數字化電廠電氣控制技術與應用探討

李聚雪

摘 要：現代社會生產需要大量的電力能源提供支持，所以火力發電機組的運行要更加穩定，數字化電廠要研究水平更高的電氣控制技術，才能對發電運行機組產生積極的影響。現階段的火力發電機組與以往的火力發電力有所不同，隨著運行需求的增加，機組的維護工作的難度更大，所以技術人員要加強數字化的電氣控制術，才能進一步開展有效的控制管理工作。本文從數字化電廠電氣控制系統的工作原理進行分析，研究了具體的發變組控制系統的應用。

關鍵詞：數字化 電廠 電氣控制技術

Discussion on Electric Control Technology and Application of Digital Power Plant

Li Juxue

Abstract：The production of modern society requires a large amount of electric energy to provide support， so the operation of thermal power generating units must be more stable， and digital power plants must study higher-level electrical control technologies to have a positive impact on generating units. The current thermal power generation unit is different from the previous thermal power generation. With the increase in operating demand， the maintenance of the unit is more difficult. Therefore， the technicians must strengthen the digital electrical control technology to further develop effective control management work. This article analyzes the working principle of the digital power plant electrical control system， and studies the application of the specific generator-transformer group control system.

Key words：digitalization， power plant， electrical control technology

1 引言

現代數字化電廠中火力發電機組的數量越來越多，要維持大量的火電發電機組的正常運行，就需要數字化電廠有效的開展電氣控制工作，電廠方面要投入較大的經歷，對其運行狀態加以監督，擴大成本的投入，加強對數字化電氣設備的整體控制，提升實際技術應用的力度，就可以統一管理火力發電機組。數字化電廠的集中控制程度更高，為滿足社會各界用電的需求，數字化電廠會更加注重對控制系統的建設，所以技術人員要先從研究火力發電機組的控制系統出發，做好系統控制的理論研究工作，再結合實踐探索其應用之路。

2 數字化電廠電力控制系統的工作原理

2.1 過程層

電力控制系統中的過程層是進過一次設備與二次設備的結合，在智能電氣設備中承擔著人工智能的服務任務，并在實際運營的過程中，對變壓器單元中的相關信息做出具體的分析，包括電流量及電壓量，在共同的作用下會將信號發送給處理層，由處理層對開關信息的總量加以研究，轉換電流、電壓等開關信號。在完成上述的全部信息以后，變電站中的電磁式感應合并器就已經產生了光信號，而這一光信號的轉換質量與技術水平是密切相關的，設備的運行狀態也會受到互感器和二次側電壓氣量的直接影響，所形成的數字信號會作為信息上傳至電流互感器和電壓互感器中，作為直接的信息支持[1]。

2.2 間隔層

在數字化電廠中，電氣設備控制系統對整體的設備系統保持著質量方面的維護狀態，間隔層的作用在于保護系統的線路、母線及變壓器等重要的設備，會將系統運行過程中的一些電壓、電流的數字信號傳輸至系統之中，并在做出邏輯運算之后，將相關信號發送至隔離層裝置之中，隔離層中的數據在測量時，通過這些數據就能夠反映出真實的運行狀態。電氣控制設備中的智能終端會直接反映出設備運行過程中存在的故障問題，自動的完成跳閘的操作，如果技術人員要降低設備故障對整體系統的影響，就需要通過火力發電機組設備利用間隔層的方式，實現整體的保護功效。

2.3 站控層

在電廠的電力控制系統中，站控層是火力發電機組中對設備的調控裝置，可以維系發電機組中各類設備的協同作用，確保火力發電機組狀態的基礎上，最大化的提升系統的法典效率，為電力企業擴大運營的經濟總值。技術人員在應用技術的過程中，對間隔層設備的維護有助于信息的實時傳送，使相關信息可以全面、快速的傳遞到以太網之中，則系統內部的相關設備運行狀態就可以直接從信息中反映出來，便于技術人員的集中調度與控制，中央的變電站監控系統向站控層發出運行指令，與控制裝置及其他裝置進行有效的溝通，就能夠進一步的為遠程控制奠定良好的基礎[2]。

3 數字化電廠電力控制系統的發變組系統與廠用電控制系統

3.1 發變組控制系統

3.1.1 發變組保護裝置

在發變組保護裝置的主變高壓側的合并單元中，技術人員采用主線與電流、電壓串連的形式組成用電單元，單元中的電流合并是通過點與點連接的形式完成的保護操作，而電壓合并則需要將母線的電壓合并單元連接相關保護裝置。在主變高壓側及中性點的電流接入方式中，技術人員依然采用電流合并單元的形式，并聯接入線路中，發電機內部的中性點電流接入方式則依然采用點與點之間的連接，僅有電壓是通過機端電壓連接保護裝置形成合并單元的。

