電氣工程自動化背景下的發(fā)電廠改造初探

王啟東

【摘? 要】近年來，隨著電力需求的日漸增加，為滿足電力供應(yīng)和使用的要求，各個發(fā)電廠都在擴(kuò)大其生產(chǎn)規(guī)模，實施改造與優(yōu)化，以促進(jìn)其實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展。發(fā)電廠改造的過程中，電氣工程自動化具有突出的技術(shù)優(yōu)勢，其可以發(fā)揮自動化控制的作用，使電廠系統(tǒng)中的相關(guān)模塊得到有效的優(yōu)化，保證發(fā)電廠的可靠、安全運行，促進(jìn)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)保目標(biāo)的實現(xiàn)。基于此，論文分析了在電氣工程自動化背景下發(fā)電廠改造的相關(guān)策略，以期使發(fā)電廠的生產(chǎn)力能夠與實際需求相匹配。

【Abstract】In recent years， with the continuous increase of power demand， in order to meet the requirements of power supply and use， each power plant is expanding its production scale， implementing transformation and optimization， so as to promote its realization of modernization development. In the transformation process of power plant， electrical engineering automation has outstanding technical advantages， which can play the role of automatic control， effectively optimize the relevant modules in the power plant system， ensure the reliable and safe operation of the power plant， and promote the realization of the economic， social and environmental goals of the power plant. Based on this， this paper analyzes the relevant strategies of the transformation of power plant under the background of electrical engineering automation， so as to make the productivity of power plant match the actual demand.

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動化;發(fā)電廠;改造

【Keywords】electrical engineering; automation; power plant; transformation

【中圖分類號】TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）10-0134-02

1 引言

在當(dāng)前的社會經(jīng)濟(jì)背景下，發(fā)電廠的自動化改造是時代發(fā)展的產(chǎn)物，也是必然的趨勢。自動化技術(shù)是多種技術(shù)融合的產(chǎn)物，其在發(fā)電廠中的應(yīng)用可以大大提高發(fā)電廠機(jī)組運行的可靠性、穩(wěn)定性與安全性，實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動監(jiān)測與識別。電氣工程自動化已然成為發(fā)電廠改造的一個關(guān)鍵技術(shù)，通過自動化改造，發(fā)電廠系統(tǒng)的生產(chǎn)水平大大提高，且生產(chǎn)過程中的故障概率也有所降低，生產(chǎn)效率與質(zhì)量有所保障。因此，基于電氣工程自動化的發(fā)電廠改造符合現(xiàn)代化的發(fā)展要求，在未來具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 電氣工程及其自動化

發(fā)電廠改造是以發(fā)電廠的電力生產(chǎn)為基礎(chǔ)的，其改造的最終目的是滿足輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的電力供配電需求。發(fā)電廠電力系統(tǒng)的構(gòu)成復(fù)雜，其中包含了發(fā)電、變電、輸電、配電與用電等電力主設(shè)備、輔助系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)建時需嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程來進(jìn)行。電力主設(shè)備為一次設(shè)備，而二次設(shè)備主要包含了測量、監(jiān)測、控制、繼電保護(hù)、安全自動裝置等，二次設(shè)備中的各個構(gòu)成都是為了保障主系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性[1]。在電氣工程自動化的發(fā)展背景下，要實現(xiàn)發(fā)電廠的改造，就是要對主系統(tǒng)與二次系統(tǒng)加以改造，在改造的過程中，需加強對自動化技術(shù)的應(yīng)用，通過系統(tǒng)優(yōu)化與升級，滿足電力供應(yīng)的需求。電氣工程自動化理論下，控制理論是關(guān)鍵，其中融合了現(xiàn)代數(shù)學(xué)、控制理論、通信技術(shù)、電子計算機(jī)等學(xué)科知識，實現(xiàn)了發(fā)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運行時的信息傳輸、共享、加工與控制，實現(xiàn)了對系統(tǒng)各種行為的提前控制，能夠大大提高生產(chǎn)效率，保障電力產(chǎn)品質(zhì)量。

