淺析火力發電廠控制、信號和測量系統現狀及發展趨勢

馬騫

華電青島發電有限公司

淺析火力發電廠控制、信號和測量系統現狀及發展趨勢

馬騫

華電青島發電有限公司

1、前言

在科技快速發展的推動下火力發電廠電氣控制系統經歷了從以前簡單分散控制系統到現代智能化微機控制的過程。火力發電系統是一個技術高度密集型的系統，它采用了大量的現代化的科學技術，為其提供了發電技術支持。在現代化社會背景下為降低工程造價，提高經濟效益，同時也努力提高現代化電廠的管理水平及自動化水平。本文分析了現階段我國火力發電廠電氣控制系統的發展現狀，并初步分析處理火力發電廠電氣控制系統的控制、信號和測量系統發展趨勢。

2、火力發電廠電氣控制系統的現狀

2.1控制、信號和測量系統

（1）應用當前的科技可以發現：電力系統的控制室一般都有兩個，其中一個為主控室另一個為單元控制室；單元控制室還有兩種類型分別為獨立單元控制室和網絡控制室。主控制室一般應用在單機容量在100MV以下的發電廠，而單元控制室一般則用在單機容量在200MV及以的發電廠中。

從專業的電氣角度來看，單機一控和兩機一控各自存在其優缺點。在安裝、運行、操作、監視、測量、調試和保護等多個方面由于單機一控的單元性強其功能得到最大化利用，而且在系統出現故障后其處理不會影響其他單元，控制室寬敞簡介易于控制。對于兩機一控而言，其控制方式為在異地運行，這種控制方式存在導致工作比較分散，網絡溝通復雜，因此需要的工作人員也會隨之增加，不利于精簡企業結構，增加經濟消耗等。

（2）從控制方式來看，強、弱電控制和微機控制三種方式是目前發電廠控制的三種方式。控制回路的方式選擇影響著斷路器的分合閘方式。以前的科技條件下，通過轉換器來轉換強弱電，再利用弱電控制器來設計自動化控制，這種靠轉換器來轉換的方式存在工作程序復雜，可靠性不強的問題。如果采用強電方式來設計控制回路，一方面省去了轉換的麻煩，另一方面可量靠性也得到了很大的提高，因此這種采用強電技術來控制回路的方法已經在當代社會有了廣泛地應用。微機控制技術利用微機監控方式把電氣控制融合到DCS系統中，不僅使得機組在自動化智能化方面得到提高，而且還實現了電力系統的綜合性管理。

（3）從信號和測量系統方面來講，中央信號系統是發電廠監控系統的信號核心，兩種信號系統應用在當前的發電廠中：一種是采用沖擊繼電器及光字牌組成的能重復動作的信號系統，它既可以手動復歸也可自動復歸；另一種是采用微機閃光報警器組成的中央信號系統。針對于前面所說的第一種信號來說，因為它有報警信號單一、不可記憶性、可靠性和安全性不高等缺點，且在使用中耗損大，發熱量多，增加了日常維護的次數等方面的缺點已經開始逐步被新科技取代。而這種微機閃光報警器組成的中央信號系統，恰恰能夠彌補前面一種信號系統的缺點，而且它所應用的科技水平更高，因此可靠性和安全性都能夠滿足當前的市場要求，它已經在市場上廣泛應用。

2.2火力發電廠電氣控制系統存在的主要問題

（1）機組中控制不協調方面：當今社會發展背景下我國科學技術不斷發展，在自動化方面也得到了快速發展，火力發電廠中也存在一些問題，主要表現為機組控制的不協調方面。火力發電廠由各個單元系統組成，單元發電機又由鍋爐、汽機、發電機等部分組成，但是單元機組中的鍋爐、汽機和發電機以及全廠用電之間的控制水平存在不協調問題，多數電廠由于自動化水平不高并沒有實現單元機組統一管理。發電廠各單元的不協調影響了機組的運行效率，所以解決這個問題是解決自動化控制的目標。

（2）控制系統技術方面整體不夠先進：科技在進步，但是火力發電廠控制技術任然存在一些問題。單元控制室占空間大，控制系統的結構設計跟不上世界先進技術，機組自動化水平沒有跟上現代化國際水平。

3、火力發電廠電氣控制系統的發展趨向

電氣自動化控制技術在經濟和技術的快速發展的推動下逐步開始發展起來，但是，發電廠也存在著多項問題困擾和阻礙著其向更好的方面發展，例如：發電機組中的控制不協調、電廠的控制系統不先進，導致電廠工作效率低。因此火力發電廠未來的控制系統發展方向就是要解決以上問題，只有依靠先進的科技水平不斷地完善和解決我國火力發電廠現存的問題才能夠提高發電效率和自動化管理技術為火力發電廠提高綜合科技水平。下面就未來的發展趨勢作出以下分析。

為提高電廠發電效率的方法之一就是充分利用分布式單元控制技術結合現代先進的科學技術將電廠控制進一步的智能化和自動化，開發集控中心集中化管理。利用現代化技術將發電機組和廠用電的控制融合到DCS系統中來實現電氣控制與鍋爐、汽輪機各單元間控制的協調性，進而實現集中控制。發電廠內的各個設備的監控都采用電子電視來實現更先進的監控，取消統控制盤等后備監控設備的使用。網絡控制實現計算機化，用電子電視監控取締網絡控制室，同時全部納入到第一單元控制室。

另一個提高電廠發電效率的方法是提高全廠綜合自動化水平。利用現代化互聯網技術實現監控管理自動化。采用統一的網絡設計、統一的控制設備類型、統一的設計標準應用在火力發電廠系統中，將各個單元系統集中化管理，利用先進的網絡技術或采用大數據處理方式，結合各種先進的算法來提高整體系統的安全穩定性運行，提高發電廠的工作效率，減少值班人員實現集中化管理。

綜上所述，火電廠信息控制系統未來的發展和完善都要建立在新的科技，優質的管理理念，更加精細的專業分工等各個方面的推動中。目前社會科技不斷發展的推動下，信息技術正在向大數據時代發展，控制技術向智能化發展，未來我們需要研究的就是如何利用更好的科技將電廠控制更加智能化。

4、結語

火電廠控制、信號和測量系統的技術發展是我國電力行業技術需要與時俱進的技術。雖然國內的火力發電廠控制技術有了一定的發展，但隨著科學技術的不斷進步，實現電力行業控制的智能化已經成為當前社會所追求的目標，因此火電廠監控系統還需要不斷地完善和發展，利用信息和科技開發出更加先進的技術是我們研究電力行業中永不改變的技術目標。

［1］劉新盛.火力發電廠控制、信號和測量系統現狀及發展趨勢［J］.科技信息，2007，09∶91.

［2］鄧安付.火力發電廠電氣二次系統的現狀及發展分析［J］.中國高新技術企業，2013，05∶132-134.

［3］張雷.DCS在火力發電機組電氣控制系統中的應用［D］.山東大學，2006.

［4］朱治海.火力發電廠電氣二次系統的現狀及發展［J］.電力自動化設備，2001，01∶43-46.