分析

王移州 杜維峰

摘 要：電氣自動化技術憑借其高效率的使用性能在火力發電中的運用更為廣泛，企業需順應技術發展需要開展電氣自動化研究。電氣自動化技術推廣到熱電（火力發電）廠之后，企業必須重視自動化技術的重要性。電氣自動化技術的推廣促進了火力發電模式的革新。針對這一點，文章分析了電氣自動化模式的實際運用。

關鍵詞：電氣自動化；熱電（火力發電）；運用；創新

1.電氣自動化技術的優點

電氣自動化技術主要是針對電能、電力設備、電力技術等3個方面實施改革更新，創造出一種全新的運行模式服務于電力行業。在計算機技術、電子技術、信息技術等逐漸融為一體的趨勢中，電氣自動化技術的運用變得更加泛。在熱電（火力發電）過程中引進電氣自動化技術的優勢表現為：

①提升效率。馬鋼股份公司熱電廠每年向公司輸送大量的電能，電力行業是我國社會現代化生產的基礎條件。受早期社會技術條件的限制而影響了熱電廠生產效率的提升，每年企業生產電能耗損15%-30%左右。引進自動化生產技術后，電力生產效率顯著改善，使得電能生產量不斷增多。

②降低成本。煤、石油等原始材料是熱電（火力發電）的主要燃料，電能生產技術水平的落后會使得燃料消耗量增加，提高了熱電的成本投資。對熱電引進自動化技術后可保證各種燃料的充分燃燒，讓原始燃料的價值得到充分運用。在實際電能生產中能顯著降低成本投入而增加經濟效益。

③技術革新。電氣自動化技術根本上是各類技術的融合體，包括：計算機、電子信息、電氣控制等多方面實用技術。把這一技術貫穿到熱電（火力發電）生產中，將推動熱電（火力發電）行業技術的革新，給發電作業人員的工作帶來很大的方便。同時，經過一段時間的運用后也會促進熱電技術的改革。

④優化資源。工業電能生產需投入各方面的資源，如：電力設備、燃燒原料、作業人員等，這些因素對電能產量的提升都有很大的影響。電氣自動化技術運用之后能協調好各項資源，通過人機操作模式降低生產人員的工作難度。另外，在自動化生產模式中也可及時發現系統故障以及時處理。

⑤整合模式。自動化技術帶來的是一體化操作，熱電廠將擺脫傳統的生產作業方式而實現人機操控的新局面。使用各項自動化模式后，電力企業的生產將成為融合電子、信息、計算機等先進科技的組合，可從多個方面促進熱電（火力發電）方案的更新，實現了電能產量的增多以帶動生產效益。

2.電氣自動化技術在火力發電中的必要性

一般來說，傳統的熱電（火力發電）廠中的集散控制系統（DCS）主要是側重于對機、爐系統的簡單控制，而電氣系統的保護與安全裝置都可以基本實現獨立運行，諸如廠用電源切換裝置（ATS）和自動勵磁調節裝置（AVR）等都與集散控制系統（DCS）之間的信息互訪和交換量有限，對整個電氣自動化系統的反映信息量相對較少，也導致電氣系統的操作人員所關注的測量、參數等信息都無法在集散控制系統（DCS）中得到有效反映，這也就對電氣系統的操作人員運行系統造成了一定程度地不便，無法實現輕松、快捷、簡便的系統操作，非常不利于其對熱電廠的事故進行及時地分析與解決。因此，為了提高熱電（火力發電）廠中電氣系統的自動化水平，就必須改變傳統電氣系統控制中對變送器和控制電纜大量安裝的情況，轉變過去硬接線一對一采集電氣信號的形式為現場總線技術和智能設備的結合形式，建立熱電廠的電氣系統通信網絡，充分利用其聯網信息多樣化和全面化的優勢，進行電氣系統深層次的相關數據挖掘，實現熱電（火力發電）廠中電氣系統的自動化，提高整個熱電（火力發電）廠電氣自動化系統的運行和管理水平，這對于熱電（火力發電）廠的長遠發展發揮著至關重要的作用。

