淺議發電廠電氣設備的自動化改進策略

張玨麒

摘 要：在當前，我國以人力控制為主的老式電廠電氣控制系統越來越不適用于新時代，隨著市場經濟的不斷發展，對電氣設備自動化控制提出了更高的要求，并在數量上的需求也更多。因而，發電廠有必要對目前現有的電氣設備做出自動化改進。本研究簡要介紹了發電廠電氣自動化控制的作用，并構想了自動化改進的策略，旨在為促進發電廠進步做出貢獻。

關鍵詞：發電廠 電氣設備 電氣自動化 改進

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（c）-0035-02

當前，我國現代化發展水平上升到了一個新的境界，工業化發展對電力系統提出了質量和數量上的需求。據相關資料顯示，在2018年我國全社會用電需求量至少達到6.75萬億kWh，到2020年這一數字將會達到7.4萬億kW/h。在此之下，我國廣大發電廠不僅需要提高產量，也要注重管理，通過實現電氣設備自動化來提高電廠資源利用率，革新電廠發展模式。在本研究中，筆者正是立足于這一點，對如何實現發電廠電氣設備自動化進行探討。

1 發電廠電氣設備自動化的優勢

在國家實施改革開放之后，發電廠生產技藝開始不斷革新。于20世紀90年代，電氣自動化成功問世。通過相關技術手段，發電廠極大地減少了人力開支水平，不僅有效提高了發電效率，而且通過程序化設計，電氣系統也便于管理和維護。在步入新世紀之后，隨著國家對IT產業、機械制造業等相關領域的強化關注，使得發電廠電氣自動化迎來了春天，眾多廠家積極參與到自動化控制技術改革中來。

相比于傳統人工控制管理而言，發電廠對電氣系統實施自動化控有益之處眾多，主要體現在以下幾個方面：第一，安全可靠。傳統人控方式容易受到個人情緒、生理狀態等各個方面的影響，使得操作、管理和維護容易出現失誤。而采用自動化系統，通過設計精確度參數，整個電氣系統工作有條有理，安全可靠性非前者可比[1]。第二，控制速度快。由于直接面向對象，自動化系統比人為控制更快地操作各類電氣，在繼電保護等方面處理速度能夠低于幾十秒，人為操縱是不可能達到這一效率的。第三，降低管理成本。在采用了自動化電氣系統控制之后，發電廠可以減少雇員數量，使得日常運作不需要過多員工，有利于減少成本開支，獲得更多收益。第四，控制科學。在目前，為了提高發電廠自控裝置的效益，制造商采用了兩套集成系統。當其中一個系統出現故障，硬件底層將會自動調用另外一個系統，采用應急處理方案，在此看來發電廠自控系統是非常科學合理的。

2 發電廠電氣設備自動化改進方案

2.1 電網自動化調度系統

在電氣設備自動化控制系統中，電網自動調度是非常基本的一個項目。該技術主要立足于IT技術，主要以單片機、嵌入式系統等為載體，通過搜集各個電氣設備的運作狀況，分析數據信息，進而總結出電網系統運作的整體狀況，為發電廠技術人員決策提供了信息支持。在發電廠電氣自控系統中，該項目不僅可以做到有效調度，保證發電質量和數量，而且也有利于解決故障，對持續發電的積極意義是顯著的。

2.2 ECS系統

在工業化進展過程中，電氣自動化控制技術內涵不斷豐富，很多新工藝為發電廠產能提高提供了很多思路，ECS就是其中一種。該技術以信息工程為學科基礎，以計算機電子信號為載體，實現對整個電廠的處理、監控以及維護[2]。目前，ECS系統主要以分層分布式為架構，可以分為控制層、通信層以及間隔層。其中，控制層主要由電廠總機、調度電網等硬件組成，負責對軟件和硬件數據傳輸監管；通信層，是由通信設備和通信網絡組成的層面，負責向其他層面設備的信息傳輸；間隔層是由各類專業化電器組成，主要對發電廠相關業務如電壓保護、電流切換等提供專業化支持。

