試論熱工控制與電氣控制的有效配合方案

王俊峰

[摘? ? 要 ]隨著社會經濟的持續發展，用電的需求量也在不斷的增加，這就對電廠的供電能力提出了更高的要求。在電廠的運行中，電廠的人工控制以及電氣控制對電廠運行的狀態具有重要的影響，因此需要對電廠熱工控制以及電氣控制的方案進行深入的研究，保證二者的有效配合，提升電廠各機組運行的穩定性，進一步提升電廠的自動化水平以及現代化水平。

[關鍵詞]熱工控制;電氣控制;配合

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]209595–6487（2020）04–0–03

[Abstract]With the continuous development of social economy， the demand for electricity is also increasing， which puts forward higher requirements for the power supply capacity of the power plant.In the operation of the power plant， the manual control and electrical control of the power plant have an important impact on the operation state of the power plant.Therefore， it is necessary to conduct in-depth research on the thermal control and electrical control scheme of the power plant， so as to ensure the second With the effective cooperation， the operation stability of each unit in the power plant will be improved， and the automation level and modernization level of the power plant will be further improved.

[Keywords]thermal control， electrical control; coordination

火電能源是我國主要的電力能源，電廠機組設備的狀態能夠在很大程度上影響電力產能，同時對社會經濟的發展具有重要的影響，近些年我國經濟快速的發展，同時對電力能源的需求也在不斷的提升，因此保證確保電廠各機組的穩定運行，提高電廠的電力產能十分的關鍵，在這個過程中需要關注電廠熱電控制系統的性能，明確電廠熱工控制以及電氣控制對火電機組，單元機組以及電廠用電的影響。在以往的電力系統控制中，熱工控制以及電氣控制是相互獨立的，彼此系統之間的聯動性很低，這在一定程度上影響了電廠系統控制的效率，不利于保證電廠各機組設備運行的穩定性，而對電廠熱工控制系統以及電氣控制系統進行深入的研究，保證二者的密切配合，對于提升電廠控制系統運行水平，提高電力產生，促進電廠自動化以及現代化發展具有重要的意義。

1 熱工控制以及電氣控制的應用情況

在電能生產中，電廠設備的運行狀態對電能的應用以及電能生產的穩定性具有重要的影響，從整體上來看，電廠控制系統具有相對的復雜性，涉及到對眾多設備的控制以及眾多環節的管理，在電力生產中需要保證的各個環節以及系統控制的科學性合理性，才能保證電力輸出的穩定性以及安全性。從目前電力生產的實際情況上來看，在生產中大多數的環節都需要人工來進行控制操作，同時電系統進行輔助控制。其中熱工控制系統與電氣控制系統在很大程度上是相互獨立的，在電廠運行的過程中，兩個系統各自分管，僅在需要進行特殊處理時，兩個系統才會進行較低水平的配合度，配合的效率以及配合的水平都比較低下。現代社會對電力能源的需求不斷的提升，因此需要電廠具有較高的系統管理水平，才能不斷提升電力生產的能力，這就需要熱工系統與電氣系統進行有效的配合，通過二者的配合，最大程度的提升系統管理的水平，只有這樣才能提升電廠的現代化水平以及自動化的水平，提升電廠系統管理的水平，滿足當前發展階段下對電力能源的需求。

在電力生產中，DCS控制系統進行熱工控制，從該系統的運行原理上可以總結出，該系統的運行可以分為四個主要的運行管理內容，分別是SCS、FSSS、MCS以及DAS。隨著電力行業的持續發展，DCS控制系統已經廣泛的應用于一些大型機組的系統管理中，該系統可以較好的對系統設備進行管理，利用該系統可以較好的對脫硫、脫硝等流程進行管理，并且能夠保證系統運行的穩定性，隨著DCS控制系統在電廠管理中的大規模應用，已經能夠較好的提升電廠的系統設備管理能力。為了進一步提升系統管理的效能，一些電廠已經對DCS控制系統進行了改進，將部分電氣控制的功能融合到了DCS控制系統中，通過SCS功能系統與作為載體，實現了更加豐富的控制功能，在這種情況上ETS的控制已經在很大程度上被DCS控制系統取代，因此現代的DCS控制系統可以看作是DEH與DCS之間的相互整合，在這個過程中熱工控制系統的一體性被極大的加強，促進了DCS控制系統不斷完善，DCS控制系統的實用水平不斷提高。

