火力发电厂电气自动化技术应用分析

火力发电厂电气自动化技术应用分析

高进

陕西能源电力运营有限公司渭河项目部 陕西省西咸新区 712085

摘要：目前火力发电厂在主力机组发展方面，设备规格、设备参数、设备容量，均实现了升级。由此，扩大了对电气自动化技术的应用需求。本文具体分析中，介绍了火力发电厂改革成果与发展目标，简述了电气自动化技术。剖析了电气自动化技术在火力发电厂设备保护与常规控制中的应用。并以此为基础，对其应用创新进行了初步讨论。

关键词：火力发电厂；电气自动化技术；应用分析

火力发电厂借助企业治理与信息管理系统建设，初步完成了系统性改革。一方面，火力发电厂通过整合电力产品生产、设备管理、电力营销、售后服务各环节的资源，建立了内容相对完整的电力产品生产制造链条，提高了要素市场的资源配置效率。另一方面，火力发电厂匹配电力生产制造链条，完善了生产管理体系，提高了总体上的自动一体化发展水平。而且，在内部控制力度加强与电气自动化技术应用范围扩大的同时，火力发电厂正在向智慧电力、智慧电厂方面发展与完善。

1、电气自动化技术概述

电气自动化技术的应用，旨在通过电气化自动系统，实现对电力生产设备的数据监测、数据采集、数据抽取、数据反馈。比如，对设备启停、检修、电量等方面的相关报表数据处理等。从应用经验看，监控设备、执行器或传感器在实际的应用中，一般可以通过曲线、主接线图等方式达到监测目标。从应用优势看，应用电气自动化技术，能够实现效率提升、成本控制、促进相关技术革新。比如，电气自动化技术与电力信息管理系统、计算机技术、数据库技术、数据分析技术、电气控制技术等密切关联，因而有助于火力发电厂推进资源整合与优化。

2、火力发电厂电气自动化技术应用

2.1设备保护中的应用

在装置保护方面，通过协同方式完成保护装置通信连接后，能够通过电气自动控制系统下达电气操控制指令，并使其在指令限定条件下安全运行。在继电保护方面，继电器与计算机（以PLC控制系统为准）连接后，按照热工参量与电气，能够对设备实施状况评估与判定。当前火力发电厂继电保护方面的电气自动化技术应用，即是将发电厂配套装置与继电器、计算机等进行连接，组成了成套式的保护回路。在防雷保护方面，通过增设防雷器，能够使电气设备在抗雷击方面具备综合性能。除以上设备保护中的应用之外，联锁保护方面的应用相对普遍，其应用重点集中于“设备异常”与“切断闸门”两方面，目的在于隔绝故障、保护设备。

2.2常规控制中的应用

对于大型火力发电厂，可以选择集中控制方案，应用电气化自动技术，使火力发电厂的锅炉、发电机组、汽轮机实现全面连接，降低单独运行能耗，实现资源配置优化。对于中小型火力发电厂，则应该按照就地控制方案，其应用方法与大型火力发电厂的集中控制方向一致，差异主要集中在控制方式方面。由于火力发电厂实现了对旧设备的改造、新设备的更新换代，当前电气自动化控制应用中的自动控制方案应用相对普遍，并且在该方面已基本实现了一体化的自动化控制目标。尤其将故障控制作为应用重点，增强了对电气设备的运行状况在线监测与故障自动化诊断，包括故异常预警、故障数据采集、故障范例对比、故障类型判定、短暂性故障自动处理与永久故障快速处理等。

3、火力发电厂电气自动化技术应用创新

现阶段，火力发电厂正在向着智慧电力、智慧电厂方向发展。在电气自动化技术应用层面的创新研发需求相对紧迫。具体分析如下：

3.1电气全通信控制

为了提高电气自动化系统通信速度、通信能力，应该构建新型电气全通信控制模式。从构建模式向现实转换方面看，应该将应用创新重点放在热工工艺的联锁方面。同时，需要在电气后台系统运行功能、监视功能、控制功能、逻辑分析功能方面，加大改善力度。另外，在电气自动化发电技术日益成熟、数据库技术应用范围日益扩大的条件下，电气自动化技术正在向电气智能化技术方向发展。在此条件下，应该将电气全通信控制作为首要的应用创新目标，优化电气自动化技术应用方面的建成数据库、加快对未建数据库的建设速度。另外，在火力发电厂一体化系统建设时，会加大全系统实时监控管理需求，因而亟需解决电气全通信控制应用问题。

3.2统一单元炉机组

目前在电气自动化控制应用方面，虽然实现了三类设施（机、电、炉）的有效连接与控制，但是以单元制为准的统一单元炉机组自动化控制尚未实现。因此，一方面，应该对具备单元运作监控潜力的DCS（集散控制系统）加强研究。另一方面，有必要运用数据分析技术，对现用火力发电系统，进行数据汇总与数据分析，加大对发电机组潜能的开发与挖掘。另外，现阶段MIS（信息管理系统）的运用相对成熟，创建统一单元炉机组，有利于进一步优化该系统，从而为通用型网络结构控制及其应用奠定基础。由于火力发电厂在设备改造过程中，三类设施的改造并不同步，因此在统一单元炉机组应用创新实践时，应该注重更新设备后，新旧设备之间的匹配性与融合度。尤其在旧设备改造后增加了一些新功能，能耗与损耗均有所增加。此时，需要分析其能耗与损耗，可能对统一单元炉机组产生的影响。

3.3通用型网络结构控制

电气全通信控制、统一单元炉机组方面的应用创新，需要以电气自动化系统的安全运行、高效运行为前提。当前火力发电厂在提高效用生产效率方面，积累了发电厂基本要素与自动化技术融合应用方面的经验。建议在此基础上，先透过全要素分析方法，制作要素清单。再根据电气自动化技术应用与否，对未应用的环节进行应用扩展。进而将监控系统、控制系统、管理系统关联起来，设置统一的电气自动化控制标准，创建通用型网络结构控制方案。需要注意的是，通用型网络结构控制方案的创建，只能够辅助电气自动化控制技术，在实际应用层面完成横向全面控制，并不能使其应用在纵向控制方面，达到一体化控制目标。因而，应该在应用创新时期，将上述三个应用层面的创新结合起来，在总体上扩大其应用创新范围。

结束语

通过以上分析可以看出，火力发电厂正在向智慧电力、智慧电厂方向发展与完善。因而，对于电气自动化技术应用需求与创新应用相对紧迫。实践经验已经证实，电气自动化技术具有安全可靠、控制效率高、人力成本投入小等诸多优势。所以，建议在当前智慧电力建设时期，从创新研发角度出发，增加研发投入，使其在智能技术、保护手段、通用网络结构控制等方面，实现全面优化。

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