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        淺議發(fā)電廠電氣自動化控制的應用與發(fā)展趨勢

        2016-03-10 03:24:24
        廣東蠶業(yè) 2016年11期
        關鍵詞:發(fā)電廠電氣設備電廠

        毛 健

        (國能生物發(fā)電有限公司,吉林德惠 130300)

        中共中央、國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發(fā)[2015]9號)指出,電力行業(yè)企業(yè)要注重深化改革。當前,發(fā)電廠的電氣自動化控制因為長期以來的重視程度不夠,投入資金不足,自動化控制水平偏低,嚴重地不適應發(fā)供電行業(yè)的高效率、低成本的運營要求,距離國外發(fā)達國家發(fā)電企業(yè)的電氣自動化程度和水平差距較大。

        1 發(fā)電廠電氣自動化控制的由來

        大約在20世紀90年代,在發(fā)電廠開始出現(xiàn)了發(fā)供電過程的電氣系統(tǒng)自動化檢測與控制,大幅度的用自動化控制設備和手段來替代人工直接操作。相對于人工直接操作,電氣系統(tǒng)自動化控制能夠更好的保障發(fā)電機組的安全起停與正常運行,提高系統(tǒng)診斷、處理故障的能力,提高適應電網調度和負荷變化的能力,與此同時也降低了人工成本。

        2 發(fā)電廠電氣自動化控制的特點

        發(fā)動機電氣設備系統(tǒng)元件多,布置分散,對傳統(tǒng)的人工控制與檢修工作來說非常的復雜,工作量重。發(fā)電廠電氣自動化控制具有很多的優(yōu)點:

        (1)安全可靠。人工控制與檢修,容易出現(xiàn)人為操作上的失誤、錯誤,而電氣自動化控制具有控制精度高、設備安全可靠性高的特點。

        (2)控制速度快。相對于人工控制,電氣自動化控制的響應速度快,例如保護動作速度,電氣自動化控制能夠將響應時間控制在40毫秒以內,這是人工操作難易實現(xiàn)的。

        (3)為企業(yè)節(jié)約人力資源管理成本。由于發(fā)電廠電氣設備系統(tǒng)自動化控制的出現(xiàn),替代了大量的人工操作,為企業(yè)成本核算經營提高了運行效益。

        (4)在控制方式上,電廠電氣設備系統(tǒng)自動化控制通常設置有兩套獨立的控制模式,控制權不是唯一的,當一個自動化控制模式出現(xiàn)問題時,另一套獨立的自動化控制裝置將會立即在應急處理工作下啟動,保障整個電廠電氣設備系統(tǒng)安全運行。

        3 發(fā)電廠電氣自動化控制的應用

        3.1 電纜傳輸,集中模式

        將強電信號轉化為弱電信號,采用空接電方式和4 mA-20 mA的標準直流信號,利用電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O,進而實現(xiàn)對電廠電氣設備系統(tǒng)的自動化控制。因為電氣量信號的采集集中,便于管理。但是,硬件組裝上電纜使用數(shù)量大,長距離傳輸還容易受到外界電磁環(huán)境的干擾,容易影響自動化控制的準確性。再者,沒有獨立的電氣設備系統(tǒng)自動化控制監(jiān)控主站,無法實現(xiàn)復雜的全程自動化控制,功能有限。

        3.2 分層分布模式

        該模式在邏輯上將ECS劃分為三層,從站級監(jiān)控層、通信層、間隔單元層三個層次分散的設計安裝。這種分層分布的模式具有間隔單元層就業(yè)安排,占用面積小,各裝置功能獨立,方便模塊化檢修的特點。

        4 發(fā)電廠電氣自動化控制的發(fā)展趨勢

        從最早提及的電廠自動化,到上世紀末期大力推廣的電廠信息化,到本世紀初提倡的電廠數(shù)字化,直到目前學術界廣泛討論和研究的電廠智能化,甚至有人提出電廠智慧化,電廠控制技術經歷了日新月異的快速發(fā)展,其中多廠遠程集控、大數(shù)據、VR技術、機器人是未來發(fā)電廠電氣自動化控制的發(fā)展典型趨勢:

