数字化电厂电气控制技术与应用探讨

李聚雪

摘 要：现代社会生产需要大量的电力能源提供支持，所以火力发电机组的运行要更加稳定，数字化电厂要研究水平更高的电气控制技术，才能对发电运行机组产生积极的影响。现阶段的火力发电机组与以往的火力发电力有所不同，随着运行需求的增加，机组的维护工作的难度更大，所以技术人员要加强数字化的电气控制术，才能进一步开展有效的控制管理工作。本文从数字化电厂电气控制系统的工作原理进行分析，研究了具体的发变组控制系统的应用。

关键词：数字化 电厂 电气控制技术

Discussion on Electric Control Technology and Application of Digital Power Plant

Li Juxue

Abstract：The production of modern society requires a large amount of electric energy to provide support， so the operation of thermal power generating units must be more stable， and digital power plants must study higher-level electrical control technologies to have a positive impact on generating units. The current thermal power generation unit is different from the previous thermal power generation. With the increase in operating demand， the maintenance of the unit is more difficult. Therefore， the technicians must strengthen the digital electrical control technology to further develop effective control management work. This article analyzes the working principle of the digital power plant electrical control system， and studies the application of the specific generator-transformer group control system.

Key words：digitalization， power plant， electrical control technology

1 引言

现代数字化电厂中火力发电机组的数量越来越多，要维持大量的火电发电机组的正常运行，就需要数字化电厂有效的开展电气控制工作，电厂方面要投入较大的经历，对其运行状态加以监督，扩大成本的投入，加强对数字化电气设备的整体控制，提升实际技術应用的力度，就可以统一管理火力发电机组。数字化电厂的集中控制程度更高，为满足社会各界用电的需求，数字化电厂会更加注重对控制系统的建设，所以技术人员要先从研究火力发电机组的控制系统出发，做好系统控制的理论研究工作，再结合实践探索其应用之路。

2 数字化电厂电力控制系统的工作原理

2.1 过程层

电力控制系统中的过程层是进过一次设备与二次设备的结合，在智能电气设备中承担着人工智能的服务任务，并在实际运营的过程中，对变压器单元中的相关信息做出具体的分析，包括电流量及电压量，在共同的作用下会将信号发送给处理层，由处理层对开关信息的总量加以研究，转换电流、电压等开关信号。在完成上述的全部信息以后，变电站中的电磁式感应合并器就已经产生了光信号，而这一光信号的转换质量与技术水平是密切相关的，设备的运行状态也会受到互感器和二次侧电压气量的直接影响，所形成的数字信号会作为信息上传至电流互感器和电压互感器中，作为直接的信息支持[1]。

2.2 间隔层

在数字化电厂中，电气设备控制系统对整体的设备系统保持着质量方面的维护状态，间隔层的作用在于保护系统的线路、母线及变压器等重要的设备，会将系统运行过程中的一些电压、电流的数字信号传输至系统之中，并在做出逻辑运算之后，将相关信号发送至隔离层装置之中，隔离层中的数据在测量时，通过这些数据就能够反映出真实的运行状态。电气控制设备中的智能终端会直接反映出设备运行过程中存在的故障问题，自动的完成跳闸的操作，如果技术人员要降低设备故障对整体系统的影响，就需要通过火力发电机组设备利用间隔层的方式，实现整体的保护功效。

2.3 站控层

在电厂的电力控制系统中，站控层是火力发电机组中对设备的调控装置，可以维系发电机组中各类设备的协同作用，确保火力发电机组状态的基础上，最大化的提升系统的法典效率，为电力企业扩大运营的经济总值。技术人员在应用技术的过程中，对间隔层设备的维护有助于信息的实时传送，使相关信息可以全面、快速的传递到以太网之中，则系统内部的相关设备运行状态就可以直接从信息中反映出来，便于技术人员的集中调度与控制，中央的变电站监控系统向站控层发出运行指令，与控制装置及其他装置进行有效的沟通，就能够进一步的为远程控制奠定良好的基础[2]。

3 数字化电厂电力控制系统的发变组系统与厂用电控制系统

3.1 发变组控制系统

3.1.1 发变组保护装置

在发变组保护装置的主变高压侧的合并单元中，技术人员采用主线与电流、电压串连的形式组成用电单元，单元中的电流合并是通过点与点连接的形式完成的保护操作，而电压合并则需要将母线的电压合并单元连接相关保护装置。在主变高压侧及中性点的电流接入方式中，技术人员依然采用电流合并单元的形式，并联接入线路中，发电机内部的中性点电流接入方式则依然采用点与点之间的连接，仅有电压是通过机端电压连接保护装置形成合并单元的。

