談電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用

周磊

摘要：科學技術水平的不斷提升，為我國電氣工程及其自動化技術的發展提供了巨大的推動力。目前我國電氣工程及其自動化技術已經在一定程度上實現了功能上的互補以及相關信息的共享，已經擺脫了傳統的自動化系統功能單一的局限性。在電網的建設方面，電氣工程及其自動化技術也在不斷地突破和進步。但是在發電廠中的電力系統上，如何保證供電的質量和保障電力系統的整體安全，都是電氣工程及其自動化技術應用研究的主要議題。

關鍵詞：電氣自動化技術;火力發電;創新;應用

1電廠自動化的發展現狀

目前，國內的電廠自動化已經實現了信息化的全面建設。在系統自動化控制系統中，主要采用了PLC技術、現場總線控制技術等，從而實現自動變頻的控制及意見啟停。基于PLC的DCS智能控制新機組已經具備了全廠級的管理信息系統和監控信息系統，系統也具備全長設備的信息共享和信息交換功能。利用各系統之間信息共享的方便，電氣自動化控制系統可以實現對全廠設備參數的自動調節和參數自動優化。因自動化控制系統引入了DCS模塊技術、數字電液控制技術、汽輪機危機遮段系統等，DCS系統可以在總線控制的基礎上對各個車間的現場設備進行聯控自動化控制。部分電廠還對火電機組的控制系統進行了優化，融入了人工網絡神經技術、工業以太網技術等，將部分重要的設備也更換為智能設備。通過人工智能技術、工業以太網及智能設備的應用，構架起電廠的全過程智能控制與監控系統。智能控制采用了多種現場協議，方便不同類型的智能設備之間的信息共享及DCS智能控制系統對現場設備執行智能控制。

以一鍵啟停為例，管理人員啟動APS鍵，APS系統自動發出一鍵啟停的指令，模量控制系統、爐膛安全監控系統、DEH、汽輪及電液控制系統、旁路控制系統、順序控制系統、給水系統、鍋爐燃燒系統、自動電壓調節器等同時接到一鍵啟停的指令。各個子系統接收到信號后進入系統運行的自動檢查狀態，通過自動調節發電機組管理、調度系統等，實現對發電機組的啟停。自動啟停指令開始后，多系統、多執行機構在工業以太網支持下同時進行指令通信的傳輸，各執行機構進入病理運行及指令平衡狀態。一旦發生控制問題，自適應系統功能將對控制參數進行智能計算，并重新優化控制參數，執行優化后的運行指令。整個過程實現了對機組設備的智能調節和控制，確保了電廠全自動化運行的可靠性、安全性及精準化控制。

2電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用

2.1實現配電自動化

配電自動化是由多種技術相互配合，共同構成的一個綜合性的管理系統。在國際上，科學技術已經發展到了一定的水平，一部分發達國家內部配電自動化技術已經十分先進，并且有了自己的一套獨特的運行管理模式。而我國在這方面還較為落后，但是也摸索出了一套屬于自己的配電自動化形式。我國采取集中監管控制配電自動化和管理電氣設備兩者相結合的主要管理模式，且在這方面取得了一定的成就。配電自動化依賴于綜合信息管理系統，信息管理系統實現了信息共享，通過網絡來進行聯合調配，保證工作的有序進行，保障正常的供電，同時也能夠提高供電工作的效率，保障廣大居民用戶和各個領域都能夠獲得良好的用電體驗，促進社會經濟的高速發展。

