谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用

周磊

摘要：科学技术水平的不断提升，为我国电气工程及其自动化技术的发展提供了巨大的推动力。目前我国电气工程及其自动化技术已经在一定程度上实现了功能上的互补以及相关信息的共享，已经摆脱了传统的自动化系统功能单一的局限性。在电网的建设方面，电气工程及其自动化技术也在不断地突破和进步。但是在发电厂中的电力系统上，如何保证供电的质量和保障电力系统的整体安全，都是电气工程及其自动化技术应用研究的主要议题。

关键词：电气自动化技术;火力发电;创新;应用

1电厂自动化的发展现状

目前，国内的电厂自动化已经实现了信息化的全面建设。在系统自动化控制系统中，主要采用了PLC技术、现场总线控制技术等，从而实现自动变频的控制及意见启停。基于PLC的DCS智能控制新机组已经具备了全厂级的管理信息系统和监控信息系统，系统也具备全长设备的信息共享和信息交换功能。利用各系统之间信息共享的方便，电气自动化控制系统可以实现对全厂设备参数的自动调节和参数自动优化。因自动化控制系统引入了DCS模块技术、数字电液控制技术、汽轮机危机遮段系统等，DCS系统可以在总线控制的基础上对各个车间的现场设备进行联控自动化控制。部分电厂还对火电机组的控制系统进行了优化，融入了人工网络神经技术、工业以太网技术等，将部分重要的设备也更换为智能设备。通过人工智能技术、工业以太网及智能设备的应用，构架起电厂的全过程智能控制与监控系统。智能控制采用了多种现场协议，方便不同类型的智能设备之间的信息共享及DCS智能控制系统对现场设备执行智能控制。

以一键启停为例，管理人员启动APS键，APS系统自动发出一键启停的指令，模量控制系统、炉膛安全监控系统、DEH、汽轮及电液控制系统、旁路控制系统、顺序控制系统、给水系统、锅炉燃烧系统、自动电压调节器等同时接到一键启停的指令。各个子系统接收到信号后进入系统运行的自动检查状态，通过自动调节发电机组管理、调度系统等，实现对发电机组的启停。自动启停指令开始后，多系统、多执行机构在工业以太网支持下同时进行指令通信的传输，各执行机构进入病理运行及指令平衡状态。一旦发生控制问题，自适应系统功能将对控制参数进行智能计算，并重新优化控制参数，执行优化后的运行指令。整个过程实现了对機组设备的智能调节和控制，确保了电厂全自动化运行的可靠性、安全性及精准化控制。

2电气自动化技术在火力发电中的创新与应用

2.1实现配电自动化

配电自动化是由多种技术相互配合，共同构成的一个综合性的管理系统。在国际上，科学技术已经发展到了一定的水平，一部分发达国家内部配电自动化技术已经十分先进，并且有了自己的一套独特的运行管理模式。而我国在这方面还较为落后，但是也摸索出了一套属于自己的配电自动化形式。我国采取集中监管控制配电自动化和管理电气设备两者相结合的主要管理模式，且在这方面取得了一定的成就。配电自动化依赖于综合信息管理系统，信息管理系统实现了信息共享，通过网络来进行联合调配，保证工作的有序进行，保障正常的供电，同时也能够提高供电工作的效率，保障广大居民用户和各个领域都能够获得良好的用电体验，促进社会经济的高速发展。

