火力发电厂电气自动化控制技术应用

朱建华

三门峡华阳发电有限责任公司 河南三门峡 472143

在应用电气自动化系统后，大幅度提升了电厂运行的质量及效率，将工作人员从繁重的工作中解放出来。在应用中，可以实现对电厂的全方位监控，实时了解到电厂的运行情况，一旦发现异常情况，可以及时采取解决措施，既提升了电厂运行的安全性，又可以带来可观的经济效益。电气自动化系统功能众多，具有监测、数据收集、数据处理、归档等功能，可以将电气设备运行状态记录下来，为后续的保养维护工作提供数据支持。综上所述，电气自动化技术可以提升电气设备运行的安全性及稳定性，确保电厂的正常运行，满足人们日益增长的电力需求。

1 电气自动化技术在火力发电厂中的重要作用

传统的火力发电厂由于技术落后和其他一些因素，只能操控一些简单的发电设备，特别是炉、机、电等相关系统的控制方式，只能实现一些有限的简单控制。电气自动化技术的应用，改变了火力发电厂的被动局面。我国的电厂于20 世纪90 年代开始实行电气自动化控制，人工操作逐渐被电气自动化控制技术代替，有效降低了生产和运营成本，大大提高了工人操作过程中的安全性，确保了各类机械设备的安全运行，提高了供电效率。目前，我国电厂已大范围应用了电气自动化控制技术，但企业仍要坚持对电气自动化控制进行深化改革。电气自动化控制技术与传统的电厂手动控制电机发电相比具有明显的优点:第一，安全可靠。自动化控制技术的应用减少了人为操作和人工维护设备的工作量，可以避免人为操作的失误，提高了设备的准确度，确保设备安全精准运行。第二，快速控制。自动化设备控制的响应速度比人为控制的响应速度快很多。第三，降低了人力资源成本。电厂的电气自动化控制大大减少了对人力操作的需求，减轻了对人力的依赖，减少了人力成本，提高了企业的成本核算效率，促进了企业的长远发展。第四，独立控制模式。一般情况下，电厂有两种自动控制模式，当一种设备出错，将会实行紧急处理计划，可有效避免电厂设备的系统故障。所以，充分、合理地运用电气自动化技术，能够有效提高电厂的运作效率，实现火力发电厂的良好运营和长远发展[1]。

2 火力发电厂电气自动化的应用优势

2.1 具有高水平的可靠性与安全性

火力发电厂电气自动化在控制模式上比传统控制系统更便捷，也更简单。通过运用电气自动化技术，传统控制系统的控制器在精准度与难易度上均得到了一定水准的优化。传统控制模式经常需要进行模型设计，在设计模型的过程中往往会因受到客观因素影响导致某些问题无法及时预测，而电气自动化技术的应用则解决了这一问题，并有效提升了控制效率。随着近年来电气自动化的飞速发展，在先进技术的引进上也投入了大量精力及资源，收获了可喜的成果，从而使得对影响电气工程的客观因素在数量及内容上的预测更加精准而全面，对系统运行过程中的安全性及可靠性作出了有效保障。

2.2 更高的自动化程度

随着社会的飞速发展与科技水平的不断提升，电气自动化技术中对计算机技术的应用也越来越全面，使得应用了火力发电厂电气自动化技术的火力发电厂电气工程具有越来越高的自动化程度。由于自动化技术的统一性在发展过程中受到相应重视并被重点强化，因此控制系统的兼容性也得到了较大程度的提升，具体体现在电气工程运行过程中的调控系统得到更高水准的完善，在自动化技术的建设过程中也强调了标准化及规范化，使运行中的问题可以得到及时的处理与解决，对系统运行过程中的安全性及可靠性也做出了相应保证[2]。

