何奕星

當(dāng)今社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求變得越來越高，對(duì)于電力企業(yè)而言，順應(yīng)時(shí)代潮流加快發(fā)展綠色電力是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)，也是國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)和保證。本文首先闡述了當(dāng)前自動(dòng)化控制對(duì)電力生產(chǎn)過程的要求標(biāo)準(zhǔn)以及控制方法，分析了自動(dòng)化控制的自身優(yōu)勢(shì)，并對(duì)當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)過程中使用的幾種常見控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，以期為控制系統(tǒng)的選擇提供相應(yīng)的幫助。

綠色電力；自動(dòng)化控制；節(jié)能環(huán)保

1.自動(dòng)化控制影響下的電力生產(chǎn)要求標(biāo)準(zhǔn)和控制方法

當(dāng)前電力生產(chǎn)過程的要求標(biāo)準(zhǔn)。隨著社會(huì)現(xiàn)代化水平的不斷提升，人們對(duì)電力生產(chǎn)和供應(yīng)的要求變得越來越高，在這種形勢(shì)下，電力企業(yè)除了要保證電力供應(yīng)的正常要求外，還需要不斷對(duì)供電的質(zhì)量和損耗進(jìn)行控制，進(jìn)而使得整個(gè)電力生產(chǎn)過程的廢棄物排放量保持在一個(gè)最低的水平，從而為整個(gè)社會(huì)的環(huán)境保護(hù)工作提供一定的幫助?？偟膩碚f，當(dāng)前電力企業(yè)除了要保證電力生產(chǎn)過程的順利和供電的質(zhì)量，還要不斷使自身生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保以及管理控制的自動(dòng)化。

電力生產(chǎn)企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制方法。在利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行電力生產(chǎn)時(shí)，電力企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能要求、性能指標(biāo)等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的考察和分析，不必過分的對(duì)制造者如何實(shí)現(xiàn)這些功能進(jìn)行深究，因?yàn)椋圃煺邥?huì)根據(jù)制造過程中的利害分析和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)的制造和完善。因此，電力企業(yè)在進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，不應(yīng)該將注意力全部集中到硬件水平、數(shù)量等方面上，而是要從自身企業(yè)的實(shí)際要求出發(fā)，根據(jù)生產(chǎn)過程的系統(tǒng)運(yùn)行、生產(chǎn)規(guī)模以及不同區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素對(duì)系統(tǒng)功能的合適性進(jìn)行考慮。過分追求高配置的硬件可能會(huì)給自動(dòng)化系統(tǒng)帶來相反的影響，電力企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)該朝著簡(jiǎn)練、實(shí)用的放線發(fā)展，避免產(chǎn)生分散、復(fù)雜、負(fù)載量低的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。此外，電力生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)該根據(jù)自身生產(chǎn)過程對(duì)自動(dòng)化控制單位進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，為了使整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間得到提升，在保證生產(chǎn)過程以及質(zhì)量的前提下，控制站的數(shù)量應(yīng)該盡量減少。電力生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)該從自身的生產(chǎn)規(guī)模以及生產(chǎn)類型出發(fā)，選擇適合自身的可用率指標(biāo)，并根據(jù)其進(jìn)行相關(guān)計(jì)算方法的確定，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制過程的功耗比率降低。還有就是為了解決掃描周期太短和中斷次數(shù)太多現(xiàn)象對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的影響問題，實(shí)際操作過程中，電力生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該對(duì)自身的生產(chǎn)狀況以及信號(hào)性質(zhì)進(jìn)行較為全面的分析和考察，然后根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的適合的SOE分辨率和掃描周期要求，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行科學(xué)合理的控制，從而避免因掃描周期過短而產(chǎn)生系統(tǒng)問題。同時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的配置裕度也要進(jìn)行相關(guān)的定義和完善，避免因控制裕度的問題而產(chǎn)生資源的浪費(fèi)，給系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來一定的影響。

總的來說，當(dāng)前電力生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在設(shè)立時(shí)，大多對(duì)系統(tǒng)一些基本的性能指標(biāo)規(guī)范產(chǎn)生忽視，所以，電力生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該從上述這些方面進(jìn)行綜合的考慮，找出適合的指標(biāo)體系，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)過程的節(jié)能環(huán)保，為綠色電力的創(chuàng)建做出貢獻(xiàn)。

2.綠色電廠前提下，電力生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

電力生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及機(jī)電一體化技術(shù)為基礎(chǔ)建立而成的，它通常是由很多個(gè)控制單元共同組成，對(duì)電廠的整個(gè)生產(chǎn)過程以及電力輸送過程進(jìn)行有效的監(jiān)控，對(duì)涉及到的具體設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行精細(xì)的自動(dòng)化控制，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)電力生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控和故障診斷。電力生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

