發電廠電氣中和自動化系統淺析

張曉

摘 要：21世紀，以計算機為基礎的現代信息技術已不同程度地滲透到各行各業。對我國電力行業來說，體現的尤為明顯。電廠各種電氣設備自動化程度越來越高。電廠自動化系統是一個集計算機、控制、通信、網絡及電力電子為一體的綜合系統。不僅可以完成對單個電廠，還可以進一步實現對梯級流域，甚至跨流域的電廠群的經濟運行和安全監控。本文主要針對發電廠電氣自動化系統進行分析，并提出發電廠電氣綜合自動化系統存在缺陷。

關鍵詞：發電廠；電氣；自動化；系統；綜合自動化

科學技術的發展，電氣自動化、一體化技術也得以的逐漸實現，發電廠要想取得更好的發展并緊跟時代發展需求，就必須實現電氣自動化。隨著信息化時代的來臨，電子技術、計算機網絡技術的飛速發展促使信息化成為當今社會發展的新型資本要素，信息工作的重要性使得電子信息技術也在快速發展，這就為電氣自動化技術的發展打下了良好的基礎。發電廠要想緊跟時代發展并更好的滿足民生和社會經濟發展需求，其在技術方面也必須不斷革新，這樣才能獲取理想的成績。

1 發電廠電氣自動化系統

發電廠電氣自動化系統簡稱EFCS或ECS，是發電廠自動化領域近年來興起的一個新的熱點。與發電廠分散控制系統（DCS）側重于熱工系統的監控相對應，EFCS側重于發電廠電氣系統的監控；與發電廠網絡監控系統（NCS）側重于發電廠接入電網部分的電氣監控相對比，EFCS側重于發電廠內部，實現廠用電中低壓電氣系統的保護、測量、計量、控制、分析等綜合功能。EFCS系統將原先各自獨立運行的6kV/10kV中壓系統及400V低壓系統中種類和數量眾多的繼電保護裝置、測控裝置、自動裝置等通過現場總線或以太網聯結起來構成系統，一方面，實現了與DCS系統的通信方式的信息交換，大大減少了DCS的測點投資和硬接線方式下的電纜投資，另一方面，通過網絡和后臺軟件，實現了電氣系統的協調控制、故障分析和運行管理，提高了整個發電廠的自動控制水平和運行管理水平。

發電廠綜合自動化系統按照分層分布式多CPU的體系結構，可以設計多個層次，每一層完成不同的功能，每一層由不同的設備或子系統組成。就地間隔層設備要求實現智能化，應有遠方就地操控功能，并具有通訊接口。由于各種智能設備所配備的通訊協議不同，需要配置專用的通訊層進行協議轉換。這樣可使數據以統一規范的格式傳送到監控層，簡化了程序設計、提高了效率。

2 發電廠電氣綜合自動化系統現狀

目前在發電廠電氣運行方面，由于以往對電氣方面的自動化控制不夠重視，應用的還是電氣監控系統（ECS），采用“一對一”的硬接線控制及儀表監視，自動化水平很低，且與機、爐控制系統相對獨立，嚴重制約了發電廠全面實現自動化控制一體化的發展。首先，監控系統的功能主要通過相關的控制軟件、圖形的系統軟件、通信系統和電腦來實現控制過程，保證監控系統的良好運行具有重要作用，通過對電廠電氣的監控系統進行調試和運行，可以發現出現一些運行管理中容易出現的問題。其次，繼電保護系統方面，某些線路在母線出現短路時，電流很大，母線進線不能用電流階梯來進行速斷保護整定，只能用過流保護來延時以切除故障，使得母線本身出現故障時不能實現快速保護跳閘；如果某出線出現短路而它的保護裝置拒動時，就有可能導致事故已擴大后再通過其后備保護延時跳閘，即母線進線作為其后備保護跳閘；由于母線保護的整定對其它保護的影響較大，一般是在合閘過程中起作用，合閘后自動解除。

3 電廠電氣綜合自動化發展趨勢

網絡技術與計算機控制系統、信息技術經過實驗發現，實現機電一體化控制系統技術是在技術一個前進的階梯。我們現在使用的現場總線是全數字、可分散、易擴充全部由總線來控制通信系統的，通信的電氣控制系統是由于發電廠的生產規模大、電壓通過系統來調節、自動化控制對電力進行的實時監視、系統控制管理，也是提高工廠發展的系統研究。

3.1 加強網絡技術的應用

以太網技術已經成功進入工業領域，其主要優點是，以太網傳輸速率快，容量大，組建成本低等。嵌入式以太網監控系統已成為目前國內各大型電力設備廠商的首選。以太網應用于電廠企業可有效地控制現場設備，實現不同終端數據之間交換的實時性和可靠性；同時，管理層也可以通過網絡進行監督，減少了人力資源的消耗，節省了成本。所以，在進行電廠網絡的規劃建設時，首先要確保監控裝置的正常運行，正確配置網絡，實現數據管理的集成。

3.2 優化控制過程

電氣綜合自動化系統中，相關技術的應用目的在于提高自動化系統中對模擬量進行控制與調節的范圍以及系統運行的質量指標。隨著我國電力行業競爭程度的不斷提高，為保證電力系統的正常運行以及自身的長遠發展，發電廠應選擇安全指數高、通用性強、經濟效益好、便于安裝與調試的軟件，從而對電力系統進行優化，保證系統運行質量。電氣綜合自動化系統中也會用到各種專業性軟件，例如故障診斷與預測軟件、狀態維修軟件等，各種專業性軟件的應用目的在于對單位機組的運行狀態進行全面的檢測、分析、判斷與改進，保證單位機組的正常運行并充分挖掘機組運行潛力。

3.3 優化管理操作

電氣綜合自動化系統運行管理一體化是指將MIX信息管理系統與DCS信息管理系統相結合，將系統管理控制、系統調度與決策、系統網絡化建設等多項功能集中在一起，建立一個功能完善的、管理層面廣的電氣綜合自動化系統的控制管理體系。未來發電廠信息管理體系的發展建設方向是在發電廠內實現信息管理系統的建設，該系統建立在單元機組DCS的基礎上，信息管理系統向單元機組監控網絡輸送命令信息，單元機組監控網絡對信息進行加工后通過遠程計算機系統向電力網絡調度系統發送命令，完成電力系統的調度過程，進而實現電氣自動化系統中對電力網絡的全面管理控制。

結束語

隨著我國對電氣自動化、一體化的大力推廣和應用，發電廠電氣自動化方面也取得了長足進步，通過合理、有效的對電力系統資源進行配置，當前，為過的發電廠已基本實現自動化運行，這不僅大大提高了電網運行效率，降低了電力生產成本，還大幅度增強了水電力企業的市場競爭力。發電廠電氣自動化的實現必須建立在發電廠電氣自動化系統的基礎上，該系統所具備的功能就是協調管控主控系統和發電設備，以此實現數據共享和數據交換，這樣不僅提高了發電設備的運行效率，減輕了電力工作人員的工作壓力和負擔，還能進一步確保電力系統的運行的安全穩定。

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