2.2電氣綜合自動化系統基本功能配置

間隔層是電氣自動化系統的重要組成部分，主要包含智能化電子設備、測控裝置以及繼保裝置等部件。其中，測控裝置是電廠進行綜合自動化改造的重要工作內容，而繼電保護以及故障錄波等儀器設備可以在轉換規約或者通訊接口直連的方式與系統建立聯系。間隔層主要功能包含控制和包含一次設備，對相關數據進行實時統計，實現對設備操作功能的閉鎖控制，在控制指令、數據采集以及統計運算方面具有更高的控制優先度，實現與站控層和過程層之間的網絡通信;通訊層的電氣綜合自動化系統中的重要部分，可以基于網絡技術及設備實現信息的高效傳遞，確保上級處理系統可以掌握下級設備采集到的系統各部件運行狀態信息;還可以幫助上級系統傳達指令到間隔層設備，以此實現對設備運行參數的調整和設備運行狀態的控制;監控主站主要用于對間隔層設備上傳的相關信息進行整合，實現對設備周期內運行狀態的觀察和分析，并結合實際情況下達相應的指令實現對間隔層設備的控制，進而提升電廠電纜系統的運行穩定性。繼電保護站主要用于對設備故障信息、工作狀態以及使用情況進行記錄和監督，為工作人員提供相關數據的查詢平臺，還可以輔助工作人員實現對保護裝置相關參數的優化調整。

2.3自動控制汽輪機組轉速

汽輪機組的轉速是影響發電效率及效益的重要因素之一。將智能控制應用于汽輪機組系統中，有利于更好地優化汽輪機組運行參數，更加精準地調節汽輪機組的轉速。同時，在發生汽輪機組轉速異常時，專家控制技術+人工神經網絡技術能夠直接對問題進行分析，診斷汽輪機組運行的故障，幫助技術人員更快地尋找問題發生的原因，更快、更準地找到故障、解決故障，提高汽輪機組的運行效率，確保其安全可靠運行。

2.4實現變電站自動化

綜合信息系統中的電力系統所連接的終端設備和其他的設施設備是通過網絡進行連接的，通過計算機信息系統的高效工作，可以非常有效地實現變電系統的自動化管理，更好地進行調節和保障安全。變電站自動化利用了信息科學技術的數字化特點，被廣泛應用到變電系統之中，有效地改進了以前設備的缺陷，實現了更加高效便捷的應用方式。由于現在廣泛應用到一系列的電力設備，在這個過程中變電站實現了自動化就體現出了巨大的優勢，監控的工作變得更加輕松，收集到的數據更加準確，也減少了人工成本方面的消耗，大大節約了工作的時間和精力，同時也提高了工作的效率。工作人員不需要直接去接觸到變電器等電力設備，降低了安全事故發生的可能，為工作人員提供了極為可靠的安全保障，還能夠更加快捷地收集到所需要的設備數據。

2.5負荷裝置自動化控制

機組負荷裝置在電廠熱工自動化控制系統中主要承擔著對低負荷的自空化管控作用。智能控制應用于電力負荷控制裝置中，有助于實現電力負荷裝置對電廠各種設備單元組運行過程中的自動化監控。智能控制還賦予了負荷控制裝置抗干擾的功能。通過在負荷裝置上安裝智能機器人，對設備的運行情況進行智能巡檢。智能機器人所搭載的智能傳感器、聲吶傳感器、光攝像儀、激光雷達導航傳感器等，都具有自動檢測的功能。當智能機器人自動監測到電廠設備負荷時，就會發出狀態監測及智能檢修提示，或發出故障預警。DCS智能控制系統的智能生產監管層就會將監測信息傳輸給智能控制層，由智能控制層向智能設備層發出優化指導的指令。智能設備層接收到優化指導后，發出智能巡檢的指令，對設備的運行狀態進行智能檢查。DCS智能控制系統利用模糊控制+人工神經網絡技術對設備運行參數進行自動化調整，從而提升負荷裝置控制的精準性。

結論

隨著各行業對于電力資源的質量和數量要求的不斷提升，電廠對于發電可靠性、質量以及成本的要求也隨著提升。電廠需要順應時代要求，將電氣綜合自動化系統應用到電廠設備管理工作之中，不斷對設備管理模式、設備元器件進行更新升級，在繼電保護、設備監控、發電過程控制等方面尋求更多進步，為電廠發展提供更多助力。

參考文獻：

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