火力發電廠電氣工程自動化的應用策略分析

高 亮，趙海軍，王大有，牛玉杰

（1.華能云南滇東能源有限責任公司，云南 曲靖 655508； 2.華能貴州清潔能源分公司，貴州 貴陽 550081）

隨著我國小康社會的持續建成以及社會經濟水平的不斷發展，我國人民對自然資源的需求也在逐漸提升。火力發電廠在其發電過程中應用自動化技術不僅可以提升工作效率和工作質量，還能提升其整體管理水平和管理效能[1]。但就實際情況而言，我國火力發電廠在其實際工作過程中卻還存在一定問題，因此結合電氣工程自動化技術的實際運用對其問題提出相應建議便是發電廠的當務之急。

1 火力發電廠電氣工程自動化概述

1.1 電氣工程自動化含義

火力發電廠電氣工程自動化是自動化設備和自動控制系統“同發電”的總稱。電氣工程自動化是以現代自動控制理論、微機技術、信息處理技術為基礎，把分散在各生產過程中的變量或對象按預定標準變換為預先給定的數字，再通過一定的運算方式，使這些變量或對象達到預定標準的一種自動控制方法。電氣自動化設備通常由火力發電自動控制裝置和火力發電電氣設備組成，其以實現設備自動調節與控制為中心，通過對電力負荷進行實時監測或分析處理，進而實現電力系統運行效率以及經濟效益的提高。與此同時，電氣工程自動化還是指以自動化技術為基礎，利用電氣工程技術與計算機技術融合，實現火力發電廠各設備生產過程中的全面自動化控制。總而言之，火力發電廠電氣工程自動化通過自動控制使電力系統運行在最佳狀態，不僅能提高電力系統運行效率和可靠性，還可以通過對電力系統中各設備生產過程進行監測和分析處理，從而達到改善系統質量以及提高運行效率的要求。[2]

1.2 火力發電廠應用自動化電氣工程的重要性

隨著社會經濟的發展，電力行業在國民經濟中的地位也在不斷地提高，人民對于電力的需求也變得越來越多。火力發電廠所產生的電力資源作為人民生活中所不可缺少的能源，在火力發電廠中應用電氣工程自動化技術對社會和經濟便具有十分重要的意義。首先，我國應用電氣工程自動化技術于火力發電廠有一定基礎。目前我國在火力發電廠中都應用了較為多樣的自動化發電技術，并且這些自動化技術在我國各地區都得到了廣泛應用。例如計算機技術、信息處理技術等，利用這些自動化技術不僅能夠促進火力發電廠生產效率的提高，減少人工勞動數量與工作量，還能降低相關工作的勞動強度，提升其工作幸福感。另外，在火力發電廠中應用電氣工程自動化技術還能有效提升火力發電廠設備故障處理能力以及生產運行穩定度。例如自動報錯技術、自動更新技術等，這些技術的存在不僅能提升火力發電廠的穩定性，還能提升工作人員的檢修效率以及檢修質量。

2 火力發電廠自動化技術的作用及功能

2.1 提升發電廠成本

我國的火電行業已經成為國民經濟發展支柱產業，在我國國民經濟發展中起著舉足輕重的作用，目前已經有越來越多的火電廠自動化技術投入運行，但傳統火電廠在其發電過程中，往往會產生大量煙塵和有害氣體，以往在解決此問題時往往是持以得過且過、不關己事的心態。為解決這一問題并使其得到有效控制，火力發電廠必須采用自動化技術以求降低運行成本、減少環境污染等。以保證整個社會環境可持續協調發展、實現節能減排目標。由于傳統火電廠多采用人工控制方式，自動化技術并不成熟。故而人工降塵減污的成本便額外高昂，且其效果也可能不盡人意，同時，隨著國家相關政策的不斷落實，還可能導致火電廠的排污成本逐漸提高。在這種情況下，要想有效控制生產成本，就必須要結合自動化技術發展方向及趨勢進行深入研究。

