申正佳

黑龍江省計(jì)算中心

論大型火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式

申正佳

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電力在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了不可替代的角色，近年來(lái)，為了滿(mǎn)足各行業(yè)用電需要和保證發(fā)電質(zhì)量，國(guó)家增加資金投入幫助火力發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行設(shè)備革新，基本上實(shí)現(xiàn)了火力發(fā)電廠(chǎng)的電氣化控制。文章首先概述了電氣控制系統(tǒng)在活力發(fā)電廠(chǎng)中的主要功能，隨后列舉了集中電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式，最后就幾種模式之間的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了簡(jiǎn)單比較。

火力發(fā)電廠(chǎng)；電氣控制；實(shí)現(xiàn)模式；比較分析

一、火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制的主要功能

在電氣系統(tǒng)實(shí)際的使用過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的控制工作，在控制的過(guò)程中，需要結(jié)合以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。第一是網(wǎng)控系統(tǒng)，第二是機(jī)組控制，第三是廠(chǎng)用電系統(tǒng)控制。在控制過(guò)程中，應(yīng)該促進(jìn)三者的有效結(jié)合，促進(jìn)用電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)使用過(guò)程中，需要借助ECS控制系統(tǒng)，對(duì)電力運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，為電氣系統(tǒng)的有效運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)。同時(shí)，在對(duì)電氣系統(tǒng)監(jiān)控過(guò)程中，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)化的操作過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的有效控制，能夠起到良好的效果，促進(jìn)發(fā)電廠(chǎng)的健康發(fā)展。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的有效控制，必須要借助相應(yīng)的裝置，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的有效傳輸，在對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行包裝的過(guò)程中，需要對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的處理，實(shí)現(xiàn)集成的目的。

二、火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式

1、傳統(tǒng)的ECS實(shí)現(xiàn)方式

傳統(tǒng)的ECS控制系統(tǒng)，主要利用內(nèi)部控制器來(lái)完成對(duì)火電廠(chǎng)各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的管理和控制。由于該種模式的電氣控制系統(tǒng)只有一個(gè)中央主機(jī)，因此整個(gè)火電廠(chǎng)的所有運(yùn)行數(shù)據(jù)都必須有中央主機(jī)進(jìn)行分析和處理。該種控制模式的優(yōu)點(diǎn)在于處理渠道相對(duì)單一，保證了數(shù)據(jù)處理結(jié)果的唯一性，在后期系統(tǒng)控制指令下達(dá)的過(guò)程中，能夠有效避免指令不一、控制混亂等問(wèn)題。隨著火力發(fā)電廠(chǎng)電氣自動(dòng)化程度的不斷提高，需要進(jìn)行電氣控制的操作系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)，這種傳統(tǒng)的控制模式顯然不能適應(yīng)火電廠(chǎng)的發(fā)展需要，單一性的指令操作必然會(huì)制約系統(tǒng)運(yùn)行效率。

2、DAC方式的ECS實(shí)現(xiàn)模式

為了滿(mǎn)足火力發(fā)電廠(chǎng)多元化控制系統(tǒng)的運(yùn)行安全，在傳統(tǒng)的ECS實(shí)現(xiàn)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合DAC處理方式，不僅極大的豐富了該處理模式的內(nèi)部功能，而且顯著提高了火電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的安全性。該種模式主要采用以太網(wǎng)方式連接，對(duì)于入網(wǎng)的數(shù)據(jù)要求程度較為嚴(yán)格，在采用該種模式進(jìn)行火電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)控制時(shí)，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，確保系統(tǒng)內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性，從而縮小系統(tǒng)控制中的誤差范圍。需要注意的是，由于本模式采用的以太網(wǎng)方式連接，雖然能夠保證多串口之間同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，但是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾氏鄬?duì)較慢。針對(duì)這種情況，可以通過(guò)增加串口的方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分流，從而提高了單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率。

