吳凡

太原理工大學信息工程學院控制工程專業(yè)， 山西 太原 030024

在科學技術(shù)的不斷進步下，火力發(fā)電廠實現(xiàn)了大規(guī)模的生產(chǎn)基地，且有了較高的電壓等級及自動化水平。在這樣的情況下，火力發(fā)電廠內(nèi)部現(xiàn)行的實時監(jiān)控和管理效率也應隨之進行完善和整改。由于所用的電氣監(jiān)控設備主要通過繼電器、控制開關(guān)等構(gòu)成的控制邏輯靠硬接線而實現(xiàn)，不能滿足現(xiàn)代火力發(fā)電廠的實際需求，是目前急需改善的。在DCS軟硬件越來越完善和一體化需求目標的形成下，強調(diào)把電氣設備控制歸列到DCS中，以此構(gòu)建一個單一的電氣監(jiān)控系統(tǒng)。

1.傳統(tǒng)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的不足

火力發(fā)電廠以往所使用的電氣監(jiān)控系統(tǒng)無法采集到足夠的電氣設備信息量，使得這些設備難以將自身具有的功能作用充分全面的發(fā)揮，所以，要求實踐操作者不得直接從監(jiān)控站中來獲取所需的信息。與此同時，某些時候電氣監(jiān)控系統(tǒng)會采用電壓變送器進行模擬量的采集，再或者是憑借一些硬接線方式來實現(xiàn)系統(tǒng)的接入，這種方式最終所帶來的后果是資源利用率低下。

現(xiàn)階段，火力發(fā)電廠中還存在一般性的電氣手動控制方式及體積相當?shù)碾姎饪刂破?，單元控制室?zhàn)勝的面積較大，需要花費大量的投資。雖然將有些電氣監(jiān)控實際歸列到了DCS系統(tǒng)中，但依舊可以看到有幾方面的不足：缺乏好的通信能力、可靠度較低，難以及時有效的響應DCS的控制命令，部分涉及的電氣量無法快速的導入進DCS中。

2.數(shù)字化電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應用

隨著科技的不斷進步，電氣設備呈現(xiàn)了智能化、多功能化的特點，不僅實現(xiàn)了電氣綜合自動化的目標，而且還有效保障了電氣系統(tǒng)的獨立性。

2.1 單元監(jiān)控系統(tǒng)的使用情況

要求發(fā)電機－變壓器監(jiān)控單元系統(tǒng)實際應具備軟件控制與程序控制兩個部分，以讓發(fā)動機由停止到運行，持續(xù)的升壓至并網(wǎng)帶初始負荷。日常生產(chǎn)和運營時，明確科學合理的間斷點分步來實現(xiàn)機組順控并網(wǎng)，在實踐操作機組順控解列過程中應和順控操作持不同方向。

對機組進行啟動時，存于電源監(jiān)控單元系統(tǒng)內(nèi)的廠用電系統(tǒng)主要利用啟動備用變壓器及時的向廠用負荷供電；機組實際用電過程中，在啟動其輔機時主要通過高壓工廠變供電朝著低壓負荷供電上轉(zhuǎn)變；當廠用電結(jié)束供電之后，為了防止設備與系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，必須通過廠用電快速切換裝置及時有效的把廠用工作負荷瞬間變換為起/備變；對于保安段母線的失壓情況，為了提高設備的安全可靠性，應科學合理的采用備用柴油機進行供電。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)場總線技術(shù)中的使用情況

