電廠熱控自動化改造技術探究

摘要：電力產業發展期間，應持續增強電廠安全生產能效，合理引入改造技術，提升電廠熱控技術的應用性。從通信、應用程序、電源各個方面，闡述了改造熱控系統的技術方法；梳理了優化電廠熱控系統的可行措施：明確改造方向、確定技術改造方案、運行配套設備，以此切實增強電廠運行安全性，控制生產成本，增強電廠熱控技術的應用效果，推動社會發展。

關鍵詞：電廠通信變壓器熱控技術自動化改造

中圖分類號：TM73

ExplorationofPowerPlantThermalControlAutomationTransformationTechnology

ZHUJiaying

ShanghaiElectricPowerConstructionStartAdjustmentTestingInstituteCo.，Ltd.，Shanghai，200092China

Abstract：Duringthedevelopmentofthepowerindustry，itisnecessarytocontinuouslyenhancethesafetyandenergyefficiencyofpowerplants，introducereasonabletransformationtechnologies，andenhancetheapplicability ofthermalcontroltechnologyinpowerplants.Thisarticleelaboratesonthetechnicalmethodsforretrofittingthermalcontrolsystemsfromvariousaspectssuchascommunication，applicationprograms，andpowersupply;Feasiblemeasuresforoptimizingthethermalcontrolsystemofpowerplantshavebeensummarized：clarifyingthedirectionofrenovation，determiningtechnicalrenovationplans，andoperatingsupportingequipment，inordertoeffectivelyenhancethesafetyofpowerplantoperation，controlproductioncosts，enhancetheapplicationeffectofthermalcontroltechnologyinpowerplants，andpromotesocialdevelopment.

KeyWords：Powerplant;Communication;Transformer;Thermalcontroltechnology;Automationtransformation

國家努力構建新型社會體系，電力部門持續增強新技術的融合程度，逐步加深電熱自動技術的應用，以此切實改進電廠工作環境，促使電廠生產獲取更多收益。積極展現熱控技術的應用效果，明確熱控系統運行實況，確定技術改造方向，有效融合改造技術，切實增強熱控系統的改造效果，促使電廠獲取更多的發展空間。

1改造熱控系統

1.1通信改造

1.1.1通信改造技術思路

DCS系統運行中，可能會發生通信故障問題。此類故障排除工作具有一定復雜性，且較多引起故障的因素表現出隱秘性，無法精確判斷故障問題。通信網絡信號一般時，數據線連接設置層面合理性不足，外部連接的設施，會在一定程度上干擾信號，間接增大DCS系統出現通信故障的可能性。為此，在改進DCS系統時，應選擇性價比較高的處理程序，以基礎流程為出發點，保持DCS系統通信程序運行狀態。以較好的通信功能為改造目標，重新分布通信系統的組成，給出完整的規劃，使其外部表現更為美觀，整體布局更加簡單，以此保持通信網絡信號的穩定性。在通信程序改造期間，應參照實際情況，高效運行信號保護設施，以此減少靜電帶來的通信問題。此外，電廠需安全專人，合理檢測DCS系統內的構件，保證性能指標處于正常狀態。如果系統內出現構件性能不足的問題，應開展定檢措施，及時上報專人處理[1]。

1.1.2通信改造實例分析

某單位在改造熱控通信程序時，共給出了3個改造技術方案，具體如下。

1. OBJ數據格式。熱控程序使用OBJ格式，用于傳送“描述各類功能數據”，具有數據格式的特殊性。各個OBJ功能程序中，均有2個按位圖，給出了設備控制功能的狀態、屬性。OBJ數據具有一定特殊性，在電廠熱控系統中獲得了有效利用。然而，IEC014規范中，遙測、通信各類數據，尚未達到OBJ數據傳輸的要求。為此，需要增加IEC014的規范內容。明確OBJ數據帶有時間數據，給出確切的標識，使用1級用戶數據申請形式，回應總召申請定時回傳的形式。OBJ信息體結構的字節數量，具體見表1。

