基于綠色電力的電廠自動化控制系統(tǒng)研究

苗森

（上海華電閔行能源有限公司，上海 201108）

從現(xiàn)階段社會發(fā)展的實際情況來看，各個能源企業(yè)都面臨著資源匱乏、供應(yīng)緊缺的問題，在這種形勢下，如何節(jié)省資源與保護(hù)環(huán)境，是電力企業(yè)應(yīng)該思考的主要問題。面對大眾日漸增長的物質(zhì)、文化需求，電力企業(yè)就應(yīng)該秉承著“綠色環(huán)保”的基本理念，積極探索一些自動化控制技術(shù)，以此促進(jìn)能源的循環(huán)利用，推動電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 綠色電廠自動化控制系統(tǒng)的基本要求

1.1 對于電廠體系的基本要求

電力企業(yè)還應(yīng)該尋求一些同自身類型和規(guī)模相適應(yīng)的控制系統(tǒng)，根據(jù)這些確定相應(yīng)的計算方式，使得低能耗的自動化控制得以順利實施。有時候，為了更加快速地解決掉電力中斷的問題，供電企業(yè)就需要在實際操作的過程中，按照自身的生產(chǎn)情況，對傳送過來的信號進(jìn)行準(zhǔn)確的研究。最后對分析的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，制定出一個比較合適的SOE 分辨率，滿足周期掃描的各項要求。

1.2 對于電力生產(chǎn)的相關(guān)要求

在電氣企業(yè)運營的過程中，對于自動化控制系統(tǒng)有著不同的要求，企業(yè)如果想擁有更好的發(fā)展，就需要根據(jù)實際的情況，對系統(tǒng)的性能指標(biāo)和功能等參數(shù)進(jìn)行分析。假設(shè)過度的追求一些高配置的硬件，不加以利用，最后的效果也是不夠理想的。所以，企業(yè)應(yīng)該設(shè)置一個科學(xué)化的自動控制單位，盡量在能源需求得到滿足的時候，也能確保節(jié)能環(huán)保理念得以順利實施。

2 綠色電力下電廠自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 數(shù)據(jù)優(yōu)勢

從以往電力生產(chǎn)來看，工作人員往往會利用大量的時間和精力在各項數(shù)據(jù)上。但是在新形勢背景下，控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，則是能夠更加快速地實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的探究和轉(zhuǎn)換，工作人員便可以利用計算機(jī)來進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計。同時，綠色電力技術(shù)的存在，能夠讓企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有非常明顯的提升，這項技術(shù)不僅可以降低生產(chǎn)過程中的使用成本，而且還能強(qiáng)化系統(tǒng)的實效性，提升對外界的抵抗能力，更好的保證系統(tǒng)的安全性和準(zhǔn)確性。

2.2 效率優(yōu)勢

自動化控制技術(shù)大多是由一體化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)所構(gòu)成，而且會由許多控制單元來合成，對于整個電廠中的供電過程以及其他程序都具備一個監(jiān)控的作用。這類自動控制系統(tǒng)不僅可以提高發(fā)電的效率性，而且還可以減少一些損耗的能源，對于綠色電廠而言，平時所使用的節(jié)能設(shè)備會直接影響到發(fā)電的水平。從以往的電力生產(chǎn)來看，是無法實現(xiàn)信息實時共享的，久而久之，積累的問題也會越來越多。當(dāng)電廠在應(yīng)用了一些自動化系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)信息的共享，而且還能加強(qiáng)設(shè)備和系統(tǒng)之間的交流與合作。

3 綠色電力下電廠自動化控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用

3.1 DCS、PLC 控制系統(tǒng)

DCS 則是將計算機(jī)和通訊技術(shù)相互的結(jié)合在一起，該項系統(tǒng)的核心點是微處理設(shè)備，讓工作人員通過集中監(jiān)控數(shù)據(jù)通道，便可以準(zhǔn)確地了解到各個節(jié)點上的相關(guān)信息。這種數(shù)字化的模擬混合系統(tǒng)，還具備一定的穩(wěn)定性，尤其是在人和人頻繁交流的時候，系統(tǒng)便可以對目標(biāo)進(jìn)行實時的監(jiān)督。而且這項控制系統(tǒng)也具備一定的優(yōu)勢，操作方便、容易開發(fā)，因此它可以被非常廣泛地應(yīng)用到電廠中。