目前來看電氣控制ECS系統主要由兩個大的系統控制部分組成，分別對單元機組以及公用電氣進行控制，這兩大控制部分在控制功能的實現上以及系統控制的應用場景上有一定的差異性，一般來說單元機組控制的是低壓分段設備、隔離開關、高壓及組斷路器，而變壓器、公用變分段開關、廠區開關等則屬于公用電氣的控制范疇，同時公用電氣的管理還包括對電能分支開關的管理。因此從系統整體管理的層面上來看熱工系統與電氣控制系統的整合管理。最直接有效的方法就是將電氣控制系統直接接入到熱工控制系統中，通過這樣的方式來促進熱工控制系統與電氣控制系統的有機結合。從系統結合的方式上來看，可以將系統的接入方式分為三種，分別是硬接線方案、硬接線結合通信方案以及保留硬接線結合通信方案，這三種接入的方案有各自的特點，所適用的場景也不同，因此在進行系統整合的過程中，需要根據電廠的實際情況來選擇最佳的接入方案，保證系統整合的效果。

2 實現熱工與電子控制的有效配合方案

2.1 硬接線方案

硬接線方案實現的方式較為簡單直接，就是通過硬接線來對熱工控制系統以及電氣控制系統進行整合，該接入方案可以實現開關輸入量、模擬量輸入信息等信息內容的整合，在接入的過程中利用空節點以及直流信號來實現系統數據的傳輸。這種接入方式是一種直接將電氣控制系統ECS整合到熱工控制系統DCS里的一種方案，不需要額外的增加顯示裝置，在DCS中就可以直接對相關的電氣設備進行管理和調整，采取硬接線方案，能夠較好的保證系統運行的穩定性以及安全性，同時熱工控制系統的管理效能也能得到有效的提升，保證電廠控制系統具有較強的一體性。該方案在熱工控制系統與電氣控制系統的整合中具有比較強的可實施性，在完成系統整合后，對系統的模件柜可以進行統一的集中管理，能夠有效的提升管理的效率，為后期的維護管理工作提供了有利的條件，也保證了系統運行的穩定性。此外，采取硬接線方案還能保證系統信號傳輸的速率，避免了信號傳輸的延遲以及信號衰減，確保了信號傳輸層面的穩定性。在系統整合的過程中，需要特別重視對電纜的連接性能進行優化，通過這樣的方式，能夠有效的減少故障的發生。

硬接線的系統整合方案雖然可以實現較好的系統整合效果，但是這種系統整合方案也具有一定的缺陷，首先該系統整合方案，前期的投入比較大，施工的量也比較大，由于僅僅能對開關輸入量、模擬量輸入信息等信息內容進行整合，因此系統的擴展性比較差，。另外，這種方式還需要在用電回路里獨立設置表計，不能實現一體化抄表，因此系統的自動化水平受到了很大的限制，在對某些測點進行控制時往往需要對系統進行重新的設置，對系統管理的效率也造成了一定的影響。