3 電氣工程自動化在發(fā)電廠中應(yīng)用存在的問題

3.1 自動化技術(shù)革新缺乏針對性

發(fā)電廠的運行過程中，隨著電力需求的增加，也需要進(jìn)行一定的生產(chǎn)調(diào)整與改進(jìn)。在當(dāng)前自動化水平逐步提升的過程中，人們對于發(fā)電廠電氣工程自動化提出了一定的要求，部分發(fā)電廠自動化革新的過程中，技術(shù)缺乏針對性，使得生產(chǎn)系統(tǒng)中一些電氣設(shè)備的運行成本有所增加，再加上自動化技術(shù)應(yīng)用時的人力、物力投入，發(fā)電廠的總體效益難以實現(xiàn)[2]。針對這種情況，各個發(fā)電廠在自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中，要避免技術(shù)的盲目應(yīng)用，需要從自身的生產(chǎn)實際出發(fā)，保障自動化技術(shù)與其生產(chǎn)規(guī)模、流程的匹配性。

3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜

現(xiàn)階段，計算機(jī)信息技術(shù)等的進(jìn)步加快了自動化技術(shù)的發(fā)展，這一發(fā)展趨勢也使得自動化技術(shù)在很多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在發(fā)電廠的長遠(yuǎn)發(fā)展過程中，必須切實加強對電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用。一些發(fā)電廠在改造時應(yīng)用了電氣工程自動化技術(shù)，使得傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以為電氣工程自動化系統(tǒng)的運行提供必要保障。發(fā)電廠在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面，必須注重多樣性設(shè)計，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)自動化技術(shù)的要求，增加了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計復(fù)雜性。

4 電氣工程自動化背景下的發(fā)電廠改造

4.1 構(gòu)建覆蓋全廠的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)

發(fā)電廠在改造過程中，如果要發(fā)揮電氣工程自動化技術(shù)的優(yōu)勢，就需要在發(fā)電廠中構(gòu)建覆蓋面更廣的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，使得該系統(tǒng)在發(fā)電廠的生產(chǎn)運營過程中，能夠作為數(shù)據(jù)、信息傳輸?shù)年P(guān)鍵要素。只有建立了完善的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)才能夠在整個生產(chǎn)過程中實時進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與分析，及時掌握發(fā)電廠內(nèi)各個設(shè)備、系統(tǒng)、模塊的工作狀態(tài)，維持電廠運轉(zhuǎn)的可靠性。首先，在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的建立過程中，最為關(guān)鍵的是進(jìn)行計算機(jī)主機(jī)、通信電纜等硬件設(shè)備的選擇與配置，在這些設(shè)備的選擇過程中，需要根據(jù)電廠的組織架構(gòu)、分布來進(jìn)行基礎(chǔ)通信設(shè)施的架設(shè)，使得主機(jī)系統(tǒng)下每一個分機(jī)設(shè)備都能夠覆蓋發(fā)電廠的每個部門，保持設(shè)備與部門工作的一一對應(yīng)性;其次，在通信基礎(chǔ)設(shè)施配置與安裝結(jié)束后，需要借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來實現(xiàn)各個通信設(shè)備之間的連接，使得在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運行時，能夠保持正常的通信，當(dāng)主機(jī)下發(fā)命令后，這些命令可以快速、及時地傳送到分機(jī)中，分機(jī)立即執(zhí)行相應(yīng)的命令，保障通信的便捷性與高效性。

4.2 建立遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制系統(tǒng)

