电气DCS系统在电力行业中的应用与发展趋势

电气DCS系统在电力行业中的应用与发展趋势

马俊

杭州和利时自动化有限公司  浙江省杭州市  310018

摘要：电气分布式控制系统（DCS）在电力行业的应用日益广泛，为电力系统的安全、稳定、高效运行提供了有力保障。本文主要分析了电气DCS系统在电力行业的应用现状，并展望了其未来发展趋势。

关键词：电气DCS系统；电力行业；应用；发展趋势

引言

电气分布式控制系统（DCS）是一种新型的自动化控制系统，它采用计算机技术、通信技术和控制技术，实现了对电力系统的实时监控、控制和管理。随着我国电力行业的快速发展，电气DCS系统在电力行业的应用越来越广泛，为电力系统的安全、稳定、高效运行提供了有力保障。

1 DCS系统的功能分析

现在电厂里机组的仪表控制系统一般都采用DCS系统。DCS系统在火电厂的应用已有20多年的历史。随着这些年自动化控制技术的飞快发展，DCS系统也得到越来越多的应用。DCS系统是通过把局域网变成一个实时性、安全性很好的控制系统，这样的控制系统在过程监控领域就有很大的应用价值。

故障分散是DCS系统的最大特点，DCS系统的推出就是为了克服集中控制系统故障集中的缺陷。故障分散，顾名思义，就是分散监控处理各个工作站的工况，采用大量的处理器，分区处理各自范围内的工作，不是将所有的工况集中放在一起处理。这样就有效地避免了因为某处的系统故障导致整体系统的不能正常运行，在很大地程度上提高了整个系统的可靠性。

DCS系统的功能主要有以下几点。

（1）减小了监控设备的尺寸

由于采用计算机系统和微处理器，在占地和自身的尺寸上比之前的各种仪表和管道都小，这在设备安装和厂房建设等方面都带来了很大的便利。

（2）减少设备种类和数量

运用DCS系统对生产进行监控和管理，由于计算机的运算和处理能力较强，代替了诸多不同种类的仪表设备，一台计算机能做多种多台传统仪表控制器的工作，DCS系统能监控到很大范围的生产环境，从而大大减少了传统仪器设备的运用。

（3）提高自动化控制系统的智能性

DCS系统不仅能为电厂的生产监控和管理等工作节省大量人力，提高工作效率，监控实时工况，及时、迅速地对突发故障作出相应的调整管理，还解决了很多传统仪表控制系统难以解决的问题，通过对历史数据和实时数据的对比，得出更加优化的管理措施。这些都是自动化控制带来的更高水准的变革。

2 电气DCS系统在电力行业的应用现状

2.1发电环节

电气分布式控制系统（DCS）在电力行业的应用现状中，发电环节占据了重要的地位。在火力发电、水力发电以及新能源发电等领域，DCS系统得到了广泛的应用。

火力发电是我国电力行业的重要组成部分，DCS系统在火力发电中主要应用于锅炉控制、汽轮机控制以及发电机控制等方面。通过DCS系统，可以实现对锅炉燃烧过程的精确控制，提高热效率；对汽轮机的转速、温度等参数进行实时监控，保证汽轮机的安全运行；对发电机的电压、电流等参数进行实时监测，确保发电质量。

水力发电领域中，DCS系统主要应用于水库调度、水轮机控制以及发电厂运行管理等方面。通过DCS系统，可以实现对水库水位的精确控制，优化水库调度；对水轮机的转速、功率等参数进行实时监控，提高水轮机的运行效率；对发电厂的运行数据进行实时采集、分析，提升发电厂的管理水平。

新能源发电领域，如风力发电、太阳能发电等，DCS系统也发挥着重要作用。在风力发电中，DCS系统可以实现对风机的功率控制、风向控制等功能，提高风机的发电效率；在太阳能发电中，DCS系统可以实现对太阳能电池板的朝向控制、温度控制等功能，提升太阳能发电的输出效率。

2.2输电环节

在电力行业的输电环节，DCS系统主要应用于电网调度、输电线路监控以及电力系统稳定性控制等方面。通过DCS系统，可以实现对电网运行状态的实时监测，及时发现并处理电网故障；对输电线路的电压、电流、功率等参数进行实时监控，保障输电线路的安全运行；对电力系统的稳定性进行实时分析，预防电力系统事故。

