電氣自動化技術在火力發電廠中的創新與應用

程培良

摘要：火力發電是現階段重要的發電形式，為電力能源的供應做出了巨大的貢獻。隨著電子信息技術、計算機網絡技術等科學技術的不斷發展，各種電氣自動化技術開始進入火力發電廠中。文章對火力發電廠中電氣自動化技術的重要性、基本作用及發展概況進行了分析，討論了火力發電廠中電氣自動化技術創新應用問題。

關鍵詞：火力發電廠；電氣自動化；技術創新；電力能源；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）34-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.018

隨著經濟的迅猛發展、電能的需求量逐漸增加，火力發電是當前我國電力能源的主要供應方式，隨著煤炭資源價格持續上升，火力發電成本的迅速增加，電氣自動化技術的使用對于提高火電廠的運行管理效率，提升電網的安全性、穩定性有重要作用，能夠有效降低火電廠發電的成本，因此火電廠相關管理及技術人員必須重視電氣自動化技術的研究及應用。

1 電氣自動化技術在火力發電廠中的必要性及基本作用

傳統的火力發電廠中主要通過集散控制系統（DCS）對機、爐系統進行控制，DCS系統只能實現簡單控制，電氣系統的自動勵磁調節裝置（AVR）、廠用電源切換裝置（ATS）等保護及安全裝置與DCS系統之間很少進行信息的互訪及交換，也就是說它們之間基本上處于相互獨立運行的狀態，電氣系統的操作人員很少能夠通過DCS系統得到電氣設備的相關參數信息，這對于工作人員的實際操作十分不便，火力發電廠電氣系統發生故障之后也難以在短時間內迅速得到反饋及解決。火電廠在實際的工作中必須要改變以往電氣系統電纜、變送器等裝置的安裝情況，轉變電氣信號的采集形式，將智能設備與現場總線相結合，建立一個電氣系統通信網絡，深入地挖掘電氣系統相關的數據信息，促進火電廠電氣系統的自動化，提高火力發電廠電氣系統的運行水平及管理效率，為火力發電廠的發展奠定良好的基礎。在火力發電廠中，電氣自動化技術的主要作用是監測控制發電廠的相關設備的運行狀態及數據信息，從而及時發現設備運行過程中的動作異常事件，發出告警信號，提醒相關工作人員對故障進行檢查、處理，消除安全隱患，此外，電氣自動化系統還能夠提供許多高級功能，比如定值的遠方修改在線自動效核、電動機狀態檢修、故障診斷、電量統計等。

2 電氣自動化技術在火力發電廠中的發展現狀

隨著科學技術的不斷發展，電力自動化技術水平也在逐漸提高，這也為火力發電廠中的數據采集、信息通信等工作提供了技術基礎。就目前來說，火力發電廠的自動化系統已經能夠通過自身的監控裝置對交流采樣工作進行測量、保護以及監控，在新型計算機監控及保護功能基礎之上，工業以太網絡及現場總線技術得以形成。控制層、通信層以及間隔層共同組成了電氣自動化系統，三個層級之間相互獨立，在實際的運行中相互配合、共同作用，實現對系統的監控，控制層是整個電氣自動化系統的核心，能夠完成數據信息的監控、采集及整理工作，通信層是整個自動化系統正常運行的基礎保障，系統間隔層與各站點之間的信息交流、轉換、邏輯監視等功能都需要依靠通信層來完成，間隔層主要由智能設備以及保護監控裝置組成，間隔層與系統上層功能的數據溝通及互訪主要通過接口及網絡實現。

3 電氣自動化技術在火力發電廠中的創新應用

電氣自動化技術對于火力發電廠的發展十分重要，但就目前來說，我國火力發電廠的電氣自動化系統還存在一定的局限性，因此相關技術研究人員必須不斷的深入研究，充分利用計算機網絡技術、信息技術、通信技術等科學技術手段，創新電氣自動化技術，提升火電機組的運行效率，提升電網運行的安全性、穩定性，為火力發電廠的發展奠定良好的技術基礎。下文從電氣系統的控制保護手段、通用網絡結構的構建、電氣全通信控制等方面就創新電氣自動化技術在火力發電中的應用進行簡單的分析介紹。

3.1 控制保護手段

以往的火力發電過程中，主要通過連鎖及報警的手段實現系統控制及保護，這種保護方式存在著一定的局限性。信息技術高速發展的背景之下，火力發電廠可以借助計算機網絡控制保護技術檢測電氣自動化系統的運營狀態，診斷系統出現的各種故障，從而有效地消除系統的安全隱患，通過系統冗余等主動保護及控制方法自動控制系統故障的影響范圍，確保系統無故障部位能夠繼續運行，為電網的安全奠定基礎。此外，電氣自動化技術創新之后，系統設備的運行維護方式也會發生改變，不再局限于以往被動的預防維護或者事后檢修，能夠將預防維護與設備維修結合起來，更有利于保障電力系統的安全。

3.2 構建通用網絡結構

想要實現電氣自動化系統的順利運行，必須要重視通用網絡結構的構建，基于此，火力發電廠必須要創新電氣自動化技術，選擇網絡通信產品時必須保證通信系統在整個電氣自動化系統范圍內都能夠正常通信，確保電廠管理層能夠實時監督電廠的現場控制設備，保證計算機監督系統、電廠控制設備等相關組織結構之間數據傳輸的安全性及暢通性，為全集成自動化的實現奠定良好的通信基礎。

3.3 統一單元爐機組

以往的火力發電廠電氣自動化系統只能夠實現機電控制一體化，隨著相關技術的不斷創新，火力發電廠的自動化系統的監控方式必然會轉化為機、爐、電一體的單元制運行監控模式，電廠的DCS系統能夠以單元制的運行方式匯總及分析整個火電機組的相關運行參數及狀態信息，能夠充分發揮系統的控制功能，信息的收集、處理更加高效，能夠實現電網的統一管理及運行，使火電機組的運行效率達到最高。此外，火電廠的監控系統會明顯被簡化，控制室的占地面積也會減少，系統的建設成本會降低，對于火電廠而言十分有利。同時統一單元爐機組的應用，為發電廠信息管理系統的信息采集工作提供了便利，有利于火電網統一管理及運行的實現，能夠有效提高電網的工作效率，提高火電機組的自動化水平及監控水平。

3.4 實現電氣的全通信控制

就現階段來說，我國火力發電廠的自動化系統（ECS）還無法實現電氣全通信控制功能，系統的可靠性及通信速度都還有提高的余地，ECS系統與DCS系統之間留有一部分硬接線，為了能夠實現電氣的全通信控制，相關研究人員必須重視熱工工藝連鎖問題，通過相關的技術手段增加更多的運行監視功能，提高后臺系統的應用水平，最終實現電氣自動化系統運行管理水平、控制水平以及自動化水平的提高。

4 結語

電氣自動化技術對于火力發電廠而言十分重要，有利于提高火力發電廠電氣系統的運行水平及管理效率，保證電網的安全，火力發電廠相關管理人員必須重視電氣自動化技術的研究及應用。現階段，電氣自動化系統已經廣泛地應用于火電廠之中，有效地提高了火電機組的運行效率、自動化水平及控制水平，降低了電廠的生產成本，對于火力發電廠的發展做出了巨大的貢獻。總體而言，火力發電廠電氣自動化技術還有進步發展的余地，相關研究人員必須深入研究創新。

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（責任編輯：黃銀芳）