傳統(tǒng)的發(fā)電廠控制與管理過程中，主要是由人力來完成控制的，人力參與使得發(fā)電廠系統(tǒng)的運行常常會受到人為因素的影響，如果人為存在不當(dāng)操作，發(fā)電廠將難以保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)。而遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制系統(tǒng)的建立同樣是電氣工程自動化的重要表現(xiàn)，這一系統(tǒng)的建立使得在發(fā)電廠的運行與控制過程中，不再由人力來完成相應(yīng)的監(jiān)測與控制工作，而是通過自動化控制模塊來完成。根據(jù)前期已經(jīng)建立的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，將發(fā)電廠運轉(zhuǎn)過程中所涉及的所有設(shè)備、流程都接入主機(jī)系統(tǒng)中，其連接是通過編程方式來實現(xiàn)的，通過相應(yīng)的指令發(fā)送，就可以對各個設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行控制。遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制系統(tǒng)建立需滿足以下條件：保障網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性與安全性;充分利用計算機(jī)軟件技術(shù)將所有的系統(tǒng)要素加以網(wǎng)絡(luò)連接，避免各種設(shè)備、軟件兼容性問題，使得各種設(shè)備能夠與主機(jī)保持良好的兼容性;保障系統(tǒng)的其他配備質(zhì)效，如視頻監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的高配置。

4.3 構(gòu)建故障上報和分析處理反應(yīng)機(jī)制

發(fā)電廠的生產(chǎn)工序極為復(fù)雜，在改造過程中，需要從系統(tǒng)的運行原理出發(fā)。發(fā)電廠生產(chǎn)過程中所涉及的技術(shù)與設(shè)備相對較多，在運行過程中，常常會受到諸多因素的影響，運行故障難以避免。而自動化技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)備故障的識別，自動化模塊能夠及時識別故障，最快實現(xiàn)故障處理。發(fā)電廠的電氣工程自動化改造過程中，需構(gòu)建故障上報和分析處理反應(yīng)機(jī)制，使其能夠在系統(tǒng)的運行過程中，每一級連接到主機(jī)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備的運行參數(shù)、工作狀態(tài)都能夠及時在故障上報與分析的過程中得到有效的分析與處理。當(dāng)設(shè)備運行參數(shù)超出正常標(biāo)準(zhǔn)時，系統(tǒng)的報警模塊會立即進(jìn)行故障反饋，在故障信息反饋時同步實現(xiàn)了故障上報與分析，這種故障識別與處理機(jī)制使得發(fā)電廠在出現(xiàn)故障以后能夠在最短的時間內(nèi)縮小故障影響范圍、快速進(jìn)行故障的處理。此外，在每次的故障出現(xiàn)和處理時，系統(tǒng)會自動進(jìn)行故障信息的備份，將相應(yīng)的故障信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中的故障信息存儲為后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)與處理提供了一定的參考。

4.4 機(jī)械自動化作業(yè)

發(fā)電廠中電氣工程自動化的應(yīng)用過程中，生產(chǎn)自動化逐步實現(xiàn)，大大提高了生產(chǎn)的整體質(zhì)量，在這一改造前提下，發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，人力資源的投入量大大降低，有效降低了作業(yè)現(xiàn)場的工作難度，提高了生產(chǎn)的安全性與高效性。例如，在火電廠的爐機(jī)控制過程中，完全可以通過電氣自動化來實現(xiàn)機(jī)械自動化作業(yè)，使得作業(yè)強度與效率都大大提升;又如，核電廠核反應(yīng)堆的監(jiān)測、控制方面，同樣可以通過機(jī)械自動化來完成，這一改造使得在核電廠運行時，相關(guān)人員能夠不直接與核原料接觸，有助于保障核電廠生產(chǎn)的安全性與高效性。

5 結(jié)語

近年來，發(fā)電廠在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中承擔(dān)著越來越重的生產(chǎn)任務(wù)，為滿足電力使用要求，各個發(fā)電廠都需要在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下加以電氣工程自動化改造，通過自動化改造提高發(fā)電廠的自動化水平，為發(fā)電廠贏得更大的經(jīng)濟(jì)、社會效益，實現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】趙博.電氣工程自動化背景下的發(fā)電廠改造研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（12）：138-139.

【2】王樹洪.發(fā)電廠二次設(shè)備的自動化改造分析[J].集成電路應(yīng)用，2019（6）：110-111.