2.2 硬接線與通信結合方法

該系統整合方法與硬接線方案有一定的相似性，主要的區別在于對ECS系統的處理上，在該系統整合方案中ECS系統是分層式的結構，從系統的構成上可以分為站控層、間隔層、通信層等，其中站控層主要對系統起到監控的作用，通過對系統的有效監控能夠對控制的途徑進行優化。系統中間隔層主要由各種測控的儀器以及儀表組成，對系統數據進行采集以及上傳。通信層主要是對整個系統的信息進行傳輸控制，其中通信管理設備對系統信號的傳輸具有重要的影響，在系統控制中通過利用不同的通信協議以及通信端口來保證熱工系統與電氣控制系統的整合，在此系統整合方案中利用將硬接線的方式與通信系統結合的方式，可以實現多種系統信息的互通以及共享，同時不需要熱工控制系統進行過多的設置，就可以實現較好的系統管理水平，系統的可拓展性也得到了極大的加強。在硬接線與通信結合的系統整合方案中，不需要在兩個系統中設置單獨的電能表，可以利用系統對電能數據進行采集，電能計量的準確性也有了保證，系統整體的自動化水平有了很大的提升，能夠實現事故追憶、事故分析、避免誤閉鎖等功能，相對于硬接線的系統整合方案，該方案的自動化管理水平以及信息化管理水平有了很大的提升。但是該系統整合方案也具有一定的缺陷，那就是通信管理系統在進行信號傳輸的過程中，受到的干擾因素比較多，系統應用的限制條件也比較多，系統的穩定性與硬接線方式相比有一定的差距，硬接線方案可以利用線纜來進行信號的直接傳輸，省去了信號傳輸的中間環節，而該系統整合方案，在信號傳輸的過程中需要經過多次中轉，因此信號的傳輸的時效性以及可靠性會受到很大的影響。另外在系統中，控制節點的分布也比較的分散，因此在對多臺設備進行控制時，為了保證系統控制的有效性，因此往往需要采取分期建設的形式，這就對系統的擴展能力方面有比較高的要求。另外在系統建設的過程中需要對站控層、通信層設備進行配置，同時配置的環節也相對復雜，在系統建設層面需要花費比較多的資金，其中大部分的資金用于設備的購置，因此從系統建設的經濟性方面，該方案具有比較大的缺陷。

2.3 保留硬接線與通信結合的方式

該系統整合方案將硬接線與通信設備連接的方式進行了結合，從方案實現的角度上來看屬于軟信息和硬信息聯動接入的方法。在系統整合的過程中將ECS系統的I/O信息以通信方式接入到DCS系統中，在施工中僅僅對關鍵性的設備采用硬接線的接入方式，因此在系統建設中可以節省大量硬接線的環節，因為在DCS系統控制中，主要是對汽機鍋爐進行控制，保證汽機鍋爐安全性以及穩定性十分的重要，而在系統管理中對大量電氣系統的收集處于次要的位置，因此在系統的建設相對輕松。在該系統整合方案中，電氣控制相關指令信息通過無線通信的方式接入到DCS系統中，而一些關鍵性的設備則采用硬接線的方式進行接入，由于關鍵性設備的接入方案較為可靠，因此在無線通信系統發生故障時，也能保證系統的安全性，可以對關鍵性的設備進行啟停控制，進一步提升了系統的穩定性。該系統整合方案在是實現的方式上利用間隔層中的保護測控設備來進行相關的組網操作，充分的發揮了習同1的自動控制功能，在系統運行的過程中，開關量輸入、輸出、模擬量輸入等關鍵性的操作環節可以與DCS系統進行高效的溝通，保證系統運行中熱工控制系統與電氣控制系統的有效配合，由于控制操作具有分散性，因此系統整體控制的穩定性得到了加強，該方案實施不需要大量的接線操作，在系統建設中也不需要使用大量的卡件，能夠有效的減少施工量，同時較小的接線量也有利于后續的維護工作，利用該接入方式，能夠有效的保證熱工控制系統與電氣控制系統的互通性，所獲得的系統參數信息也更加的全面準確，保證在進行系統配合運行的過程中具有比較強的協調性。

