智能電廠儀表和傳感器技術與趨勢研究

陳倫 章維明

摘要：經濟發展進入新常態，行業市場活力與競爭力逐漸提升，因此需要持續降低生產成本，維護企業經濟效益，實現電力企業的長久發展。社會生產與生活的電力需求量提升，新能源、清潔能源不斷發展，電氣企業需要轉變現有管理模式，通過創新驅動實現發展。同時注重創新管理體制，帶動技術進步發展，全面提升生產運營效率，使企業生產成本降低，加強市場競爭實力。在現代背景下，大量建設智慧型電廠可以滿足電力企業發展需求，同時注重管理模式創新。

關鍵詞：智能電廠;儀表;傳感器

引言

隨著社會的不斷發展以及互聯網與人工智能的技術進步，技術迭代導致的國內外安全生產事故頻發，特別是電廠特殊的復雜生產環境給安全管理工作提出了更高的要求。繼黎巴嫩貝魯特港口大爆炸發生后，北京南四環一儲能電站又發生鋰電池爆炸事故，針對國內外安全事故頻發的現狀，黨的十九屆五中全會提出要加快發展現代產業體系，推進能源革命，加快數字化發展，推動互聯網、大數據、人工智能等同各產業深度融合，建設智慧能源系統，優化電力生產和輸送通道布局。深入到企業集團層面，則要筑牢能源發展新跑道，打開企業發展的關鍵點，其中最為關鍵的一點就是新技術領域能力，數字化智能化技術是一個非常重要的切入點。而推動數字化智能化技術的發展和應用是每一家發電企業向多元化發展，能源基礎技術向高層次發展的重要途徑。

1智慧電廠內涵與意義

智慧電廠基于數字化電廠發展，合理應用先進技術，例如物聯網、云計算、大數據技術等，智能化調度和管理電廠生產運營。在規劃設計期間，需要注重電廠信號、信息內容數字化，通過網絡技術交換數字化信息，實時共享跨平臺信息。通過專家系統，處理電廠運營問題，同時注重管理決策優化。智慧電廠注重研究工作對象、物理對象，基于電廠全生命周期發展，量化、分析和控制電廠信息，使電廠發電成本降低，全面提升電網電量，降低設備故障安全隱患。電廠運營過程中，實現安全化管理、節能增效的目標。通過建設智慧電廠，可以確保電廠運行安全與穩定，將數字化信號作為載體，借助網絡系統、云平臺、計算機、信息技術，對人力資源配置予以優化，全面提升生產效率，使投資成本、運營成本、維護成本降低，提升電力企業生產管理的信息化與智能化水平，進一步增加企業發電效益。

2傳感器技術

傳感器作為一種監測裝置，主要用來測量獲取相關的數據信息，并將實際的數據信息以電信號的方式傳輸到配備的計算機體系中去，實現更加高效的數據傳輸效率，進一步提高了傳統機電裝置的控制力度。在信息化進程逐步推進的今天，越來越多的科學技術被應用于各行各業，傳感技術也不例外，實現了機電自動化控制領域的廣泛應用，有效地改善了機電自動化裝置的同時，也能夠推進相關機電自動化工作高質量開展和實施，保證整個機電設備能夠安全、有序地進行工作，使其滿足相關工作要求。此外，傳感技術的廣泛應用與我國未來機電控制體系的發展前景不謀而合，直接作用于機電專業。因此，就目前來說，傳感器技術正朝著高效、健康方向發展，同時也有效地滲透于其他領域，例如，通過建立起計算機技術、傳感技術的融合發展機制，能夠有效地推進自動化控制技術的完善。目前我國也將開發和研究傳感器技術提上日程，并且在現階段已經取得了顯著的發展成效，這也使得傳感器的職能被進一步拓寬，實現了信號處理工藝的優化，使得傳感技術能夠廣泛的應用于各行各業。除此之外，集成化、智能化也是傳感器今后發展的重點趨勢，通過對傳感技術的不斷優化，使得傳統的機電自動化控制實現了由簡單向復雜化的轉變，能夠有效地解決工作中面臨的重點、難點問題，實現我國整個工業體系的健康穩定發展。

