韓 升

（國家電投集團東方新能源股份有限公司，河北石家莊 050000）

1 電氣綜合自動化控制系統(tǒng)

1.1 電氣綜合自動化系統(tǒng)

機電一體化自動化系統(tǒng)的總體功能包括測量功能、繼電保護功能、自動裝置功能、監(jiān)控功能、通信功能等。目前，這一系統(tǒng)在國內(nèi)各大電廠中得到了廣泛應用。電力自動化技術具有先進的技術特征，它對電力企業(yè)的管理體系有著重要的意義和作用，不僅能提高電力企業(yè)的發(fā)電效率和發(fā)電質量，而且能提高電力企業(yè)的管理執(zhí)行力。第一，借助電力綜合自動化系統(tǒng)可以實時監(jiān)測其它子系統(tǒng)的運行情況，如果子系統(tǒng)引起的任何問題，都可以借助電力綜合自動化系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)。分析系統(tǒng)存在的問題，收集相關信息，控制系統(tǒng)性能，排除電力設備運行中的影響。第二，借助電力綜合自動化技術，對系統(tǒng)的微機進行保護；此外，這種電力綜合自動化技術還能實時調節(jié)系統(tǒng)的電功率和電壓、投切備用電源。

1.2 電氣綜合自動化系統(tǒng)設計

電力自動控制系統(tǒng)設計可分為三個方面：第一方面為管理層設計；第二方面為間隔層的設計；第三方面為通信層設計。當對第二方面設計時，需收集相關資料，將這些資料歸納整理，并保存。設計第三方系統(tǒng)時，需要借助多協(xié)議的轉換，對各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進行調節(jié)和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，這種多協(xié)議的轉換還具有其他功能，首先，它可以隔離現(xiàn)場采集網(wǎng)絡，調節(jié)系統(tǒng)，最后，它可以提高訪問系統(tǒng)的安全性。如果相關人員對第三方面進行設計，則應借助POWERVIE系統(tǒng)來實現(xiàn)SCADA/HMI功能的電子綜合控制系統(tǒng)，并利用PMS進行專門防護。

2 電廠電氣綜合自動化技術的應用模式

科技發(fā)展與研究的終極目標是使應用合理化。關鍵是要達到最終的效果。但在電廠電氣運行過程中，綜合自動化技術的應用對系統(tǒng)穩(wěn)定運行起著至關重要的作用。當前國內(nèi)已基本實現(xiàn)了綜合自動化，在自動化監(jiān)測方面與以往技術相比，有了較大突破，監(jiān)測范圍不斷擴大，準確率明顯提高。最后得到的數(shù)據(jù)仍然很準確。因此。監(jiān)視技術是自動化技術中的一個重要組成部分。目前，監(jiān)測模式分為兩種。也就是集中模式和分層模式。

2.1 集中模式

集中模式也就是傳統(tǒng)的硬接線方式，把強電信號轉換成弱電信號，采用空接點方式，4～20 mA標準直流信號，通過電纜硬接線，把電氣模擬量和開關量信號連接到DCS的I/O模件箱中，進入DCS進行組態(tài)，實現(xiàn)對電器的監(jiān)控。其優(yōu)點是集中式采集屏幕，操作方便，缺點是可靠性和速度不穩(wěn)定。

2.2 分層分布模式

分層分布模式主要的應用原理如下：先確定間隔層，然后利用這一間隔層來設計系統(tǒng)。它的設計主要包括兩個方面：一是電氣一次回路的設計；二是電氣間隔的設計。在設計完成后?？稍诿颗_開關柜內(nèi)安裝或設置監(jiān)視或保護裝置，可在開關柜內(nèi)安裝，只要與一次設備的距離較近即可安裝。在分層分配模式下，網(wǎng)絡層主要作用是匯總現(xiàn)場所有數(shù)據(jù)，除此之外，還可對數(shù)據(jù)進行傳送和命令控制等。