1. 通信點表同步更新。在程序運行后、信息通信前期，主從站在前期加載完成的通信點表、各個數據點位置，依照電表次序，給出一組具有辨識性的信息地址。通信數據會攜帶地址共同傳輸，以此準確辨識數據點的參數。為此，主從站各個主體，應保證通信點表的相同性。在相同數據點的傳輸電表方位有差異時，會出現數據錯漏、次序錯亂等問題。為此，主從站雙方信息交互電表的運維工作，極為關鍵。尤其在電站、集控程序相互傳輸信息時，會交流幾萬點數據。出現通信偏差時，會發生通信失敗、傳輸數據有誤的問題，增加了通信失敗的可能性。為此，在通信改造時，延展了IEC014的約定內容，同步括大了通信點表的支持范圍。利用JSON字符形式，規范描述信息體。字符串的信息類型較多，具體包括地址、數據點位置、數據點的關聯信息等。主站會結合實際接收的字符串，創建與從站相同的通信點表。子站描述的通信點表，會自主更新至主站。主站無須對電表給出單獨描述，能夠防止主從站通信點差異問題，能夠切實保證通信質量。
2. 改進報文日志記錄。熱控程序中使用的IEC104通信模塊，其中的報文日志，會采取文件存儲形式。報文日志是較為關鍵的信息文件，可用于通信調試。多個系統相互連接時，各個鏈路均能依照單獨文件存儲形式，采取時間、鏈路鏈接地址的形式，給出文件命名，以此增強各類鏈接的辨識性。各組通信網關設備相互連接，形成的數據量達到上萬個。假如每日記錄一個文件，會出現單個文件信息量較多問題，間接增大了文件查閱的難度。為此，改進報文日志記錄形式，采取星期記錄文件的形式，超出一周的數據，會予以刪除處理，保持通信存儲空間的充足性。每個鏈路的單日記錄文件主要有4個類型，各個文件存儲量不可超出1GB，以此增強日志內容讀取的便利性。

1.2應用程序改造

1.2.1應用程序的改造技術思路

在熱控系統內，優化應用程序，能夠增強熱控應用功能的智慧性，切實提高熱控系統整體運行能效。一般情況下，系IzLEDjTFvsEy/3mCWM9RxdFN+1VdidU1kJuDQixBH4w=統應用程序故障的原因有兩個：一是系統應用程序自身有故障，二是系統應用運行期間出現問題。在電控系統運行期間，應用程序占據較為重要的地位。當前，各個行業主要利用Windows系統，在社會持續發展期間，各類客群從主觀層面，對應用程序提出了更多要求。此類要求，使Windows系統獲得了持續改進，成功消除了各類應用的內在矛盾，以此提升自動控制的精確性。應對病毒侵襲問題，客戶端作為關鍵的防御設施，管理者應建立較好的安全防護認識，以此積極消除病毒侵襲帶來的不利問題。在優化計算機程序期間，應用選擇合適的DCS服務程序。在硬盤讀取信息的有效時間增加時，會形成較多的垃圾數據。此類無用信息積累較多時，會引起硬盤出現嚴重損傷，削弱系統服務器的運行能力。在應用程序改進期間，要側重關注服務器，確保系統數據運轉狀態，使其獲取較好的改造效果。

1.2.2應用程序改造實例

某電廠對于熱控程序，開展安全防護應用的改造分析。

1. 融合SM2算法簽名技術。當前，簽名算法類型較多，具體包括不對稱（SM2）、哈希（SM3）、對稱（SM4）3種算法。其中，SM2算法的使用方式較多，可用于數字簽名驗證。簽名人員含有兩組鑰匙：一組為私鑰，用于形成簽名；一組為公鑰，作為驗證簽名的數據。使用公鑰能夠有效判斷簽名值的正確性。SM2簽名算法，可聯合SM3共同使用。利用SM3算法，分析簽名數據內的多余數據，再用SM2算法獲取簽名數據。

調度證書具有較強的安全防護功能，從用戶、網絡設備等各個方面，逐一落實數字認證服務。在電力系統內，使用調度證書能夠全面落實身份認證，確保數據傳輸安全。調度證書是以PKI技術為基礎的安全防護應用。PKI融合了公鑰密碼技術，具有證書簽發、證書存儲、證書發放、證書撤除等各類應用功能。使用調度證書系統，聯合國密算法，以此保證熱控系統安全。運行自主可控操作程序，融合內核安全機制，全面推進熱控系統的安全驗證流程，確保熱控系統運行的安全性。

1. 算法安全防護效果測試。使用SM2、SM3兩個算法，全面測定文件完整狀態，開展100次簽名測試，測試結果見表2。

經測試發現：SM2、SM3兩個算法均有較強的安全防護功能，能夠保證熱控系統安全防護效果。

1.3電源改造

熱工系統出現電源問題時，會降低系統整體運行效果，嚴重時引起系統功能出現較大的問題，甚至會發生死機現象。在電源改造期間，需要采取多種措施，使DCS供電系統處于最佳的運行狀態。其一，規范供電電源，保證接地線的技術效果，以此積極防控電源干擾問題，盡量減少DCS系統接收信號有誤的情況。其二，加強電源故障防范，保持系統運行的平穩性。熱控電源改造的技術措施，具體如下。