2.2 提升發電廠工作效率

電力系統是我國國民經濟發展的基礎和保障，自動化技術則是保障我國火力發電廠工作效率的重要方式。例如，我國大多數火電廠應用了一種“自動控制系統”（Automatic Control System，簡稱ACS）技術，這是一種基于計算機控制的自動化系統，其在生產過程中起著至關重要、不可替代的作用。同時，ACS 技術也是從發電到運行整個環節都需用到計算機控制技術。為了保證火電廠的穩定運行和可靠安全、降低成本、提高生產效率、保證質量、減少污染，就需要對自動化技術進行深入的研究。應用ACS 技術不僅能提升工作人員對設備的管理效率和減少操作人員的數量以降低生產成本，還能提升發電設備的運行效率，降低其事故概率和風險概率，以促進發電廠綜合效率提升。因此，這種技術也越來越多地受到電力企業的青睞和使用。[3]

2.3 促進發電廠運轉的現代化

火電機組作為我國主要大型電網構成部分，若其自動化技術落后，則會對電網安全運行產生直接影響。因此以現代技術促進發電廠的轉型升級便是發電廠當前的重要任務。而自動化技術則能利用計算機系統、傳感器及其他自動化裝置，對火電廠生產過程中所發生的各種事故數據和運行數據進行收集和分析，并通過適當處理，將數據、模型等輸出至控制或監視系統，以實現對生產過程的控制。

總的來說，在火電廠生產過程中應用自動化技術，不僅可以提高火電廠生產效率和設備管理水平，還能提升其自動化程度。并且隨著火電廠自動化技術逐漸成熟，未來其必將在我國電力市場中發揮越來越重要的作用。

3 實操闡述

3.1 控制面板

一般來說，GTSI 系列的UPS 都會有LCD 顯示器、LED 指示和輕觸式鍵盤面板。通過這個控制面板，工作人員可以對UPS 進行有效的管理，有關UPS 的信息、告警和故障狀況都會在控制面板上的LCD 顯示器或LED 上指示。同時，控制面板上還會有ONOFFUPS、BATTTEST、B/PINV、ALARMOFF 等功能按鈕。

3.2 功能按鈕

1.ON/OFFUPS 的開機和關機。當UPS 在關機狀態（UPSOFF）時，按ON/OFF 一次可以啟動UPS 并顯示啟動過程的自檢結果。當UPS 在開機狀態（UPSON）時，連按ON/OFF 兩次可以關閉UPS。

2.BATTTEST 電池檢測。按BATTTEST 按鈕可以手動觸發一次電池檢測程序。UPS 同時也具備自動的電池檢測功能以檢測電池柜與UPS 連接的情況，在如下情況時UPS 會自動進行電池檢測：第一，啟動UPS 時；第二，逆變器累積連續運行200 小時時；第三，電池開關斷開后將其重新連接好時。

3.B/PINV 旁路與逆變器的切換。當UPS 工作在逆變模式，連按B/PINV 按鈕兩次可以使輸出轉為旁路供電模式。系統對此操作命令會要求再次確認，在大約2秒鐘內再按一次B/PINV按鈕，表示確認選擇轉旁路操作。當UPS 工作在旁路模式，按B/PINV 按鈕一次可以手動將UPS 退出旁路模式并將輸出轉為逆變器供電模式。

4.ALARMOFF 聲音報警關閉。當系統發生故障而觸發聲音報警時，按ALARMOFF 按鍵可以消音。當再次發生別的故障時，聲音報警會恢復。

4 火力發電廠工程自動化應用策略

4.1 對數據采集和數據處理進行優化

傳統火力發電廠進行數據采集方式主要有兩種，即采用遠傳儀表和無線傳感器兩種方式進行數據采集，但就現在看來，這兩種數據采集方式在實際應用過程中卻存在很大的局限性。二者都只能采集現場實時數據，不能獲得非現場歷史數據，并且在收集和整理這些非現場設備測量過程中還存在很大的“安全隱患”和“丟失風險”。就數據處理而言，傳統火力發電廠在進行數據處理時還存在較多問題。例如傳統方式不能滿足現代化生產發展需求、不能滿足自動化控制系統要求、系統運行穩定性差、效率低、能耗高。這些缺陷不僅限制了我國火力發電廠的發展，更限制了我國能源產業的發展。隨著現代化生產發展對電力能源使用和供電可靠性要求越來越高，火力發電廠利用工程自動化技術進行生產的過程中，其數據采集與數據處理的方式也發生了較大變化。

