火力发电厂电气-热控一体化控制技术的探讨

张慧平

中国能源建设集团山西电力建设有限公司 山西 太原 030006

火力发电是我国电力生产的重要组成部分，其对促进我国的经济发展具有重要作用，尤其是火力发电厂的经营以及科学技术的引用，直接影响着火力发电的效率。经济与科技的发展，使得社会民众对于火力发电的效率以及安全性问题提出了更高的要求，火力发电厂的技术人员必须依据信息时代的发展需求，加大对电气-热控一体化控制技术的研究，以此来确保火力发电厂各项工作开展的有序性。现如今，火力发电厂的建设工作受电力差异化的影响，其在电气与热控技术方面存在诸多问题，不利于火力发电厂正常运行，为此，发电厂的技术人员需要对厂内的电气以及热控系统进行优化与升级，以此来实现两种技术的一体化控制，进而有助于电气-热控一体化技术作用的充分发挥。

1 火力发电厂电气-热控一体化控制技术的组成

(1) 数据类型不同，分离技术不同。通讯控制技术主要是用于解决信号分离的问题，发电厂的电气波形信号中有一种名为DU的信号是不能进行分析处理的，其信号质量直接影响着电气-热控系统的正常运行。(2) 发电厂需要创建电气-热控一体化数据库。数据库能够检索、分析处理以及储存各类数据信息，如火力发电厂电气与热控系统的运行数据、各种波形数据信号与图形以及相关统计数据等。(3) 重视电气-热控一体化软件。该软件主要是指一体化画面组态软件，其具有解决电气-热控信号干扰的功能，可对系统的数据信息及图像进行实时显示。(4) 重视电气-热控一体化组态软件，此类软件的控制标准符合国际指标，能够实现电气-热控系统的动态组件功能[1]。(5) 与音频及视频相连接的监控系统，能够对火力发电厂电力系统的运行数据及图像进行实时跟踪与同步显示，有助于系统出现运行风险而预先做出警示。(6) 与电气-热控系统相对应的激励仿真系统，该系统主要负责发电厂工作人员培训工作开展的相关数据，借助控制系统将数据信号传送至电气-热控系统，可将系统运行数据进行显示，有助于修正仿真模型，逐渐构建出精准的仿真模型[2]。(7) 数据传输功能，数据信号的传输需要经过仿真系统，既有助于仿真模型的调整，又有助于为发电厂电气-热控系统的运行提供数据参考，进而有利于一体化控制技术的应用。

2 火力发电厂电气-热控一体化控制技术的意义

电气-热控一体化控制技术作用的发挥，需要借助发电厂内部监控设备采集与分析整理的各类数据信号，通过对各类数据信号的分析确保发电厂的正常运行。具体的监测数据信号包括很多种设备运行的数据信息，一体化技术会将数据信号传送至管理层的网络数据信息库当中，如若部分数据信息存在问题，则数据信息库会自动发出预警提示，提醒技术人员做好防范安全风险的相关应急措施。信息技术时代，自动化系统被广泛应用于发电厂的电力运行系统当中，其功能主要是对电力以及热控设备的运行动态进行实时监测与管控，以便于能够及时为技术人员提供实时的反馈数据，该系统具体的监测对象包括设备运行动态，以及各类运行参数等[3]。

除此之外，该系统设有自动化报警系体系，如若设备及系统在运行过程中出现异常，影响发电厂电力的正常供应，则系统会自动发出预警信号，警示技术人员注意观察设备及系统运行的变化，有助于故障的及时发现，有助于减少故障损失。与此同时，该一体化控制技术有助于为火力发电厂的系统管理提供帮助，其检修登记表以及生产使用的开关次数记录表等，均能够解决系统的校验、故障诊断以及设备检修等问题[4]。

3 火力发电厂电气-热控间的差异化

在火力发电厂的日常工作与生产活动中，电气技术与热控技术是两种不同的技术，二者控制技术的对象不同，即便是发电厂已经研发并应用了电气-热控一体化控制技术，但是，技术的应用需要技术人员将两种技术的控制对象区分明白。首先，辨别电气控制技术，该技术的控制对象有三类，分别是模拟量的检控，保护联锁回路以及波形分析信号。模拟量检控具体是指检测与管控，一般是控制在ms级，采集在us-ms级，而保护联锁回路主要是在ms级，波形信号在us级[5]。热控技术控制对象主要分为三类，一类是模拟量的检控，与电气控制对象同理，控制在60s级，采样在100ms级；一类是保护连锁回路，级别为10ms，另一类为波形分析，属于us级[6]。两种技术在控制对象的级别上存在一定差异，使得传统的电气与热控系统无法快速准确的完成电气数据的整理、分析以及传输等，其为电气与热控技术一直未形成一体化的重要影响因素。