2.2电气综合自动化系统基本功能配置

间隔层是电气自动化系统的重要组成部分，主要包含智能化电子设备、测控装置以及继保装置等部件。其中，测控装置是电厂进行综合自动化改造的重要工作内容，而继电保护以及故障录波等仪器设备可以在转换规约或者通讯接口直连的方式与系统建立联系。间隔层主要功能包含控制和包含一次设备，对相关数据进行实时统计，实现对设备操作功能的闭锁控制，在控制指令、数据采集以及统计运算方面具有更高的控制优先度，实现与站控层和过程层之间的网络通信;通讯层的电气综合自动化系统中的重要部分，可以基于网络技术及设备实现信息的高效传递，确保上级处理系统可以掌握下级设备采集到的系统各部件运行状态信息;还可以帮助上级系统传达指令到间隔层设备，以此实现对设备运行参数的调整和设备运行状态的控制;监控主站主要用于对间隔层设备上传的相关信息进行整合，实现对设备周期内运行状态的观察和分析，并结合实际情况下达相应的指令实现对间隔层设备的控制，进而提升电厂电缆系统的运行稳定性。继电保护站主要用于对设备故障信息、工作状态以及使用情况进行记录和监督，为工作人员提供相关数据的查询平台，还可以辅助工作人员实现对保护装置相关参数的优化调整。

2.3自动控制汽轮机组转速

汽轮机组的转速是影响发电效率及效益的重要因素之一。将智能控制应用于汽轮机组系统中，有利于更好地优化汽轮机组运行参数，更加精准地调节汽轮机组的转速。同时，在发生汽轮机组转速异常时，专家控制技术+人工神经网络技术能够直接对问题进行分析，诊断汽轮机组运行的故障，帮助技术人员更快地寻找问题发生的原因，更快、更准地找到故障、解决故障，提高汽轮机组的运行效率，确保其安全可靠运行。

2.4实现变电站自动化

综合信息系统中的电力系统所连接的终端设备和其他的设施设备是通过网络进行连接的，通过计算机信息系统的高效工作，可以非常有效地实现变电系统的自动化管理，更好地进行调节和保障安全。变电站自动化利用了信息科学技术的数字化特点，被广泛应用到变电系统之中，有效地改进了以前设备的缺陷，实现了更加高效便捷的应用方式。由于现在广泛应用到一系列的电力设备，在这个过程中变电站实现了自动化就体现出了巨大的优势，监控的工作变得更加轻松，收集到的数据更加准确，也减少了人工成本方面的消耗，大大节约了工作的时间和精力，同时也提高了工作的效率。工作人员不需要直接去接触到变电器等电力设备，降低了安全事故发生的可能，为工作人员提供了极为可靠的安全保障，还能够更加快捷地收集到所需要的设备数据。

2.5负荷装置自动化控制

机组负荷装置在电厂热工自动化控制系统中主要承担着对低负荷的自空化管控作用。智能控制应用于电力负荷控制装置中，有助于实现电力负荷装置对电厂各种设备单元组运行过程中的自动化监控。智能控制还赋予了负荷控制装置抗干扰的功能。通过在负荷装置上安装智能机器人，对设备的运行情况进行智能巡检。智能机器人所搭载的智能传感器、声呐传感器、光摄像仪、激光雷达导航传感器等，都具有自动检测的功能。当智能机器人自动监测到电厂设备负荷时，就会发出状态监测及智能检修提示，或发出故障预警。DCS智能控制系统的智能生产监管层就会将监测信息传输给智能控制层，由智能控制层向智能设备层发出优化指导的指令。智能设备层接收到优化指导后，发出智能巡检的指令，对设备的运行状态进行智能检查。DCS智能控制系统利用模糊控制+人工神经网络技术对设备运行参数进行自动化调整，从而提升负荷装置控制的精准性。

结论

随着各行业对于电力资源的质量和数量要求的不断提升，电厂对于发电可靠性、质量以及成本的要求也随着提升。电厂需要顺应时代要求，将电气综合自动化系统应用到电厂设备管理工作之中，不断对设备管理模式、设备元器件进行更新升级，在继电保护、设备监控、发电过程控制等方面寻求更多进步，为电厂发展提供更多助力。

参考文献：

[1]王伟.发电厂电气设备自动化技术的应用研究[J].河南建材，2018（06）.

[2]杨强，郝美君，郝建国.发电厂电气系统的现状与发展研究[J].山东工业技术，2019（06）.