首先，火力發電廠工程自動化技術在使用現代技術進行數據采集時，對實時數據和歷史數據的采集面以及采集準確性較優。例如，現代火力發電廠工程自動化技術能對采集到的設備運行情況、設備故障情況等進行數據分析，以此提高設備運行的安全可靠性，同時，其還能對機組設備健康狀況及運行狀況進行診斷。再例如，現代火力發電廠還能通過采集和處理數據實現對電力能源行業企業運營狀況的有效監測與分析。

其次，就數據處理方面，火電廠利用現代技術對其采集的數據進行處理的方法也較為先進。就故障信息處理而言，火電廠能在機組運行過程中對于機組運行情況進行實時監控和數據分析，并能在分析出故障信息的第一時間進行自動故障報警。

最后，工程自動化技術還可以實時獲取機組設備及控制狀態信息（電壓、電流、有功、無功），并對其狀態進行及時處理，從而促進生產效率的提升。

4.2 “人、機”交替管理

隨著計算機、通信及網絡等技術的快速發展，工程自動化技術得到了很大的進步與提升，并在火力發電廠設備管理中起到了很好的作用[4]。然而許多研究人員在分析、總結工程自動化管理方式時都會發現一些共同問題，即為在對某一特定設備進行監控時，往往是“人工為主、監控為輔”，這就可能造成設備管理中“人機”交替管理問題突出。為了更好地發揮“人機作用”，火電廠在生產過程中應當將“人機”交替管理工作與設備管理結合起來，做到人機相互補充、相互促進和共同發展。所謂“人機”交替管理方法就是把設備管理分成四個部分分別進行。

首先是硬件方面。如對自動化設備硬件的維護、計算機及其網絡通訊的維護等。

其次是軟件方面。如對設備進行分類和編號、編寫并建立對應文件夾；然后是根據需要配置硬、軟件來完成相應任務。

最后就是人。人包括了對系統整體維護與監督、對系統硬件故障時進行及時地處理等工作。在這四個部分中每個部分都需要采用一定方法、技術和措施去保證其落實，這樣才能保證整個系統正常運行，并且發揮最大功效。

4.3 全通信控制

當前火力發電廠工程自動化控制過程中多使用傳統通信，但傳統通信并不能夠滿足當下現代化社會發展需求，因此需要對其進行全面改進與完善。對火電廠通信控制進行深入研究分析可以發現，大多數火力發電廠在自動化控制過程當中運用到了自動化控制、全通信控制以及多點集中控制等多種先進技術，這些技術的綜合應用可以有效提高火力發電廠工程現代化管理水平和經濟效益，但部分火電廠在對此技術進行實際運用時，并不能發揮其最大功效，因此火電廠應當結合自身運行情況對自身通信控制進行“復盤”，幫助自身發現問題，進而對其做出改善。

除此之外，根據不同時期的工作重點以及發展趨勢來不斷調整廠內相關管理體系和信息處理系統、設備與基礎設施平臺，也能確保火力發電廠實現現代化管理和現代化建設。

5 結語

隨著社會的不斷發展，人民對生活需求的供給單位提出了更高要求，對能源的需求也在不斷增加。火力發電廠作為我國主要供應能源之一，其在維持社會運轉、維護社會穩定等方面發揮的作用十分顯著。傳統火力發電廠在生產過程中存在許多問題，因而使用電氣工程自動化技術對于火力發電廠來說十分重要，其不僅可以實現對生產過程的實時監控，還能夠有效提高火力發電廠的安全運行。因此，我國火電廠應當大力引入先進自動化技術，以提高發電廠設備運行效率、降低成本，進而實現對生產過程的全面監控。