3 合理有效運用電氣自動化相關技術的策略

3.1 電氣系統(tǒng)運用及控制中應用集散控制系統(tǒng)

在電廠電氣系統(tǒng)中，分布式控制系統(tǒng)是指在實際運行過程中能夠達到分散控制的分散控制系統(tǒng)，利用單片機實現(xiàn)對系統(tǒng)的分散協(xié)調控制，保證電廠電氣系統(tǒng)的協(xié)調統(tǒng)一。分布式控制系統(tǒng)是給予電廠電氣系統(tǒng)通信結構基礎的基礎，在運行過程中，電廠電氣系統(tǒng)可將電廠電氣系統(tǒng)與信息系統(tǒng)進行合理的融合，同時電廠電氣系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與電源柜系統(tǒng)連接，再通過人機接口實現(xiàn)對電廠電氣系統(tǒng)的合理控制。在電廠電氣系統(tǒng)中，分布式控制系統(tǒng)能夠支持開放的多層次數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的合理控制。

3.2 發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的應用與控制里面引用

電廠電氣系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)控制現(xiàn)場總線的自動化系統(tǒng)操作是電廠電氣系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心，其實質是將電廠電氣系統(tǒng)中所有總線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡分散開放運行，從而獲得電廠電氣系統(tǒng)的自動化技術，供今后電廠使用。而且，電廠電氣系統(tǒng)中的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)達到總線控制的標準，就是運行和使用過程的成本不高，經(jīng)濟效益較好。開放式網(wǎng)絡分布結構，這點在一般情況下是在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中表現(xiàn)出來的。

3.3 結合ECMC成像系統(tǒng)作用于集散控制系統(tǒng)來做到電氣信息交換

將ECMC成像系統(tǒng)與電廠電力系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)相結合，可以實現(xiàn)電廠電力系統(tǒng)的電力信息交換。當發(fā)電廠的總線和硬接線之間進行了交換合并時，在分散控制系統(tǒng)中對發(fā)電機組電力系統(tǒng)FO和DI的合理控制可以通過電廠斷路器來實現(xiàn)。

4 電氣綜合的自動化控制系統(tǒng)的不足和缺陷

4.1 控制體系

現(xiàn)在，升壓站仍在使用以前系統(tǒng)的按鈕控制器，由于使用的時間長、頻率高，很可能會發(fā)生按鈕失效的情況，還會對按鈕的質量造成影響，縮短使用周期；分散控制系統(tǒng)不包括工廠公用系統(tǒng)，且布局不集中，特別是當操作斷路器和隔離開關時，有關人員要采取專門的人工措施；由于這些因素的制約，以及傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的落后和不足，雖然控制系統(tǒng)有新的功能，但仍難以改變目前的運行狀況，對此，加大操作難度、提高操作效率是提高效率的一大障礙。

4.2 監(jiān)控系統(tǒng)

隨著電力設備的不斷更新，需要監(jiān)測的設備數(shù)量也在不斷擴大，傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)不能滿足當前階段對設備監(jiān)測的需求。長此以往，會增加系統(tǒng)的能耗負擔；而且傳統(tǒng)的檢測設備難以有效地控制和保護系統(tǒng)設備，采集分散的錄波信號。雖然監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)有了一定的完善，能夠理解上報數(shù)據(jù)的內(nèi)容，但在數(shù)據(jù)的處理和存儲方面還需要人工干預。而且，在檢查隔離開關和斷路器電流電壓等參數(shù)時，需要人工操作。

5 電氣綜合的自動化控制系統(tǒng)的應用情況

5.1 以太網(wǎng)應用

利用以太網(wǎng)進行系統(tǒng)控制有許多優(yōu)點。這類網(wǎng)絡容量很大，傳播速度很快，能源消耗也不大。在現(xiàn)代，以太網(wǎng)已在工業(yè)技術方面得到了廣泛的應用。利用以太網(wǎng)對發(fā)發(fā)點設備進行高效率的監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換能力和交換穩(wěn)定性，電廠相關人員只需通過以太網(wǎng)對發(fā)發(fā)點設備進行監(jiān)控，節(jié)省人力資源，降低運行成本。