3.1.2 智能勵磁系統

數字化電廠中對電氣系統的控制是通過數字化勵磁調節器實現的，技術人員在分析數字化勵磁調節器的結構及分布狀態時可以看出，勵磁調機器主要分布在整體系統的間隔層與過程層中，為保證這兩方面系統的正常運用，技術人員會在間隔層中設置兩套勵磁調節器，那么一旦某一階段出現故障時，另一臺勵磁調節器也可以做好保護工作，維持火力發電機組的正常運行和正常發電，一臺勵磁調節器可以起到良好的保障作用。過程層中使用的勵磁調節器的運行性能會存在一定的差異及運行需求發面的不同，技術人員要設置帶有智能功能的設備，保障電氣回路的統一性，過程層中勵磁調節器產生的回路功率應該被收集起來，經過勵磁調節器的接口，將其轉化為智能的信息輸送到中心控制系統中，而該設備運行中所產生的電流及數字信息等，會經過網絡接收機反饋到主機系統中，完成對應的數據操作，如現代比較先進的非線性魯棒控制技術，就可以應用時鐘校對功能，配合通訊功能智能化的收集運行中的數據，并在系統監控的作用下，維護數字化電廠火力發電機組的安全運行[3]。

3.1.3 自動準同期

數字化電廠的電力系統中包含自動準同期并網的操作，相關設備是圍繞自動準同期建設的裝置，可以通過控制火力發電機組完成調速和調壓，而且是在自動的狀態下完成所有的操作，可以將頻差和壓差調整至客觀條件需要的狀態，所以被稱之為“準同期”。自動準同期并網能夠促使火電系統的安全運行，減少并網過程中出現的安全風險，具體的裝置可以參考圖示1，圖示中簡要的列舉了自動準同期并網的過程。

3.1.4 快速切換

火力發電機組中的快速切換指代的是快切冷備技術，技術人員可以利用電氣控制系統采集火力發電機組在運行過程中采集的啟備變壓器等設備中的數據，并在未閉合變高壓側的狀態下，順利切換數字化電廠應用的電源，可以為電廠節省大量的損耗開支，啟備變熱設備必然會對設備產生一定的損耗，而快速切換的技術則能夠解決這一問題。技術人員也可以在系統中通過發布指令到AVC裝置中，經過數字化系統中的勵磁裝置，可以對整體系統的運行電壓做出調節，或者應用AGC裝置，將信息發送至DCS系統中，也能夠進一步的調整系統運行的負荷[4]。

3.2 廠用電的控制系統

數字化電廠的常用控制系統包括高壓段、低壓段等部分，還有不同電壓的電機及變壓器等設備以及電氣二次控制系統中的相關保護裝置，被稱之為DCS的標準控制系統，符合國際電廠的標準，可以與網絡技術相結合，向DCS系統中發送相關裝置的信息，其保護功能可以通過數字化電廠電氣控制系統中的保護裝置來實現，在廠用電的控制系統中發揮良好的保護作用[5]。數字化電廠的常用電氣控制系統是將保護技術作為核心，以信息反饋作為關鍵，通過信息的傳遞完成指令的下達，即中心系統向下級發送相關指令，就可以提升火力發電機組的自我控制程度。

4 結語

在現代數字化電廠的運行過程中，應用電氣控制技術要從提升火力發電機組的運行狀態入手，合理的保持該系統運行的穩定性，降低故障發生的幾率，對其運行的功率提出保障，就可以建立起高水平的智能控制終端，為電氣控制技術所服務，合理的調控發電機組中的各類設備的運行狀況，在保證安全運行的基礎上，擴大電力生產所創造的經濟效益，可以增強電廠的運行質量，而且數字化電廠電氣控制系統的覆蓋程度更高，能夠滿足大量電力系統中用電設備的實際需求。

參考文獻：

[1]胡林海.數字化電廠電氣控制技術與應用分析[J].設備管理與維修，2018（11）：111-113.

[2]郝運香.數字化電氣監控管理系統的研究[J].山東工業技術，2015（14）：107.

[3]劉長軍.小議數字化電氣監控管理體系的構建[J].黑龍江科技信息，2011（08）：31.

[4]陸杰鋒，徐燕娟.現場總線技術在火力發電廠電氣控制系統中的應用研究[J].電子世界，2019，No.560（02）：176-177.

[5]呂佳煒，劉鈺哲.PLC技術在電氣工程及其自動化控制系統中的運用[J].信息周刊，2020，000（012）：P.1-1.