申正佳

黑龍江省計算中心

論大型火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)模式

申正佳

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電力在我國經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了不可替代的角色，近年來，為了滿足各行業(yè)用電需要和保證發(fā)電質(zhì)量，國家增加資金投入幫助火力發(fā)電廠進行設(shè)備革新，基本上實現(xiàn)了火力發(fā)電廠的電氣化控制。文章首先概述了電氣控制系統(tǒng)在活力發(fā)電廠中的主要功能，隨后列舉了集中電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)模式，最后就幾種模式之間的實際應(yīng)用效果進行了簡單比較。

火力發(fā)電廠；電氣控制；實現(xiàn)模式；比較分析

一、火力發(fā)電廠電氣控制的主要功能

在電氣系統(tǒng)實際的使用過程中，應(yīng)該加強對電氣系統(tǒng)的控制工作，在控制的過程中，需要結(jié)合以下幾個方面進行控制。第一是網(wǎng)控系統(tǒng)，第二是機組控制，第三是廠用電系統(tǒng)控制。在控制過程中，應(yīng)該促進三者的有效結(jié)合，促進用電系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。在當前的電力系統(tǒng)使用過程中，需要借助ECS控制系統(tǒng)，對電力運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行詳細的統(tǒng)計，為電氣系統(tǒng)的有效運行提供可靠的數(shù)據(jù)。同時，在對電氣系統(tǒng)監(jiān)控過程中，通過對系統(tǒng)自動化的操作過程，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣系統(tǒng)的有效控制，能夠起到良好的效果，促進發(fā)電廠的健康發(fā)展。要想實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的有效控制，必須要借助相應(yīng)的裝置，促進數(shù)據(jù)信息的有效傳輸，在對數(shù)據(jù)信息進行包裝的過程中，需要對這些數(shù)據(jù)信息進行有效的處理，實現(xiàn)集成的目的。

二、火力發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)模式

1、傳統(tǒng)的ECS實現(xiàn)方式

傳統(tǒng)的ECS控制系統(tǒng)，主要利用內(nèi)部控制器來完成對火電廠各個自動化系統(tǒng)的管理和控制。由于該種模式的電氣控制系統(tǒng)只有一個中央主機，因此整個火電廠的所有運行數(shù)據(jù)都必須有中央主機進行分析和處理。該種控制模式的優(yōu)點在于處理渠道相對單一，保證了數(shù)據(jù)處理結(jié)果的唯一性，在后期系統(tǒng)控制指令下達的過程中，能夠有效避免指令不一、控制混亂等問題。隨著火力發(fā)電廠電氣自動化程度的不斷提高，需要進行電氣控制的操作系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢，這種傳統(tǒng)的控制模式顯然不能適應(yīng)火電廠的發(fā)展需要，單一性的指令操作必然會制約系統(tǒng)運行效率。

2、DAC方式的ECS實現(xiàn)模式

為了滿足火力發(fā)電廠多元化控制系統(tǒng)的運行安全，在傳統(tǒng)的ECS實現(xiàn)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合DAC處理方式，不僅極大的豐富了該處理模式的內(nèi)部功能，而且顯著提高了火電廠電氣系統(tǒng)的安全性。該種模式主要采用以太網(wǎng)方式連接，對于入網(wǎng)的數(shù)據(jù)要求程度較為嚴格，在采用該種模式進行火電廠電氣系統(tǒng)控制時，必須嚴格按照相關(guān)的標準和要求，確保系統(tǒng)內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)的準確性和嚴密性，從而縮小系統(tǒng)控制中的誤差范圍。需要注意的是，由于本模式采用的以太網(wǎng)方式連接，雖然能夠保證多串口之間同時實現(xiàn)信息傳輸，但是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾氏鄬^慢。針對這種情況，可以通過增加串口的方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分流，從而提高了單位時間內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率。

