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。
参考文献
[1]刘东山.电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J].内燃机与配件,2021,10(2):215-216.
[2]许玉风,田跃宗.试论电气工程自动化中智能化技术的应用[J].科技创新与应用,2021,5(4):182-184.
[3]付雯,曹洋,霍亮.发电厂电气综合自动化系统研究[J].写真地理,2021,19(5):268-269.