2.3变电环节

在电力行业的变电环节，DCS系统主要应用于变电站运行管理、开关控制以及电压调节等方面。通过DCS系统，可以实现对变电站各设备的运行状态进行实时监控，提高变电站的运行效率；对开关的动作进行实时控制，保障电网的安全运行；对电压进行实时调节，提升电力系统的供电质量。

2.4 用电环节

在电力行业的用电环节，DCS系统主要应用于电力用户管理、用电设备控制以及能效分析等方面。通过DCS系统，可以实现对电力用户的用电数据进行实时采集、分析，提升用电管理效率；对用电设备的运行状态进行实时监控，保障用电设备的安全运行；对能效进行实时分析，促进节能减排。

3 电气DCS系统在电力行业的发展趋势

3.1智能化

随着人工智能技术的不断发展，电气DCS系统在电力行业的智能化水平不断提升。智能化主要体现在以下几个方面：首先，电气DCS系统通过引入人工智能算法，实现了对电力系统运行状态的实时监测和预测分析。通过对大量历史数据的挖掘和分析，系统可以提前发现潜在的故障隐患，并给出相应的预警措施，从而确保电力系统的安全稳定运行。其次，智能化电气DCS系统能够实现对电力设备的自动控制和优化调节。在电力系统中，电气设备之间的协同运行至关重要。通过智能化算法，系统可以实时调整电气设备的运行参数，使其在最佳工作状态下运行，提高电力系统的运行效率和经济效益。此外，智能化电气DCS系统还可以为电力行业提供更加精准的决策支持。通过对电力系统运行数据的实时分析和挖掘，系统可以为企业提供关于发电、输电、变电、配电等方面的优化建议，助力电力企业实现降本增效。

3.2集成化

电气DCS系统的集成化发展趋势体现在将电力系统的各个环节进行整合，实现信息共享和流程协同。具体表现在以下几个方面：首先，电气DCS系统可以实现发电、输电、变电、配电等环节的统一管理。通过集成化系统，电力企业可以实时监控各个环节的运行状态，提高电力系统的协同工作效率。其次，集成化电气DCS系统有助于实现电力系统内部各种设备的互联互通。通过统一的通信协议和数据格式，各种设备可以无障碍地交换信息，便于电力企业进行设备维护和管理。此外，集成化电气DCS系统还可以与其他企业管理信息系统（如财务、人力资源、物资等）进行对接，实现电力企业内部信息的全面集成。这有助于提高电力企业的整体运营效率，降低管理成本。

3.3 网络化

随着互联网技术的飞速发展，电气DCS系统在电力行业的网络化趋势日益明显。网络化主要体现在以下几个方面：首先，电气DCS系统通过构建高速、稳定的通信网络，实现电力系统各个环节之间的信息传输。这有助于提高电力系统的运行效率，降低信息传递过程中的延迟和误差。其次，网络化电气DCS系统可以实现远程监控和控制。通过互联网技术，电力企业可以实时监控电气设备的运行状态，并进行远程操作，提高电力系统的智能化水平。此外，网络化电气DCS系统还可以实现电力行业内部的协同办公。通过搭建在线协作平台，电力企业可以实现跨地域、跨部门的信息共享和协同工作，提高整体运营效率。

3.4 绿色化

在环保意识日益增强的背景下，电气DCS系统在电力行业的绿色化发展趋势愈发显著。绿色化主要体现在以下几个方面：首先，电气DCS系统通过优化电力设备的运行参数，实现能源的高效利用。这有助于降低电力系统的能耗，减少环境污染。其次，绿色化电气DCS系统注重发展清洁能源。通过集成风能、太阳能等可再生能源发电设备，电力系统可以减少对化石能源的依赖，降低碳排放。此外，电气DCS系统还致力于实现电力系统的环保监测和治理。通过实时监测电力设备的排放情况，系统可以及时发现污染源，并采取相应的治理措施，保障空气质量。

4 结论

电气DCS系统在电力行业的应用日益广泛，为电力系统的安全、稳定、高效运行提供了有力保障。未来，随着技术的不断发展，电气DCS系统在电力行业的发展趋势将更加智能化、集成化、网络化和绿色化。

参考文献

[1]黄知，卢裕义.火电厂DCS控制系统故障的应急处理和预防措施[J].山东工业技术，2018（2）：130.

[2]李巍.火电厂DCS控制系统故障应急处理方法和预防分析[J].山东工业技术，2018（10）：181.