4 火力发电厂电气-热控一体化控制技术的问题

4.1 电气控制技术应用

经济的发展，加快了我国电气化产业的发展速度，使得我国火力发电厂的运营正处于蒸蒸日上的阶段，因电气控制技术对发电厂的运行具有重要的影响，所以，政府以及发电厂管理人员对于电气的控制技术十分重视，尤其是电气控制技术的应用问题。关于电气控制技术的应用，技术人员应该重视科学化技术控制目标的制定，集中力量研究电气控制技术的自动化优化与升级问题，努力实现发电厂电气控制的智能化升级目标。因发电厂个别部门的工作人员缺少技术自动化升级的意识，使得自动化升级工作困难重重，在实际的技术应用过程中，电气控制技术的自动化研究需要借助自动化技术，需要自动化技术进行辅助升级。

4.2 热控控制技术应用

在火力发电厂的运营与生产过程中，除了电气控制技术应用问题比较重要，还有热控控制技术的应用问题，其对于发电厂电力系统的运行具有不可替代的作用。受人为技术操作的影响，热控控制技术在应用过程中容易出现微小的技术偏差，其会导致电气-热控系统的运行存在安全风险，不利于控制技术误差的处理，进而会降低电气系统的运行性能[7]。为此，技术人员的控制操作需要严格按照技术操作标准进行，注重热控技术的控制要求，确保相对应区域之间控制技术性能的转化，以此为火力发电厂的电力系统运行提供安全保障，如若技术人员无法合理控制技术的转化，则容易产生技术漏洞，影响热控控制技术的正常应用。

4.3 电气热控分离问题

在火力发电的工作流程中，电气与热控属于两种不同的电力技术，二者无论是在技术性能上，还是应用功能上都存在极大的不同之处，使得电气-热控一体化控制技术的应用存在电气与热控技术相互分离的问题。当前，发电厂中的电气与热控分属两个不同的部门，二者相互独立，在电厂可持续发展的过程中，二者缺少合作与沟通，电气专业与热控专业发展不协调，直接阻碍了发电厂电力发展水平的提升。除此之外，电力与热控两种技术之间存在某种联系，二者的专业与功能有部分重叠之处，这会增加发电厂的资源损失，不利于电厂电气与热控系统的协调发展，最终会对一体化控制技术的应用产生阻碍。

4.4 电气热控协调问题

虽然，在火力发电厂中电气与热控属于独立的技术系统，但是二者实际上在专业与功能方面具有一定的关联，二者之间的信息分享可以对彼此产生重要影响。在电力一体化控制系统当中，电气控制技术的处理存在偏差，会影响热控控制技术的发挥，致使整个电力系统的运行缺少技术控制的要点分析，不利于电力系统的正常运转，技术人员需要注重电气与热控技术的协调问题，通过及时调整热控系统的性能来保障电力信息传输的安全性与稳定性，有助于为电气技术的应用提供保障[8]。与此同时，还会对电力系统技术控制数据信息的稳定性提供保障。因此，电气-热控的协调性问题对电力系统的自动化升级具有重要影响。

5 火力发电厂电气-热控一体化控制技术的优化对策

5.1 明确控制技术优化指标

电气-热控一体化控制技术的应用，有助于为火力发电厂整体的技术改造提供智能化的技术支持，有助于电力系统各类数据信息以及技术要点的分析与处理，并且能够为电力自动化系统的优化与升级提供技术标准。在一体化控制技术应用过程中，优先明确控制技术的优化指标，并遵照技术优化标准对一体化控制技术进行处理，有助于电力系统整体优化指标的确立，有助于发电厂电气与热控控制技术之间的协调发展。新时期，部分地区受经济发展的影响，火力发电缺少先进的技术支持，如电气-热控一体化技术，又或者是部分电力企业因缺少专业的技术人才，引进的先进技术无人员操作，致使地区诸多发电厂的自动化水平偏低，需要管理人员对外公开聘请专业的技术人才进厂开展技术调研工作以及技术培训工作，以此确保自动化技术的引进能够发挥其作用，有助于控制优化目标的树立。