1.3.1增大電源電壓頻率區間

變壓器運行的功能，是保證供電傳輸電壓的平穩性。熱控系統內的直流電源，采取兩組電路設計，互為備用。兩個直流電路，應連接相同供電電源，各個線路相互獨立，不會存在節點交叉問題。電路整流程序，能夠保證交流電、直流電的自主轉化。在整流模塊的支持下，高效轉化交流電，使其成為直流電。假如兩組電路表現出較高的負載差異，可新增電路，有效分擔電壓。電源連接的各組電路，均為直流電形式。新增的電路，會參照電壓情況，明確電流類型。3條電路可自由切換電路，以此顯著增大電源電壓頻率的變動幅度。

1.3.2合理設計供電變壓器

使用變壓器以此保證供電電源的平穩性，能夠控制電壓失穩性，減輕高電壓形成的能量沖擊作用，采取變壓隔離形式，處理電磁電路。大功率變壓器多用于供電線路。變壓器支持使用各類磁芯，可選擇電阻率較高的類型。

1.3.3給出完整的保護電路設計

在熱控程序出現故障問題時，需暫停電源供給。有效控制電流脈沖，采取熱控系統保護電源的形式，確保熱控故障的處理效果。采取多板組成形式，搭建電路核心控制程序。各層電路板均有各自功能。電源、信號兩層相間位置，能夠有效控制電磁干擾問題。控制板點位的電壓參數為1.5V。在變壓器的兩側，分別設計了“隔離電磁”“控制電壓”功能模塊。然而，實際上隔離電磁功能不大。功率開關會突然增加電流脈沖。熱控系統改造電源模塊時，可設立遠程操控開關，以此形成電路保護，控制電磁干擾。在電源主線路、分支線路的間隔位置，添加一組濾波變壓設備，此設施設有兩組輸電口，與各個地面端口相互連接。供電電源運行時，前期電流參數較大。制作的電路電阻圈，應以較大直徑金屬線為首選，以此降低電路損壞的概率。電容參數范圍為0.3～0.5μF，旨在控制噪聲形成的不利影響。在保護電路位置，設計事故預警，及時反饋異常數據，便于管理者發現[2]。

2優化電廠熱控系統的可行措施

2.1明確改造方向

電廠技術人員，應參照電廠規模、業務特征等各類因素，制定合理的熱控系統優化方向，從高效運行、安全生產的角度，提升系統功能的改造效果。設計明確的改造目標，能夠顯著增強能源利用性，合理控制人員工作量，逐步增強熱控自動化技術的運行效果。在實際系統改造期間，設定的目標應以熱控系統運行實況為參考，合理判斷系統改造效果，切實提升熱控程序的智能性。借助合理的改造技術，促使電廠發展。

2.2確定技術改造方案

參照電廠真實的運行狀態，制訂技術改造方案，穩步落實熱控改造的各項內容，防止出現重復改造情況。在明確技術改造內容時，應以電廠發展為根本，給出Rqr4klSQWag7COzDn3nHyQ==各項改造方法，確保改造方案的可行性。在實際規劃改造方案時，應以節約改造成本為基礎，參照實況，改進設備控制程序，選擇適用的熱控設備。工作人員應參照電廠現有的設備技術層次，制訂分期改造方案，使其具有較強的技術兼容性、功能拓展性，持續增強熱工系統、關聯設備的運行能效[3]。

2.3運行配套設備

當前市場環境中，含有較多類型的熱工設備，應由專業人員完成設備選型工作。電廠可采取招標措施，選擇性能較好、質量優異、性價比較好的熱控設備。選擇誠信度較高、社會口碑較好的設備供應單位，派設專人開展設備調試工作，以此全面獲取設備運行狀態，確保系統改造各項工作均有序落實[4-5]。

3結語

綜上所述，針對熱控系統開展技術改造工作，能夠顯著增強系統運行能力，減少運行成本，增強電廠發展的綜合能力。在電廠運行中，應從前期設計角度，合理確定技術改造方案。選擇運行能力較強、功能全面的設備，以此提升電源、應用程序的適用性。在改造技術的支持下，促使電廠獲取更高收益。

參考文獻

[1]馮海波.電廠單元機組熱控系統的分散控制系統改造設計[J].河南科技，2021，40（34）：37-39.

[2]樊宇寧.D發電廠熱工檢修精益管理研究[D].呼和浩特：內蒙古大學，2019.

[3]馮培舉.電廠熱工保護系統改造方式的研究[J].集成電路應用，2019，36（4）：95-96.

[4]吳新鵬.既有火力發電廠綜合品質提升策略研究[D].濟南：山東建筑大學，2023.

[5]吳靜.分布式資源聚合虛擬電廠多維交易優化模型研究[D].北京：華北電力大學（北京），2021.