在如上分層分布式ECS架構中，DCS是最為典型的代表，在很多發電廠廣為適用。該系統立足于計算機通信科學之上，通過構建分散式、分級式系統，來實施對于整個電廠業務的控制。然而，該系統內部線路比較單一，使得電流傳輸效益不高。另外，由于可供支持的信號種類較少，DCS系統有必要增加電纜設備，進而擴大了管理運營開支。因此，科研人員設計了兩種DCS模式：一方面，部分DCS模式。該模式利用DCS軟件實施電廠自動化控制，并結合計算機通信技術，對相關設備的行為予以調度；另外一方面，完全DCS模式。該模式以DCS系統軟件為載體，承接了其他軟件和硬件，以合二為一的方式實現自控。前者以部分DCS系統功能為載體，這就對運行裝置的匹配度提出了很高的要求；后者完全繼承了DCS系統的特性，但是一切軟硬件要求是非常苛刻的，系統開支較大。

3 發電廠電氣系統自動化控制改進方案

3.1 當前我國發電廠電氣系統自動化控制問題分析

在目前，觀察發電廠電氣系統自動化控制發展現狀來看，相關應用形勢是較好的，但是存在一些潛在隱患，主要體現在：第一，設備期間存在質量隱患。如上文所述，ECS系統對于硬件和軟件是存在要求的，不僅需要契合ECS系統設計原理，而且還要保證數量眾多，以期符合信號種類需求。然而，很多發電廠電氣自動化控制系統元件并不是由同一家廠商制造而來的，生產質量不可能完全一致，之間可能存在性能沖突，進而影響整個系統的運作。另外，由于運作頻繁，強度較大，這些元器件有可能存在損耗，從而降低整個系統性能。第二，存在環境隱患。在自控系統中，很多元件都是很精密的，受外界環境因素影響較大，如溫度、靜電、氣壓等。當相關變量變化超過閾值，部件難以正常工作，降低系統的運行效益，甚至導致元件毀損等重大故障。第三，人力方面存在隱患。ECS系統等類似發電廠電氣控制系統構成復雜，使得相關管理工作難度較大，發電廠需要聘請專業人士來支持廠內操作。然而，為了節省開支，我國很多發電廠對于從業人員沒有提出較高的水平要求，使得相關工作人員理論支持較弱，操作經驗難以駕馭ECS等系統[3]。在此之下，容易發生操作疏忽，或者違規行為，埋下了系統運作隱患。另外，發電廠也沒有重視檢修和維護，沒有定期開展故障排查工作。總體來看，發電廠在運作電氣系統自動化方面的能力是較低的。

3.2 發電廠電氣系統自動化控制優化方案

首先，提高系統設計水平。發電廠需要積極組織相關專業人員，對電氣組件、系統架構、技術實施予以深究，根據鉆研結果完善和優化自動化控制系統；其次，加強管理。發電廠需要重視日常管理工作，組裝之時選擇最新技術和元件，并且開展定期檢查，及時處理各種現有問題和排查潛在隱患；最后，重視人員培訓。發電廠需要極大人員培訓力度，不斷提高現有人員的理論知識水平以及實踐操作能力，引入外界優秀人才，以期開拓現有團隊的眼界，提升各項技能水平。

4 結語

綜上所述，通過改進電網自動化調度系統、ECS系統等方式提高系統設計水平，并配合加強管理、重視人員培訓等輔助方式優化發電廠電氣系統自動化控制，發電廠有必要對現有的電氣設備做出自動化改進，才能適應市場經濟的不斷發展。

參考文獻

[1] 董旭.基于發電廠的電氣自動化技術研究[J].電腦編程技巧與維護，2015（10）：46-48.

[2] 魏英江.發電廠電氣自動化技術應用方法探析[J].科技創新與應用，2015（26）：175.

[3] 郭偉，王莉.發電廠電氣系統綜合自動化[J].東南大學學報：英文版，2014，18（3）：221-224.