5.2 注重一体化控制的实施

发电厂电力系统改造工作的开展，离不开电气-热控一体化控制技术的应用，发电厂管理人员注重一体化控制的实施，有助于电力系统整体技术改造水平的提高。在电力系统改造与升级的过程中，一体化控制的实施有助于提升技术的处理水平，可在一定程度上加强电气技术与热控技术的有机融合，并为电气以及热控系统的升级奠定坚实基础。在一体化控制的实施阶段，其实施的重点以及要点内容是电气-热控控制技术的处理，二者技术之间有可相容的部分，也有不可相容的部门，两者的结合是技术优势互补的重要表现，在尊重二者相互独立且相互协调发展的基础上，注重两种技术的有机结合，有助于技术人员实现对电气系统一体化控制技术处理的目标[9]。此外，技术人员需要注意电力系统与其他系统的相互配合，如电力系统与监测系统、信息处理系统等。

5.3 建立健全技术优化方案

无论是何种技术，其在应用的过程中都需要经历优化与升级的过程，尤其是电气-热控一体化控制技术此类由两种技术结合而成，其技术的优化十分重要，直接影响着技术的应用效果。电气-热控一体化控制技术的优化，离不开前期建立健全的技术优化方案，技术优化方案对电力系统的整体升级具有重要影响，优秀的设计方案是确保技术优化的首要前提，有助于满足电气-热控系统以及控制技术优化的各种需求。建立健全技术优化方案，可从以下几方面入手：首先，技术方案的优化应该优先分析电力管理层以及控制层的数据信息库，对数据信息库的构建技术与设计方案进行分析；其次，注重分析电气-热控系统控制技术优化中的设备信号调控方案，并以通讯基础为例，对技术的优化方案进行深度研究；最后，注重技术管理方案的制定，重点关注技术人员、操作人员的站点问题[10]。

5.4 改进一体化的设计方案

一体化技术既包括电气技术的相关优势，又包括热控技术的相关优势，两种技术的融合需要科学的设计方案。受诸多因素的影响，部分火力发电厂的一体化方案设计仍然是以数据库和拓扑结构网络作为参考开展设计工作，受电气与热控技术间差异化的影响，设计方案需要借助拓扑结构网的控制功能对数据库的管理模式进行优化，进而可以有效淡化电气与热控技术之间的差异性，有助于方案设计的均衡性。与此同时，技术设计人员还可以借用电源装置、通信装置以及控制装置等对电气-热控系统进行管控，以此来确保电力设备总线与通信设备之间的均衡性[11]。此外，设计管理人员需要注意对设计师站点的管控，做好系统故障分析与诊断工作，有助于实现控制技术的自动化升级。

5.5 电气热控高速信号处理

在电气-热控一体化技术应用过程中产生的电气及热控高速信号属于波形信号，其处理难度较大，一般的信号处理器无法对其进行处理，需要技术人员在信号传输至控制系统之前，利用信号控制装置将常规信号与波形信号进行分离，随后依据相关特性依次进行信号处理。针对于波形信号的处理，需要技术人员在控制装置中的控制层与控制管理层之间增设网络层，随后利用网络系统以及信号处理装置对波形信号进行处理。在信号处理装置生产厂家尚未生产出可处理电气热控高速信号的装置时，常规的处理装置为DPU，该装置需要先将信号进行转化，信号处理效率较慢，处理效果不佳。随着电气-热控一体化技术的研发与应用，部分生产商对DPU装置进行了更新与升级，使其具备数据库的信息存储能力，可专门用于电气热控高速信号的处理。

6 结束语

电气-热控一体化控制技术的研发与应用，是火力发电厂为适应信息化时代发展而做出的技术改革，其对于促进火力发电厂的可持续发展具有重要意义，政府以及发电厂的技术管理人员应该对该项技术引起重视。当前，该一体化控制技术的应用在电气控制、热控控制以及电气-热控分离与相互协调等方面存在诸多问题，需要发电厂的技术人员提出明确控制技术优化指标、注重一体化控制的实施、建立健全技术优化方案、改进一体化设计方案以及重视电气热控高速信号处理等对策给予解决。