3、保留關(guān)鍵硬接線的FECS方式

傳統(tǒng)的ECS實現(xiàn)方式和DAC方式的ECS實現(xiàn)模式雖然能夠保證單位時間內(nèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸速率，但是缺乏數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)，因此整個火電廠電氣控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運行安全存在較高的隱患。保留關(guān)鍵硬接線的FECS方式，將ECS的I/O口信息從DCS控制器的DPU層接入到DCS層，通過這種雙重檢測模式，可以有效防止數(shù)據(jù)傳輸過程中存在的安全隱患。事實上，保留關(guān)鍵硬接線的FECS方式不僅能夠確保數(shù)據(jù)安全，而且能夠?qū)崿F(xiàn)控制信息的收集、計算和控制工作。在FECS的運行過程中，通過控制火電廠電氣控制系統(tǒng)的外部輸出總線，能夠?qū)崿F(xiàn)對各個支線路的數(shù)據(jù)控制。同時，該種電氣控制模式采用雙向?qū)Ь€制，在從中央計算機發(fā)送指令的同時，也能夠接受其他模塊反饋來的操作信號，確保控制功能的實現(xiàn)。

4、采用完全通信方式的FECS模式

上述FECS之所以保留硬接線，其根本原因在于傳統(tǒng)火力發(fā)電廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)程度不足，數(shù)據(jù)的分類、整理程度達不到安全要求。隨著近年來國內(nèi)大型火力發(fā)電廠電氣控制技術(shù)的不斷革新，以及現(xiàn)場總線/工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使得火力發(fā)電廠的電氣控制系統(tǒng)得以完善，為采用完全通信方式的FECS模式提供了便利條件。這種系統(tǒng)控制模式的優(yōu)勢在于：一是摒棄了傳統(tǒng)的系統(tǒng)硬接線，轉(zhuǎn)而用無線感應(yīng)器進行遠程控制，消除了硬接線后期損壞和老化的影響；二是從原來的雙端通信向多端通信轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)傳輸不再受線路的影響，極大的提高了數(shù)據(jù)傳輸速率；三是設(shè)置有重發(fā)機制的通信協(xié)議，一旦控制指令不能及時到達電氣操作終端，系統(tǒng)自動重發(fā)信息，提高了電氣系統(tǒng)的控制效率。

三、幾種ECS模式的比較分析

電廠自動化在使用過程中，需要堅持ECS和DCS一體化協(xié)同控制原則，在使用過程中，應(yīng)該加強對知識產(chǎn)權(quán)的認識程度，在知識產(chǎn)權(quán)電氣自動化數(shù)量逐年上漲的趨勢下，影響了電氣自動化技術(shù)的實現(xiàn)，不能將電氣控制作為DCS的子系統(tǒng)控制，需要融入到電氣專業(yè)和熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部。由于DCS處于應(yīng)用的初級階段，還有很大提升的空間。DAS的發(fā)展建立在ECS的基礎(chǔ)之上，在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。在使用過程中主要是將電氣信息傳入到DCS控制器中來實現(xiàn)的，能夠在提升整體水平的基礎(chǔ)上，節(jié)省了對各項設(shè)備的投資。增強對信息下放和功能分布上的提高，節(jié)省了大量的投資資金，對信息流的組織和控制有了更高的要求。在具體選用某同通信方式時，必須要結(jié)合火力發(fā)電廠自身的實際情況，確保所選用的ECS模式能夠為提升企業(yè)工作效率而服務(wù)。

結(jié)語

大型火力發(fā)電廠逐步向電氣自動化方向轉(zhuǎn)變，一方面能夠為我國經(jīng)濟建設(shè)提供更為充足的動力支持，另一方面也保證了供電質(zhì)量和用電安全。從發(fā)電廠角度來看，目前可供選擇的電氣控制系統(tǒng)模式種類相對豐富，在具體選擇控制模式時，必須要結(jié)合發(fā)電廠的工作實際，確保所選電氣控制系統(tǒng)能夠在保證正常發(fā)電的情況下，優(yōu)化控制成本，提高運轉(zhuǎn)效率。

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