提升發(fā)電效率，減少能耗損失。對(duì)于電力生產(chǎn)企業(yè)而言，不同設(shè)備之間的相互協(xié)作對(duì)發(fā)電效率的提高和能好水平的降低有著直接的影響作用。以往的發(fā)電過程，生產(chǎn)過程相互分離，不同環(huán)節(jié)的信息無法實(shí)現(xiàn)資源共享。但是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以使不同設(shè)備和生產(chǎn)階段的信息實(shí)現(xiàn)共享，并能夠利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的科學(xué)合理協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)之間的快速優(yōu)化。以往的電力生產(chǎn)過程需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來對(duì)各種數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用后，可以簡(jiǎn)單的利用計(jì)算機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

總線技術(shù)的應(yīng)用，提升效率。電力生產(chǎn)企業(yè)所應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)大多利用的是總線的技術(shù)進(jìn)行各種通信活動(dòng)，這一技術(shù)通信過程的成本降到了最低，而且使整個(gè)自動(dòng)化控制過程變得更加靈活和可靠，使外界環(huán)境的影響大大降低，總的精確度水平得到有效的提高。

3.綠色電力電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)模式

集散控制系統(tǒng)（DCS）。這一控制系統(tǒng)主要是利用通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力生產(chǎn)過程進(jìn)行相關(guān)的控制和監(jiān)控操作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)類型，具有分散控制、集中控制、配置靈活多樣等特點(diǎn)。對(duì)于集散控制系統(tǒng)而言，它主要是由現(xiàn)場(chǎng)I/O層，過程控制層、機(jī)組監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層五個(gè)部分構(gòu)成，這種控制系統(tǒng)的整體靈活性較強(qiáng)，而且在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可以根據(jù)不同的需要利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與其他的計(jì)算機(jī)設(shè)備相連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更為先進(jìn)的集中化管理控制。這一系統(tǒng)也存在著自身明顯的缺陷，比方說，當(dāng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的規(guī)模需要進(jìn)行擴(kuò)大時(shí)，這一系統(tǒng)的某些部分可能出現(xiàn)“瓶頸”的現(xiàn)象，從而使整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸出現(xiàn)問題，大大降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且這一系統(tǒng)所使用的模擬信號(hào)精確度較差，很容易受到外界環(huán)境的影響。

可編程控制器(PLC)。該控制器在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，使用可編程存儲(chǔ)器內(nèi)部?jī)?chǔ)存的用戶設(shè)計(jì)的指令采用面向操作的邏輯語言。以繼電器邏輯梯形圖為表達(dá)式，易于操作者掌握，PLC高抗干擾，密封及堅(jiān)固，采用模塊結(jié)構(gòu)?？梢葬槍?duì)不同的控制對(duì)象進(jìn)行組合和擴(kuò)展。

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)采取一對(duì)多雙向傳輸信號(hào)，使大量設(shè)備級(jí)數(shù)字化狀態(tài)和診斷信息傳輸至中控室不會(huì)增加成本和實(shí)時(shí)通訊負(fù)荷。做到“設(shè)備狀態(tài)維修”。同時(shí)大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息為管理決策提供了基礎(chǔ)。FCS具有減少電纜、減少設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)工作量、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。使自動(dòng)控制系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)、集成、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、升級(jí)的整個(gè)生命周期里。節(jié)省投資，增加效益。FCS在電廠的信息化和實(shí)時(shí)診斷、設(shè)備管理、節(jié)省建設(shè)投資等方面具有顯著優(yōu)越性。

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是一系列技術(shù)的總稱。工業(yè)以太網(wǎng)是經(jīng)過適應(yīng)性的改造工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。實(shí)時(shí)性改進(jìn)通信，確定性的改進(jìn)傳輸，并添加了一些控制應(yīng)用功能后形成的技術(shù)主體。

工業(yè)以太網(wǎng)解決了確定性問題和實(shí)時(shí)性問題，也解決了工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境使用和網(wǎng)絡(luò)供電問題；這就讓工業(yè)以太網(wǎng)具有了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于安裝、傳輸速度高、功耗低、冗余能力強(qiáng)、軟硬件資源豐富、兼容性好、靈活性高、易于集成、支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等優(yōu)點(diǎn)，是最理想的電廠自動(dòng)化控制平臺(tái)。

[1]何鑫.自動(dòng)化控制在綠色電力電廠的有效運(yùn)用.自動(dòng)化應(yīng)用，2012.03

[2]許立昌.關(guān)于綠色電力的電廠自動(dòng)化控制.電力自動(dòng)化設(shè)備，2007.10

[3]傅裕.綠色電力下電廠自動(dòng)化控制研究.科技致富向?qū)В?011.08