3.1.2 智能励磁系统

数字化电厂中对电气系统的控制是通过数字化励磁调节器实现的，技术人员在分析数字化励磁调节器的结构及分布状态时可以看出，励磁调机器主要分布在整体系统的间隔层与过程层中，为保证这两方面系统的正常运用，技术人员会在间隔层中设置两套励磁调节器，那么一旦某一阶段出现故障时，另一台励磁调节器也可以做好保护工作，维持火力发电机组的正常运行和正常发电，一台励磁调节器可以起到良好的保障作用。过程层中使用的励磁调节器的运行性能会存在一定的差异及运行需求发面的不同，技术人员要设置带有智能功能的设备，保障电气回路的统一性，过程层中励磁调节器产生的回路功率应该被收集起来，经过励磁调节器的接口，将其转化为智能的信息输送到中心控制系统中，而该设备运行中所产生的电流及数字信息等，会经过网络接收机反馈到主机系统中，完成对应的数据操作，如现代比较先进的非线性鲁棒控制技术，就可以应用时钟校对功能，配合通讯功能智能化的收集运行中的数据，并在系统监控的作用下，维护数字化电厂火力发电机组的安全运行[3]。

3.1.3 自动准同期

数字化电厂的电力系统中包含自动准同期并网的操作，相关设备是围绕自动准同期建设的装置，可以通过控制火力发电机组完成调速和调压，而且是在自动的状态下完成所有的操作，可以将频差和压差调整至客观条件需要的状态，所以被称之为“准同期”。自动准同期并网能够促使火电系统的安全运行，减少并网过程中出现的安全风险，具体的装置可以参考图示1，图示中简要的列举了自动准同期并网的过程。

3.1.4 快速切换

火力发电机组中的快速切换指代的是快切冷备技术，技术人员可以利用电气控制系统采集火力发电机组在运行过程中采集的启备变压器等设备中的数据，并在未闭合变高压侧的状态下，顺利切换数字化电厂应用的电源，可以为电厂节省大量的损耗开支，启备变热设备必然会对设备产生一定的损耗，而快速切换的技术则能够解决这一问题。技术人员也可以在系统中通过发布指令到AVC装置中，经过数字化系统中的励磁装置，可以对整体系统的运行电压做出调节，或者应用AGC装置，将信息发送至DCS系统中，也能夠进一步的调整系统运行的负荷[4]。

3.2 厂用电的控制系统

数字化电厂的常用控制系统包括高压段、低压段等部分，还有不同电压的电机及变压器等设备以及电气二次控制系统中的相关保护装置，被称之为DCS的标准控制系统，符合国际电厂的标准，可以与网络技术相结合，向DCS系统中发送相关装置的信息，其保护功能可以通过数字化电厂电气控制系统中的保护装置来实现，在厂用电的控制系统中发挥良好的保护作用[5]。数字化电厂的常用电气控制系统是将保护技术作为核心，以信息反馈作为关键，通过信息的传递完成指令的下达，即中心系统向下级发送相关指令，就可以提升火力发电机组的自我控制程度。

4 结语

在现代数字化电厂的运行过程中，应用电气控制技术要从提升火力发电机组的运行状态入手，合理的保持该系统运行的稳定性，降低故障发生的几率，对其运行的功率提出保障，就可以建立起高水平的智能控制终端，为电气控制技术所服务，合理的调控发电机组中的各类设备的运行状况，在保证安全运行的基础上，扩大电力生产所创造的经济效益，可以增强电厂的运行质量，而且数字化电厂电气控制系统的覆盖程度更高，能够满足大量电力系统中用电设备的实际需求。

参考文献：

[1]胡林海.数字化电厂电气控制技术与应用分析[J].设备管理与维修，2018（11）：111-113.

[2]郝运香.数字化电气监控管理系统的研究[J].山东工业技术，2015（14）：107.

[3]刘长军.小议数字化电气监控管理体系的构建[J].黑龙江科技信息，2011（08）：31.

[4]陆杰锋，徐燕娟.现场总线技术在火力发电厂电气控制系统中的应用研究[J].电子世界，2019，No.560（02）：176-177.

[5]吕佳炜，刘钰哲.PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的运用[J].信息周刊，2020，000（012）：P.1-1.