可編程控制系統(tǒng)（PLC）的存在，則是利用編程儲存器，便能實現(xiàn)對數(shù)字模式的輸出和輸入。由于上述兩個系統(tǒng)一般都是根據(jù)自身特點與優(yōu)勢所形成的產(chǎn)品，所以可以選擇采用DCS ＋PLC 控制系統(tǒng)的方式，作為一種全新的方案，不僅可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的編制，而且還能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。而在實踐應(yīng)用的過程中，首先是對控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，然后對控制算法進(jìn)行改進(jìn)，最后去完善硬件方面的工作，這樣才能進(jìn)行系統(tǒng)性的測試和應(yīng)用。而且從相關(guān)的實踐效果也可以發(fā)現(xiàn)，在這種優(yōu)化的模塊控制中，工作人員也能在最短的時間內(nèi)，掌握好電廠的運行情況，提高同步跟蹤的基本性能，實現(xiàn)對電廠系統(tǒng)的邏輯控制。

3.2 FCS 控制系統(tǒng)

FCS 系統(tǒng)是在DCS 和PLC 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上所形成的，不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)中的缺陷，而且還可以充分體現(xiàn)出新系統(tǒng)的安全性與可靠性。FCS 主要是選擇采用雙向一對多的傳輸模式，在確保數(shù)據(jù)沒有任何問題的前提下，也能讓設(shè)備一直處于在一個安全的狀態(tài)下，并且能按照自己的基本需求去選擇相應(yīng)的客戶端。但是，這項系統(tǒng)在實際應(yīng)用的過程中，也存在著一定的局限性，就是通訊的速度比較慢，而且設(shè)備所花費的成本較高。因此，相關(guān)人員要根據(jù)企業(yè)的實際情況，合理化地去選擇控制系統(tǒng)，這樣才能真正地達(dá)到一個高效應(yīng)用的目的。

例如，在某火電廠中FCS 系統(tǒng)的實踐應(yīng)用，設(shè)置了相對獨立的EFCS，主要是完成電氣系統(tǒng)的信息采集和傳輸，而且在系統(tǒng)中還包含了系統(tǒng)、通信和間隔等三個不同的層面。系統(tǒng)層中涵蓋了許多特定功能的服務(wù)器與工作站，主要任務(wù)就是完成數(shù)據(jù)的整理與收集，然后負(fù)責(zé)和DCS 進(jìn)行通訊。通信層則是由各個不同的通信管理機(jī)和協(xié)議轉(zhuǎn)換器所組成的，將整個系統(tǒng)都連接在一起，主要是負(fù)責(zé)現(xiàn)場總線和系統(tǒng)層之間的轉(zhuǎn)換。如圖1 所示，如果是從環(huán)保的角度來看，F(xiàn)CS 也具備一個低成本、互動性強(qiáng)的特點，設(shè)備是“隨插隨用”，讓用戶可以自由地去選擇一些軟件，不同廠家也能進(jìn)行互換使用，方便日后的更新與維護(hù)。同時，F(xiàn)CS 的徹底分散功能，也能代替DCS 中一對一的傳輸模式，在縮短安裝調(diào)試時間的時候，也能減少一些維護(hù)費用。

圖1

3.3 以太網(wǎng)技術(shù)

電廠以太網(wǎng)就是在傳統(tǒng)太網(wǎng)的基礎(chǔ)上所形成的，也是按照工業(yè)環(huán)境所形成的一種新型的技術(shù)模式。在對一些通訊模式和傳輸方式進(jìn)行完善后，便能自動化地解決系統(tǒng)中存在的那些缺陷，提高整體的運行效率。同時，這項技術(shù)在電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，往往會按照當(dāng)時的具體情況，以及供電的基本需求進(jìn)行分析，接著對設(shè)備進(jìn)行升級、改造，這樣才可以真正地確保自動化系統(tǒng)的控制效果。

該項技術(shù)還具備一個成本低、傳輸快的優(yōu)勢，可以應(yīng)用于綠色電廠系統(tǒng)中的各個層面。

除此之外，技術(shù)人員還應(yīng)該意識到在構(gòu)建自動化系統(tǒng)的過程中，為了避免系統(tǒng)受到過多的干擾，這就要求技術(shù)人員要嚴(yán)格地控制安裝的質(zhì)量，確保半導(dǎo)體的制作工藝不會出現(xiàn)任何的問題，以此提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。同時，綠色電廠也需要根據(jù)一些真實的應(yīng)用情況，去正確地劃分自動化的控制區(qū)域，確保每個區(qū)域中的劃分適當(dāng)、適量，如果劃分的區(qū)域過多，就會影響到最后的傳輸效果。

4 結(jié)語

從上述的分析中便可以發(fā)現(xiàn)，節(jié)能環(huán)保實際上才是綠色電力發(fā)展的核心所在，而綠色電廠中的自動化控制系統(tǒng)，則是應(yīng)該根據(jù)電廠的實際情況，去選擇一些合理化的硬件配置，然后科學(xué)地使用控制技術(shù)。從綠色、環(huán)保的角度出發(fā)，真正地完善電廠自動化控制的基本功能，提高整個系統(tǒng)的適應(yīng)性，推動我國電力企業(yè)的高效發(fā)展。