火力發電廠發電機組的集控運行系統淺析

劉建江皖能馬鞍山發電公司發電部，安徽馬鞍山 243000

火力發電廠發電機組的集控運行系統淺析

劉建江
皖能馬鞍山發電公司發電部，安徽馬鞍山 243000

隨著科技的日新月異，電力行業得到了長足發展，并逐漸與信息技術和網絡技術等互相融會貫通，集控運行系統就是其中一個非常典型的應用。近些年來，該系統在火力發電廠的發電機組管理應用上已經取得了非常普遍的應用。本文對火力發電廠發電機組的集控運行系統進行了簡單的概述，并就其運行條件和控制模式做出了簡單分析。

火力發電廠；發電機組；集控運行系統；探析

信息技術的不斷發展催生了更為高效的控制和管理系統的誕生，尤其近年來我國的電力產業發展相當迅速，一些大型的發電機組不斷地更新換代，集成運行系統在火力發電機組中應用十分廣泛。借由集成運行系統，可以實現對鍋爐爐膛的監控，數據的采集和處理以及模擬量控制等等，通過這些功能，可以在極大程度上保證電站的安全管理和正常運行。

1 集控運行系統概述

集控運行系統（也即DCS系統）在火力發電廠發電機組的應用相當普遍，作為一種綜合的控制體系，其運行基礎是微處理器，主要技術包括了控制技術、信息技術以及通訊技術等，進而實現了管理、操作以及顯示等多方面的功能。集控運行系統是一種先進并且非?？旖莘奖愕募夹g，對于保證整個火力發電廠的運行與生產有著不可替代的作用。

通過集控運行系統，能夠實現對發電機、鍋爐和汽輪機的集中控制，對于實現整個火力發電廠的正常生產、投運和停運設備，以及保證整個發電廠安全生產等都有著重要意義。發電機組的集控運行系統實現了對發電廠發電機組運行狀況的有效管理和監控，極大程度上節省了人工勞動，也保證了其電廠的安全運行。

2 集控運行系統的運行條件分析

2.1 外部環境條件

集控運行系統的外部環境條件主要包括：計算機操作系統以及電源的接地、控制室的線路、溫度、濕度等環境因素，以及不間斷供應電源供應的裝置等。這些與系統相關的設備的質量優劣直接影響到系統的運行狀況。

2.2 自身硬件條件

集控運行系統的自身硬件條件主要是電腦遠程控制技術和信息通訊技術，它們是保持整個集控運行系統正常運行的有效手段，是保持整個系統安全和數據分析反饋的基礎。

3 集控運行系統的控制模式分析

3.1 分級遞階控制模式

集控運行系統的本身結構就是一種分基遞階的形式，以系統的功能與結構特點進行不同層次的分配。在發電機組的集控運行系統中，根據其控制和監視的功能將其劃分為不同的級別，而每一級再分別完成其分配的功能。在這個過程中，系統的控制與實現是非常有序的，一方面，每個控制器都根據其現場控制任務的分配完成其工作，并根據其對象的特征選擇相應的控制方式，如：模擬控制、順序控制以及程序控制等；另一方面，每個控制器還可以根據其控制對象的實際情況和不同要求，采取自適應、前饋、串級等方式方法，或加入一些特殊的算法來完成具體的任務。這也在一定程度上保證了集控運行系統的可靠性和安全性。

整個集控運行系統以微處理器為核心，通過微處理器實現對各級控制器的模擬和控制，而由于其強大的功能，還能夠通過它實現某些復雜算法和控制程序。在整個系統中，不同級別的控制器形成分工協作的狀態，以最高級的決策決定整個系統的工作任務，并借助每個級別的有效協調發揮出整個系統的功能。在具體的生產過程中，主要采用的是全分散結構形式，這種形式具有控制分散以及信息集中的特點。在生產過程每一級的控制信息都能夠得到有效的儲存以及及時的反饋和傳遞，從而能夠十分有效地實現危險因素的分散，并保證系統的安全可靠。而一些在控制器中的應用軟件也在極大程度上簡化了系統程序的應用，提高了系統性能，并降低了系統運行的成本。集控運行系統的分級遞階管理模式降低了危險的擴散速度，并且有效地提高了整個集控管理系統的效率，極大程度上推動了火力發電廠的發展。

3.2 分散控制模式

分散控制模式指的是系統故障的分散處理。在一個集控運行系統中，有許多不同的微處理器，這些微處理器有各自的控制任務，且由于系統采取了容錯結構在，因此每臺微處理器的功能互不干擾，即使有微處理器出現障礙也不會影響到系統其他工作的正常運行。此外，在執行任務時可以根據每個微處理器的控制功能，采用相應的專用計算機去實現特定的功能，這也有效地提高了計算機的可靠程度。正是由于集成運行系統的分散控制模式，火力發電廠發電機組的常規工作才能保持正常高效地運行，同時，它使得計算機的運行速度和處理數據的效率有了極大的提高。

3.3 通訊系統綜合控制模式

集成運行系統中的通訊系統實現了多個控制系統的有效連接，借助高速的數據通道，并通過全數字馬達驅動器、通訊網路、SCADA（數據采集與監視監控系統）以及HMI（人機接口）來實現對系統的有效控制。在集成運行系統中，控制器和監控計算機的有效連接能夠極大程度上保證系統的有序和協調，并且促進集成運行系統中信息的互相交流，使得各級微處理器能夠在決策級的統一調度下保持良好的工作狀態，從而使得整個發電機組達到工作的最優化。

借助通訊系統的綜合控制，系統各個部分的計算機、控制器、以及監控系統都能夠得到很好的控制，并且在實際的管理和生產過程中實現對整個現場的控制。此外，只要根據現場總線的通信協議，用相應的導線將多個節點相連接，就能夠產生一個車間級的數字化通信網絡，從而可以達到控制全部機械設備的效果，在一定程度上節約了系統管理的成本。通過通訊系統的綜合控制模式，不僅可以通過綜合分析計算機內的大量信息和資料，幫助管理決策者設計合理的生產計劃和管理決策，還能夠減少工作人員的工作量，降低人工成本，并且通過對電力生產流程更加精準的控制，提高發電廠的生產效率，取得更好的經濟效益。

4 結論

集控運行系統在我國的火力發電廠發電機組中有非常普遍的應用，它不僅提高了我國機組工作的自動化水平，也減少了發電廠工作人員的工作負擔，更在極大程度上保證了整個發電機組的穩定運行。在各種技術不斷發展，集控運行系統越來越完善的同時，我們也應該緊跟時代的步伐，不停止對集控運行系統的探索分析，以期在未來取得更大的進步。

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TK5

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1674-6708（2016）168-0166-01

劉建江，中級工程師，皖能馬鞍山發電公司發電部，研究方向為火力發電廠發電機組的集控運行。