3.創新電氣自動化技術在火力發電中的系統配置

電氣自動化技術在熱電（火力發電）中的系統配置主要可以分為以下三種形式：I/O集中監控方式、遠程智能I/O方式和現場總線控制系統（FCS）方式。

3.1I/O集中監控方式。I/O集中方式。是將電氣的各饋線在現場設置現場設備I/O接口，通過硬接線電纜與集控室DCSI/O通道相連，經A/D處理后進人DCS組態，實現DCS對全廠電氣沒備的監控。這種監控方式優點是速度對應快、運行維護好、監控站的防護等級低，從而使DCS的造價下降，但由于電氣設備全部進入DCS監控，隨著監控對象的大量增加使DCS主機冗余的下降，電纜數量巨大，控制樓面積大，長距離電纜引進的干擾可能影響DCS的可靠性。

3.2遠程智能I/O方式。遠程智能I/O方式是在數據采集較集中月一離控制室較遠的現場設立遠程I/O采集柜（即現場A/D轉換機柜），現場設備I/O信號通過硬接線電纜與加采集柜相連，加采集柜與控制室DCS控制器主機柜通過光纖或雙絞線。遠程I/O具有節省大量電纜、節省安裝費用、節省控制樓面積、可靠性高等優點智能化遠程I/O還可完成數據處理、自檢、自校正等功能。但I/O卡件、模擬量卡件及電量變送器還是不能減少。

3.3現場總線控制系統方式?，F場總線是當今3C技術，即通信、計算機、控制技術發展的結合，是信息技術、網絡技術發展到控制領域和現場的體現。現場總線廢棄了DCS的控制站及其輸人/輸出單元，從根本上改變了DCS集中與分散相結合的集散控制系統體系，通過將控制功能高度分散到現場設備這一途徑，實現了徹底的分散控制。

4.創新電氣自動化技術在熱電（火力發電）中的應用

4.1統一單元爐機組。創新電氣自動化技術在熱電（火力發電）中的應用，實現由機、電控制一體化向熱電廠機、爐、電一體化的單元制運行監控方式轉化。這樣，熱電廠中集散控制系統（DCS）可以通過機、爐、電單元制的運行方式對整個火電機組的所有運行參數和狀態信息進行匯總和分析，最大限度地挖掘火電機組潛力，并發揮其自身特有的控制功能，最大限度地縮小控制室，實現對監控系統的簡化，也就能夠最大可能地降低成本造價；同時，統一單元爐機組也便于火力發電中熱電廠信息管理系統（MIS）的信息采集，從而加強火電電網的統一運行和管理，完成中調AGC的相關指令和要求，提高電網的工作效率，使其保持在最經濟和最佳的運行狀態。因此，統一單元爐機組有利于提高火電機組的監控水平和自動化水平。

4.2創新控制保護手段。一般來說，在傳統的熱電（火力發電）中所采用的系統控制和保護手段為報警和連鎖，僅僅只能實現超限報警以及聯鎖跳機的波動性控制和保護。而通過創新電氣自動化技術，可以通過采用計算機的控制保護技術，實現對電氣自動化系統的運營檢測和故障診斷等，從而提前發現火電設備的系統隱患，并改變控制和保護策略，采取諸如系統冗余等一些主動性控制和保護措施，對系統故障的范圍進行自動控制，防患于未然，保證電氣自動化系統能夠繼續保持運行狀態。另外，也可以使實現電氣自動化系統設備從預防維護的被動和事故后維修轉化為預防維護的預知和設備維修的同時進行。

5.結語

熱電（火力發電）廠的電氣自動化運用，能提高火力發電系統管理的自動化和管理水平。自動化系統通過計算機、保護、測量、分層分布控制和通信技術，對熱電（火力發電）廠的電力系統的運行進行保護、控制和故障處理，這無疑是一項綜合性的管理系統。充分利用電氣系統聯網后信息全面的優勢，成功實現電氣自動化的使用，完成較為復雜的電氣運行管理工作。

參考文獻

[1]張擁軍.優化火電廠自動控制系統的重要性及對策[J].中國集體經濟，2009.