3、保留關(guān)鍵硬接線(xiàn)的FECS方式

傳統(tǒng)的ECS實(shí)現(xiàn)方式和DAC方式的ECS實(shí)現(xiàn)模式雖然能夠保證單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸速率，但是缺乏數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)，因此整個(gè)火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)行安全存在較高的隱患。保留關(guān)鍵硬接線(xiàn)的FECS方式，將ECS的I/O口信息從DCS控制器的DPU層接入到DCS層，通過(guò)這種雙重檢測(cè)模式，可以有效防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中存在的安全隱患。事實(shí)上，保留關(guān)鍵硬接線(xiàn)的FECS方式不僅能夠確保數(shù)據(jù)安全，而且能夠?qū)崿F(xiàn)控制信息的收集、計(jì)算和控制工作。在FECS的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)控制火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的外部輸出總線(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)支線(xiàn)路的數(shù)據(jù)控制。同時(shí)，該種電氣控制模式采用雙向?qū)Ь€(xiàn)制，在從中央計(jì)算機(jī)發(fā)送指令的同時(shí)，也能夠接受其他模塊反饋來(lái)的操作信號(hào)，確保控制功能的實(shí)現(xiàn)。

4、采用完全通信方式的FECS模式

上述FECS之所以保留硬接線(xiàn)，其根本原因在于傳統(tǒng)火力發(fā)電廠(chǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)程度不足，數(shù)據(jù)的分類(lèi)、整理程度達(dá)不到安全要求。隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)大型火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制技術(shù)的不斷革新，以及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)/工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使得火力發(fā)電廠(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)得以完善，為采用完全通信方式的FECS模式提供了便利條件。這種系統(tǒng)控制模式的優(yōu)勢(shì)在于：一是摒棄了傳統(tǒng)的系統(tǒng)硬接線(xiàn)，轉(zhuǎn)而用無(wú)線(xiàn)感應(yīng)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，消除了硬接線(xiàn)后期損壞和老化的影響；二是從原來(lái)的雙端通信向多端通信轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)傳輸不再受線(xiàn)路的影響，極大的提高了數(shù)據(jù)傳輸速率；三是設(shè)置有重發(fā)機(jī)制的通信協(xié)議，一旦控制指令不能及時(shí)到達(dá)電氣操作終端，系統(tǒng)自動(dòng)重發(fā)信息，提高了電氣系統(tǒng)的控制效率。

三、幾種ECS模式的比較分析

電廠(chǎng)自動(dòng)化在使用過(guò)程中，需要堅(jiān)持ECS和DCS一體化協(xié)同控制原則，在使用過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的認(rèn)識(shí)程度，在知識(shí)產(chǎn)權(quán)電氣自動(dòng)化數(shù)量逐年上漲的趨勢(shì)下，影響了電氣自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，不能將電氣控制作為DCS的子系統(tǒng)控制，需要融入到電氣專(zhuān)業(yè)和熱工控制系統(tǒng)內(nèi)部。由于DCS處于應(yīng)用的初級(jí)階段，還有很大提升的空間。DAS的發(fā)展建立在ECS的基礎(chǔ)之上，在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。在使用過(guò)程中主要是將電氣信息傳入到DCS控制器中來(lái)實(shí)現(xiàn)的，能夠在提升整體水平的基礎(chǔ)上，節(jié)省了對(duì)各項(xiàng)設(shè)備的投資。增強(qiáng)對(duì)信息下放和功能分布上的提高，節(jié)省了大量的投資資金，對(duì)信息流的組織和控制有了更高的要求。在具體選用某同通信方式時(shí)，必須要結(jié)合火力發(fā)電廠(chǎng)自身的實(shí)際情況，確保所選用的ECS模式能夠?yàn)樘嵘髽I(yè)工作效率而服務(wù)。

結(jié)語(yǔ)

大型火力發(fā)電廠(chǎng)逐步向電氣自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，一方面能夠?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更為充足的動(dòng)力支持，另一方面也保證了供電質(zhì)量和用電安全。從發(fā)電廠(chǎng)角度來(lái)看，目前可供選擇的電氣控制系統(tǒng)模式種類(lèi)相對(duì)豐富，在具體選擇控制模式時(shí)，必須要結(jié)合發(fā)電廠(chǎng)的工作實(shí)際，確保所選電氣控制系統(tǒng)能夠在保證正常發(fā)電的情況下，優(yōu)化控制成本，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

［1］郭大朋，李齊安.大型火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)備檢修工程標(biāo)準(zhǔn)化管理策略研究［J］.大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（07）：131-133.

［2］王詩(shī)然，倪偉云.發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（21）：164-165.

［3］劉效武，劉建平.新形勢(shì)下電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（17）：111-113.