浅析火力发电厂控制、信号和测量系统现状及发展趋势

马骞

华电青岛发电有限公司

浅析火力发电厂控制、信号和测量系统现状及发展趋势

马骞

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1、前言

在科技快速发展的推动下火力发电厂电气控制系统经历了从以前简单分散控制系统到现代智能化微机控制的过程。火力发电系统是一个技术高度密集型的系统，它采用了大量的现代化的科学技术，为其提供了发电技术支持。在现代化社会背景下为降低工程造价，提高经济效益，同时也努力提高现代化电厂的管理水平及自动化水平。本文分析了现阶段我国火力发电厂电气控制系统的发展现状，并初步分析处理火力发电厂电气控制系统的控制、信号和测量系统发展趋势。

2、火力发电厂电气控制系统的现状

2.1控制、信号和测量系统

（1）应用当前的科技可以发现：电力系统的控制室一般都有两个，其中一个为主控室另一个为单元控制室；单元控制室还有两种类型分别为独立单元控制室和网络控制室。主控制室一般应用在单机容量在100MV以下的发电厂，而单元控制室一般则用在单机容量在200MV及以的发电厂中。

从专业的电气角度来看，单机一控和两机一控各自存在其优缺点。在安装、运行、操作、监视、测量、调试和保护等多个方面由于单机一控的单元性强其功能得到最大化利用，而且在系统出现故障后其处理不会影响其他单元，控制室宽敞简介易于控制。对于两机一控而言，其控制方式为在异地运行，这种控制方式存在导致工作比较分散，网络沟通复杂，因此需要的工作人员也会随之增加，不利于精简企业结构，增加经济消耗等。

（2）从控制方式来看，强、弱电控制和微机控制三种方式是目前发电厂控制的三种方式。控制回路的方式选择影响着断路器的分合闸方式。以前的科技条件下，通过转换器来转换强弱电，再利用弱电控制器来设计自动化控制，这种靠转换器来转换的方式存在工作程序复杂，可靠性不强的问题。如果采用强电方式来设计控制回路，一方面省去了转换的麻烦，另一方面可量靠性也得到了很大的提高，因此这种采用强电技术来控制回路的方法已经在当代社会有了广泛地应用。微机控制技术利用微机监控方式把电气控制融合到DCS系统中，不仅使得机组在自动化智能化方面得到提高，而且还实现了电力系统的综合性管理。

（3）从信号和测量系统方面来讲，中央信号系统是发电厂监控系统的信号核心，两种信号系统应用在当前的发电厂中：一种是采用冲击继电器及光字牌组成的能重复动作的信号系统，它既可以手动复归也可自动复归；另一种是采用微机闪光报警器组成的中央信号系统。针对于前面所说的第一种信号来说，因为它有报警信号单一、不可记忆性、可靠性和安全性不高等缺点，且在使用中耗损大，发热量多，增加了日常维护的次数等方面的缺点已经开始逐步被新科技取代。而这种微机闪光报警器组成的中央信号系统，恰恰能够弥补前面一种信号系统的缺点，而且它所应用的科技水平更高，因此可靠性和安全性都能够满足当前的市场要求，它已经在市场上广泛应用。

2.2火力发电厂电气控制系统存在的主要问题

（1）机组中控制不协调方面：当今社会发展背景下我国科学技术不断发展，在自动化方面也得到了快速发展，火力发电厂中也存在一些问题，主要表现为机组控制的不协调方面。火力发电厂由各个单元系统组成，单元发电机又由锅炉、汽机、发电机等部分组成，但是单元机组中的锅炉、汽机和发电机以及全厂用电之间的控制水平存在不协调问题，多数电厂由于自动化水平不高并没有实现单元机组统一管理。发电厂各单元的不协调影响了机组的运行效率，所以解决这个问题是解决自动化控制的目标。

（2）控制系统技术方面整体不够先进：科技在进步，但是火力发电厂控制技术任然存在一些问题。单元控制室占空间大，控制系统的结构设计跟不上世界先进技术，机组自动化水平没有跟上现代化国际水平。

3、火力发电厂电气控制系统的发展趋向

电气自动化控制技术在经济和技术的快速发展的推动下逐步开始发展起来，但是，发电厂也存在着多项问题困扰和阻碍着其向更好的方面发展，例如：发电机组中的控制不协调、电厂的控制系统不先进，导致电厂工作效率低。因此火力发电厂未来的控制系统发展方向就是要解决以上问题，只有依靠先进的科技水平不断地完善和解决我国火力发电厂现存的问题才能够提高发电效率和自动化管理技术为火力发电厂提高综合科技水平。下面就未来的发展趋势作出以下分析。

为提高电厂发电效率的方法之一就是充分利用分布式单元控制技术结合现代先进的科学技术将电厂控制进一步的智能化和自动化，开发集控中心集中化管理。利用现代化技术将发电机组和厂用电的控制融合到DCS系统中来实现电气控制与锅炉、汽轮机各单元间控制的协调性，进而实现集中控制。发电厂内的各个设备的监控都采用电子电视来实现更先进的监控，取消统控制盘等后备监控设备的使用。网络控制实现计算机化，用电子电视监控取缔网络控制室，同时全部纳入到第一单元控制室。

另一个提高电厂发电效率的方法是提高全厂综合自动化水平。利用现代化互联网技术实现监控管理自动化。采用统一的网络设计、统一的控制设备类型、统一的设计标准应用在火力发电厂系统中，将各个单元系统集中化管理，利用先进的网络技术或采用大数据处理方式，结合各种先进的算法来提高整体系统的安全稳定性运行，提高发电厂的工作效率，减少值班人员实现集中化管理。

综上所述，火电厂信息控制系统未来的发展和完善都要建立在新的科技，优质的管理理念，更加精细的专业分工等各个方面的推动中。目前社会科技不断发展的推动下，信息技术正在向大数据时代发展，控制技术向智能化发展，未来我们需要研究的就是如何利用更好的科技将电厂控制更加智能化。

4、结语

火电厂控制、信号和测量系统的技术发展是我国电力行业技术需要与时俱进的技术。虽然国内的火力发电厂控制技术有了一定的发展，但随着科学技术的不断进步，实现电力行业控制的智能化已经成为当前社会所追求的目标，因此火电厂监控系统还需要不断地完善和发展，利用信息和科技开发出更加先进的技术是我们研究电力行业中永不改变的技术目标。

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