3發展現狀

數字技術在儀器中的應用為提高其性能、精度和功能提供了很大的空間，隨著智能電站現場總線技術的推廣，智能儀器信息交流更加快捷方便，自動診斷和預測性維護等功能可以順利實現。電力生產領域的儀器和傳感器技術隨著現場總線技術、計算機技術和先進算法的發展，一些具有特定功能的智能復雜儀器設備在這一領域占有越來越重要的地位。從科技出版物數量來看，我國電力生產智能儀器的技術研發和創新進入了第十三個五年計劃的成熟階段。在13個五年計劃期間，國內電力生產行業的一些智能儀器產品，如壓力變壓器、溫度測量單位、液位計等。，與西方發達國家的功能差異不大。但是，在貿易結算高精度測量儀器、高端在線分析儀器、安全儀器、非接觸儀器和多階段測量儀器等產品方面仍存在一定的劣勢，質量、可靠性、關鍵績效指標等方面仍存在缺陷。

4關鍵技術

4.1智能預警技術

一體化大數據平臺的建立，使對系統以及主機工作情況的檢測更加智能化與自動化，而且對于其中的不良情況還能夠智能預警。智能預警技術的優勢表現在很多方面，能夠實現對主機、系統變化趨勢以及參數異常的情況進行全面的把握，在故障問題發生之前，做出報警。智能預警技術還可以實現對每一個系統以及機組參數模型的建立，這樣電廠的相關系統以及設備在日常的運行中，能夠受到實時的監測，這樣便能夠更好地了解機組各方面的情況，使其中出現的問題能夠得到及時地發現，對其進行相應的分析，采取合理有效的措施給予解決，這便能夠很大程度上降低安全事故發生的概率。

4.2發電機強磁場環境下端部振動光纖測量技術

發電機正常運行時，定子繞組端部處于不停的振動當中，振源主要為雙倍頻交變電磁力。由于發電機定子繞組端部類似懸臂梁的結構特點，特別是汽輪發電機定子線棒端部伸展較長，因而防止因振動過大威脅發電機的安全運行，一直是設計、制造和運行人員共同關心的問題。發電機定子繞組端部振動測量技術，在保證發電機安全運行方面具有重要意義。反措要求對于運行和檢修中發現定子繞組端部有振動超標隱患的發電機，監視振動幅值的變化是確保發電機避免突發嚴重事故的重要環節。

4.3數據修正與補充技術

數據修正與補充技術主要是使電廠的每一項數據得到相應的檢測，能夠及時地發現并排除其中出現異常或者是出現錯誤的數據，并且不會對有效數據造成任何的影響，將其保留下來，在提高數據的利用效率上有著非常重要的意義。在日常的電廠生產運營的過程中，有可能會發生一些故障方面的問題，故障問題一旦出現，便會或多或少的造成一些數據的異常。為了最大程度避免此種情況的發生，就一定要對設備故障問題展開深入的分析和探討，以此才能夠更好地了解導致故障問題發生的主要原因。管理平臺能夠實現對無效數據的及時清理，保證數據的精確程度。

4.4燃氣輪機環形燃燒室高溫測壓測振傳感器技術

燃氣輪機環形燃燒室高溫測壓測振傳感器均安裝在靠近高溫物體區間，且存在易爆氣體的嚴苛環境，因此防爆、耐高溫高壓要求極高，價格昂貴，需要進行國產化研制。燃氣輪機環形燃燒室壓力測量是對燃燒室內的壓力波動進行測量，采用壓電壓力傳感器，利用人造壓電材料的壓電效應，溫度承受范圍-70℃～520℃，高壓承受能力25MPa，靈敏度為10pC/bar±5%，動態測量范圍為0.00005MPa～25MPa，頻率響應區間為（2Hz～15000Hz）±5%。燃氣輪機環形燃燒室振動測量是對燃燒室的動態振動速度進行測量，采用壓電速度傳感器，溫度承受范圍-196℃～700℃，靈敏度為10pC/g±5%，動態測量范圍位0.01g～200g，頻率響應區間為（3Hz～2800Hz）±5%，安裝于燃燒室內缸外壁上。

結束語

建立智慧電廠一體化大數據平臺的意義重大，能夠很大程度促進電廠的生產效率以及企業的效益，大大提高電廠工作的自動化水平，降低生產成本，保障安全生產，進而使電力行業得到更進一步的發展。

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