5.2 在單位機組監(jiān)控中應用

對國內(nèi)機組監(jiān)測而言，采用DCS后，發(fā)電廠在設備監(jiān)控方面有了一定的提升和進步，但我國發(fā)電領域的歷史并不長，目前主要發(fā)電企業(yè)在機組監(jiān)控方面的表現(xiàn)仍有很大的提升空間，一般而言，國內(nèi)發(fā)電企業(yè)通過采用科技含量較高的信息化設備，實現(xiàn)遠距離操縱和智能管理，但由于國內(nèi)電力領域在自動化技術的研究方面還不完善，因此在具體應用方面的表現(xiàn)還不夠突出，針對這一情況，發(fā)電廠員工需要認真分析原因，避免裝置出現(xiàn)問題，影響發(fā)電過程。

5.3 優(yōu)化控制過程

將電氣綜合自動化技術應用于發(fā)電過程，以增強模擬控制系統(tǒng)的品質指標和控制范圍。目前仍有一些發(fā)電機組采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)、模糊控制和狀態(tài)預測控制等方法，確實也有一部分發(fā)電機組實現(xiàn)了相對高效的發(fā)電過程。近年來，電力行業(yè)的競爭日趨激烈，發(fā)電企業(yè)要想增強行業(yè)競爭力，就必須采用一些簡單、通用的專業(yè)控制系統(tǒng)來提高發(fā)電機組的發(fā)電機組效率。國內(nèi)大部分機組采用AGC單機運行模式，AGC機組變動較大，長期處于變負荷狀態(tài)，造成各種發(fā)電機組發(fā)生變化，需要對AGC機組進行檢修，以保證電廠正常運行。

6 電氣工程自動化發(fā)展前景

分布式測控技術在電力自動化技術中主要應用于電廠運行各環(huán)節(jié)的管理與控制。而控制系統(tǒng)則是在以太網(wǎng)和遠程工程站的基礎上，實現(xiàn)對整個工作過程的監(jiān)控，使操作人員能夠更加具體、清晰、有效地呈現(xiàn)過程，減少人員的消耗。在接收到生產(chǎn)信息后，操作人員應對數(shù)據(jù)信息進行分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取適當措施：調整和優(yōu)化，實現(xiàn)自動保護和自動化識別、數(shù)據(jù)處理等相關功能，保證生產(chǎn)順利進行，在電氣工程運行狀態(tài)監(jiān)控和輔助設備自動控制完成方面發(fā)揮積極作用，推動企業(yè)走向統(tǒng)一的綜合自動化，避免操作人員從事危險作業(yè)，營造安全的工作環(huán)境，保障操作人員的生命安全。電氣自動化技術在電廠運行中的應用，則為機電一體化提供了一個模型。實際上，操作者只需利用技術監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測發(fā)電機、汽輪機等設備的運行狀態(tài)，并收集數(shù)據(jù)，以避免出現(xiàn)這種情況，保證整個系統(tǒng)正常運行。這種技術的有機結合，使電廠的內(nèi)在潛力得到進一步挖掘，有效地控制了電廠的維修費用，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。

7 結束語

將電氣自動化技術應用于火電廠電氣系統(tǒng)，可以科學、合理地提高發(fā)電廠電氣系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性和安全性，避免電氣系統(tǒng)運行中存在安全隱患的發(fā)生。目前，電氣自動化技術的應用已日趨成熟，但相關研究人員也應提高對發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的重視程度，不斷加強新技術的研發(fā)，保證發(fā)電廠電氣系統(tǒng)電氣自動化技術的改革與創(chuàng)新，為我國電力工業(yè)的發(fā)展提供強有力的保障。