        4.1 多廠遠程集控將是未來發(fā)展方向

        隨著電氣自動化控制技術的不斷發(fā)展,依托互聯(lián)網技術可實現(xiàn)電廠企業(yè)集團公司內多廠集中控制,將各個電廠發(fā)供電在總部統(tǒng)一集中控制,簡化電廠電氣自動化控制管理,優(yōu)化資源配備與人力管理。多廠遠程集控在一個集中控制室,這意味著電廠的集中控制室已經可以覆蓋全廠的所有系統(tǒng)。

        4.2 大數(shù)據在發(fā)電廠電氣自動化控制的應用普及是未來發(fā)展方向

        大數(shù)據和云平臺技術的發(fā)展為發(fā)電廠的精細化管理奠定了基礎,也為強化發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)運管狀態(tài)管理創(chuàng)造了條件。通過建立大數(shù)據庫,用云平臺技術作為服務端,可以進行數(shù)據聯(lián)網集中、分析、對比,以快速的發(fā)現(xiàn)風險隱患和問題。尤其在環(huán)境污染控制、狀態(tài)運行故障管理等工作具有提質增效的應用前景。

        4.3 VR技術在電廠電氣設備自動化管理中的應用有廣闊的空間

        VR技術是利用電腦、網絡和傳感器等技術集成的多維虛擬信息技術。依靠VR技術,在發(fā)電廠電氣設備管理中構建多維的信息反饋圖像,能夠立體的直觀的顯示電氣設備系統(tǒng)的工作運行情況。依托VR技術的可視化穿戴設備,能夠讓電廠的技術人員遠程獲得信息,并且達到身臨其境的效果。

        4.4 機器人必將應用范圍越來越廣

        隨著機器人技術的日益成熟,電廠一些場所開始應用機器人開展運行維護工作。平常需要人工操作的地方由機器人代替,尤其是那些人工操作困難和條件惡劣的地方。目前電廠已開始使用機器人的場所主要有升壓站、電纜溝和凝汽器膠球清洗系統(tǒng)。在電廠的電氣自動化管理中,目前機器人的應用還僅限于一些簡單重復性的勞動,還不能完全的脫離人的參與。隨著機器人技術的發(fā)展,在電廠電氣自動化管理中必將會應用機器人,利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測運行參數(shù)并進行數(shù)據分析處理,然后由智慧化控制中心自動的指派機器人進行自動化、智能化的操作,真正的實現(xiàn)全廠無人值守,發(fā)電廠生產管理全程智能化運行。

        隨著煤炭資源的日漸枯竭、國家環(huán)保的能源產業(yè)結構調整,傳統(tǒng)的火力發(fā)電將會逐漸的被新能源發(fā)電開發(fā)替代,被電氣化自動控制代替。目前發(fā)動廠電氣自動化設備系統(tǒng)是基于計算機控制的信息自動傳輸化智能控制系統(tǒng)。未來的新能源發(fā)電廠,隨著電氣設備系統(tǒng)的高度自動化控制,將能夠在遠離城鎮(zhèn)的惡劣、艱苦工作條件下實現(xiàn)長期無人值守、全程信息化監(jiān)控與智能化自動控制。

        [1]錢素娟.淺談發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控技術發(fā)展趨勢[J].沿海企業(yè)與科技,2009(07):108-109+107.

        [2]許繼剛,鄭慧莉.電廠自動化的現(xiàn)狀與未來[J].自動化博覽,2016:38-42.

        [3]吳烽.發(fā)電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)的研究[D].華北電力大學(河北),2005.

        [5]李東平.達拉特發(fā)電廠電氣綜合自動化的方案研究和實施[D].華北電力大學(北京),2006.

        [5]鄭鴻志.發(fā)電廠電氣自動化技術的應用方案[D].華北電力大學(北京),2011.

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