當前，火力發(fā)電廠中的數(shù)字化電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)共涵蓋了現(xiàn)場總線監(jiān)控、集中式監(jiān)控、遠程監(jiān)控這三種形式。其中，集中式的監(jiān)控方式會在一定程度上造成主機冗余不斷下降、電纜數(shù)量不斷增加、控制面不斷擴大，大大削弱了系統(tǒng)的可靠性，并且，還會引發(fā)控制室火災風險的發(fā)生，二次接線十分的繁瑣，勞動強度大，操作失誤可能性大。由于電廠電氣具有較高的通訊量，所以，采用遠程監(jiān)控方式的通信速率與其不相符。當前使用最多的要求在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上形成的現(xiàn)場總線技術(shù)。該技術(shù)主要把電氣系統(tǒng)連接成電氣監(jiān)控網(wǎng)絡，不僅實現(xiàn)了和DCS良好的數(shù)據(jù)交換，而且還使得電氣信息得到充分的應用，順利有序的做好復雜的電氣運行管理工作，對發(fā)電廠電氣系統(tǒng)實際運營效率的提升具有積極的推動作用。電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要采用的是現(xiàn)場總線方式來實現(xiàn)通信接口的有效連接，同時通過以太網(wǎng)和有關(guān)設備進行有機連接，從而構(gòu)建起了一種電氣監(jiān)控管理上位機系統(tǒng)。所以，該項技術(shù)避免了過多控制電纜的使用，保障電氣信息量及時正常交換，能夠節(jié)省一些實際用處不高的電能表和變送器，并且，還具備了部分系統(tǒng)無法實現(xiàn)的功能，比如，可以自行抄表、設備及故障采用信息化管理等。

2.3 電氣監(jiān)控系統(tǒng)的層分布式設計的使用情況

首先是系統(tǒng)監(jiān)控層；火力發(fā)電廠中的監(jiān)控管理系統(tǒng)主要以客戶/服務器體系結(jié)構(gòu)為主，能夠及時有效的采集涉及電廠電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，比如，數(shù)碼量、模擬量、開關(guān)量、溫度量，并且，對于現(xiàn)場保護測控單元層發(fā)布命令的要求能夠予以實現(xiàn)，根據(jù)實際需求對電氣設備加以合理的調(diào)節(jié)控制。系統(tǒng)采用主備方式進行運行，使得發(fā)電廠電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)的軟件有效管理了電廠設備的運行過程，促進電廠穩(wěn)定正常發(fā)展。其次是現(xiàn)場保護測控層；涵蓋了發(fā)電機組和公共端這兩個子系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間主要通過現(xiàn)場總線與通信管理機來順暢連通。該層中的裝置分組，能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實時性，采用現(xiàn)場總線方式分別組網(wǎng)至相匹配的通信管理裝置內(nèi)，最后速率高的以太網(wǎng)與上位機系統(tǒng)監(jiān)控層兩者間的通信就能夠達到相應的功能。

3.結(jié)語

綜上所述，隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，火力發(fā)電廠實現(xiàn)了數(shù)字化的電氣監(jiān)控系統(tǒng)。一個科學合理的電氣監(jiān)控系統(tǒng)能夠適應先進的計算機、現(xiàn)場總線技術(shù)、通信技術(shù)的使用，對發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的運行實施自動化的控制、提高電氣性能等。在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上而形成的數(shù)字化電氣監(jiān)控系統(tǒng)保留了傳統(tǒng)DCS高效完善的技術(shù)，摒棄了硬接線方式，以現(xiàn)場總線方式為主，作業(yè)效率高，對電廠的持續(xù)穩(wěn)定運行提供了重要的保障。

[1]石傳光. 由新建發(fā)電機組電氣監(jiān)控系統(tǒng)引起的思考[J]. 大眾科技,2009年07期.

[2]李中偉,張廣興,張東文,王志永. 火力發(fā)電廠安全性能檢驗管理[A]. 全國冶金自動化信息網(wǎng)2012年年會論文集[C].2012年.

[3]扈宏啟,徐寶庫. 對火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)問題的探析[J]. 民營科技,2011年03期.

[4]姜金貴. 火力發(fā)電廠事故的應急管理及虛擬仿真研究[D]. 哈爾濱工程大學,2008年.

[5]陳浪. 火力發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應用[J]. 紅水河,2007年S1期.

[6]張繼收. 火電廠熱工儀表自動化探析[J]. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2011