2.4 系統整合方案的比較

從三種系統接入整合的方式上來看，保留硬接線與通信結合的方案，相比硬接線與通信結合方案在經濟性上具有很大的優勢，同時也能基本保證系統的穩定性以及可靠性。同時相比硬接線接入方式，在系統的擴展性以及系統建設的施工量上也有很大的優勢。從實際的工作角度出發，可以保留硬接線與通信結合方式的DCS中I/O點可減少約1/3，這就在很大程度上，減少了系統建設中電纜及橋架數量，同時相關配套設備的需求也在降低。從系統建設的經濟性上來看，投資的成本有了很大降低，也具有一定的維護優勢。但是在實際的系統整合上來看，還是需要根據實際的需求來選擇系統接入的方案，如果在系統整合中對系統的安全性以及穩定性有比較高的要求，可以采取硬接線的方案;如果在系統整合中，需要系統具有較強的可拓展性，則可以選擇硬接線與通信結合的系統接入方案;如果想要在系統穩定性與建設的成本之間取得平衡，保留硬接線與通信結合的方式是較為理想的系統接入方案。

3 提升系統接入水平的措施

在促進熱工控制系統與電氣控制系統配合的過程中，除了保證系統接入方案的科學性合理性，還需要對熱控DCS系統以及電氣控制ECS系統運行的原理進行深入的研究，在實踐中對系統接入的方案進行不斷優化，保證系統設計層面的科學性。在系統建設的過程中，需要充分的考慮到系統應用的實際需求，根據具體的情況來對系統接入進行改進。在系統接入的過程中，需要保證相關施工人員的素質水平，施工人員需要對系統的構成以及系統的運行原理有所了解，加強對施工流程的管理，在系統接入施工之前需要對施工的方案進行反復的論證，保證施工的方案具有較強的可實施性，在系統建設的過程中，需要加強現場接入施工的管理，保證現場施工的質量，另外在系統建設中，需要充分的考慮到接入方式的經濟性，做好施工方案的成本預算，保證接入施工的順利實施，在完成系統接入施工后，需要對系統建設的成果進行檢驗，對施工的質量進行全面的檢查，系統需要經過較長時間的試運行，對系統的各項功能進行測試，在系統順利的通過測試后，還需要對系統管理的人員進行培訓，保證相關的管理人員都能數量的使用系統，才能最大程度的發揮出熱工控制系統與電氣控制系統配合的價值，提升電廠設備運行效率以及穩定性。

4 結束語

在電廠的運行中，熱工控制以及電氣控制對電廠的運行有著重要影響。現代社會的發展需要更多的電力能源，因此提升電廠系統控制管理的水平對電廠的現代發展來說具有重要的影響，從電廠控制系統的運行上來看，需要改變以往熱工控制以及電氣控制獨立運行的狀態，在系統控制中，加強二者的配合，能夠有效的提升控制管理的效率，促進電廠自動化水平的提升，在這個過程中需要對熱控DCS系統以及電氣控制ECS系統進行深入的研究，從二者系統控制的原理上促進二者的有效結合，制定科學有效的控制結合方案，保證系統運行的穩定性，以及控制的有效性，是電廠熱工控制以及電氣控制需要重點考慮的問題，同時這一問題的解決，將對我國電廠的現代化發展具有重要的意義。

參考文獻

[1] 王億，王慶友，邵力軍，等.熱工控制與電氣控制的有效配合方案研究[J].中國設備工程，2019（3）：161-162.

[2] 張勇.電廠中熱工與電氣控制配合方案優化設計探究[J].機電工程技術，2018，47（9）：85-87.

[3] 朱琳.試論熱工控制與電氣控制的有效配合方案[J].山東工業技術，2018（3）：158.

[4] 李瓊.熱工控制與電氣控制的有效配合方案略述[J].科技資訊，2015，13（25）：14-15.

[5] 全通.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用[J].黑龍江科學，2013（10）：165.

[6] 朱琳.試論熱工控制與電氣控制的有效配合方案[J].山東工業技術，2018（3）：158.

[7] 劉曉龍.論熱工控制與電氣控制的有效配合方案[J].中國科技投資，2018（12）：160.

[8] 盧昱科.電廠中熱工與電氣控制配合優化措施研究[J].科學與財富，2019（35）：333.

[9] 黃超，丁健，黃常抒，等.熱工控制與電氣控制配合提高機組的穩定運行[C]//全國火電大機組，2006.

[10] 王振霞.分布式電氣控制系統性能分析及控制模塊設計[D].北京：華北電力大學，2007.