3 火力发电厂电气自动化控制技术应用

3.1 自动化监控模式

目前，人们应用最多的自动化监控模式就是分层集中监控和分层分布监控。从集中监控的角度讲，这是一种统一进行设备管理的方式，人们会将较强的信号利用自动化技术转化成强度不高的信号，利用电缆与管理系统进行连接，从而使控制系统呈现出分布性的特征，加强火力电厂的监控管理。从分层分布监控的方面说，在实际应用时，人们会将电气设备放在自动化系统的间隔层中，采取这样的方式进行隔离，并将监控和保护装置放在设备的外侧，然后将光纤设置在通讯系统中，通过这样的方式，接收信息。在处理这些信息时，要遵守相关规则，按照相关程序进行，此外，还要合理传达信息的内容。这时，系统的站控层管理着网络通讯层和间隔层。

3.2 监控主站技术

人们在设备监控和管理的过程中，常常将监控主站技术应用到其中。他们在火力电厂的管理层中，设置监控主站，通过这样的方式达到监管设备的目的。当设备出现问题后，能够及时采取措施进行解决。由于主站配置会受到发电机容量的影响，因此，在对其进行设置时，要根据具体情况而定[3]。

3.3 终端监控技术

终端监控技术常常在间隔层被使用，目的是检查和保护设备，通过使用这项技术不仅能够提高电厂的安全性，而且能够保证火力电厂进行稳定的供电。在火力电厂自动化系统中，这项技术的地位十分突出。因此，为了促进电厂良好的发展，工作人员要结合实际情况，对其进行改进，提高这项技术的灵活性和可靠性。

3.4 统一单元炉机组

创新电气自动化控制技术在火力发电中的最终应用，是实现发电机的机、电控制一体化，向火力发电厂的机、电、炉三种设施一体化的单元制的运行方向转化，这样，火力发电厂中的集散控制系统(DCS)就能通过电、机、炉的单元运作监控方式，对整个火力发电系统的所有运行参数和系统状态信息进行分析汇总，最大程度地发挥火力发电机组的潜力。充分发挥其自身的控制功能，从而简化监控系统，降低造价成本。与此同时，统一的单元炉机组可方便火力发电厂的信息管理系统(MIS)采集信息，加强了火力发电厂火电电网的整体统一运行和管控，保证完成中调AGC 的相关指令和要求，提升火力发电厂电网的运行效率，使其处于最佳的经济运行状态[4-6]。

4 电气自动化技术的发展趋势

4.1 智能化

随着科技水平的提升，电气自动化系统逐渐向着智能化方向发展，这也是一种必然趋势。在电力自动化系统中，对集成技术及调度技术进行合理的应用，可以实现对数据调度，无论电力系统处于任何一种运行状态，例如动态、静态、暂停态等，都可以实现对数据的整合利用，从而满足电力系统运行的实际需求。在电力系统运行中，一旦出现故障问题，系统可以自动发挥警报，通知相关的工作人员，并且采取相应的预防措施。在这个过程中，系统首先会对收集到的数据进行实时的分析及处理，如果系统处于一个紧急的状态中，还可以发挥协调及管理的作用，工作人员可以按照指示操作，直到系统恢复正常。

4.2 市场化

随着时代的发展进步，电力市场出现巨大变革，在对电力系统提出新要求的同时，也带来了不少的问题。例如，人们用电需求持续上涨，传输容量已经接近极限，出现电网堵塞等问题，无法满足人们的实际用电需求。为了解决该问题，就要加强对电气自动化系统的应用，并将调度与管理工作结合到一起，分析市场情况，可以应用 EMS 分析法、风险分析理论等，提升电网运行的效率及质量，实现对电力行业的改革。

总之，作为电气工程的核心技术，电气自动化技术能够为国内工业快速发展保驾护航，同时也可以给整体科技水平的提升带来机遇。随着当前国内科技发展的突飞猛进，电气自动化的应用背景与应用价值都逐渐变得明朗起来。火力发电厂的专业人员要加大自身对电气自动化技术的投入力度，从而保证电气工程行业的经济创收。