高 亮，趙海軍，王大有，牛玉杰

（1.華能云南滇東能源有限責(zé)任公司，云南 曲靖 655508； 2.華能貴州清潔能源分公司，貴州 貴陽(yáng) 550081）

隨著我國(guó)小康社會(huì)的持續(xù)建成以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，我國(guó)人民對(duì)自然資源的需求也在逐漸提升?；鹆Πl(fā)電廠在其發(fā)電過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以提升工作效率和工作質(zhì)量，還能提升其整體管理水平和管理效能[1]。但就實(shí)際情況而言，我國(guó)火力發(fā)電廠在其實(shí)際工作過(guò)程中卻還存在一定問(wèn)題，因此結(jié)合電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用對(duì)其問(wèn)題提出相應(yīng)建議便是發(fā)電廠的當(dāng)務(wù)之急。

1 火力發(fā)電廠電氣工程自動(dòng)化概述

1.1 電氣工程自動(dòng)化含義

火力發(fā)電廠電氣工程自動(dòng)化是自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)“同發(fā)電”的總稱。電氣工程自動(dòng)化是以現(xiàn)代自動(dòng)控制理論、微機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)為基礎(chǔ)，把分散在各生產(chǎn)過(guò)程中的變量或?qū)ο蟀搭A(yù)定標(biāo)準(zhǔn)變換為預(yù)先給定的數(shù)字，再通過(guò)一定的運(yùn)算方式，使這些變量或?qū)ο筮_(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的一種自動(dòng)控制方法。電氣自動(dòng)化設(shè)備通常由火力發(fā)電自動(dòng)控制裝置和火力發(fā)電電氣設(shè)備組成，其以實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制為中心，通過(guò)對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或分析處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。與此同時(shí)，電氣工程自動(dòng)化還是指以自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，利用電氣工程技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠各設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的全面自動(dòng)化控制?？偠灾?，火力發(fā)電廠電氣工程自動(dòng)化通過(guò)自動(dòng)控制使電力系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，不僅能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率和可靠性，還可以通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)中各設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析處理，從而達(dá)到改善系統(tǒng)質(zhì)量以及提高運(yùn)行效率的要求。[2]

1.2 火力發(fā)電廠應(yīng)用自動(dòng)化電氣工程的重要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位也在不斷地提高，人民對(duì)于電力的需求也變得越來(lái)越多。火力發(fā)電廠所產(chǎn)生的電力資源作為人民生活中所不可缺少的能源，在火力發(fā)電廠中應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)便具有十分重要的意義。首先，我國(guó)應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)于火力發(fā)電廠有一定基礎(chǔ)。目前我國(guó)在火力發(fā)電廠中都應(yīng)用了較為多樣的自動(dòng)化發(fā)電技術(shù)，并且這些自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)各地區(qū)都得到了廣泛應(yīng)用。例如計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等，利用這些自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠促進(jìn)火力發(fā)電廠生產(chǎn)效率的提高，減少人工勞動(dòng)數(shù)量與工作量，還能降低相關(guān)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升其工作幸福感。另外，在火力發(fā)電廠中應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)還能有效提升火力發(fā)電廠設(shè)備故障處理能力以及生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定度。例如自動(dòng)報(bào)錯(cuò)技術(shù)、自動(dòng)更新技術(shù)等，這些技術(shù)的存在不僅能提升火力發(fā)電廠的穩(wěn)定性，還能提升工作人員的檢修效率以及檢修質(zhì)量。

2 火力發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)的作用及功能

2.1 提升發(fā)電廠成本

我國(guó)的火電行業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用，目前已經(jīng)有越來(lái)越多的火電廠自動(dòng)化技術(shù)投入運(yùn)行，但傳統(tǒng)火電廠在其發(fā)電過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量煙塵和有害氣體，以往在解決此問(wèn)題時(shí)往往是持以得過(guò)且過(guò)、不關(guān)己事的心態(tài)。為解決這一問(wèn)題并使其得到有效控制，火力發(fā)電廠必須采用自動(dòng)化技術(shù)以求降低運(yùn)行成本、減少環(huán)境污染等。以保證整個(gè)社會(huì)環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。由于傳統(tǒng)火電廠多采用人工控制方式，自動(dòng)化技術(shù)并不成熟。故而人工降塵減污的成本便額外高昂，且其效果也可能不盡人意，同時(shí)，隨著國(guó)家相關(guān)政策的不斷落實(shí)，還可能導(dǎo)致火電廠的排污成本逐漸提高。在這種情況下，要想有效控制生產(chǎn)成本，就必須要結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向及趨勢(shì)進(jìn)行深入研究。

2.2 提升發(fā)電廠工作效率

電力系統(tǒng)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，自動(dòng)化技術(shù)則是保障我國(guó)火力發(fā)電廠工作效率的重要方式。例如，我國(guó)大多數(shù)火電廠應(yīng)用了一種“自動(dòng)控制系統(tǒng)”（Automatic Control System，簡(jiǎn)稱ACS）技術(shù)，這是一種基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)，其在生產(chǎn)過(guò)程中起著至關(guān)重要、不可替代的作用。同時(shí)，ACS 技術(shù)也是從發(fā)電到運(yùn)行整個(gè)環(huán)節(jié)都需用到計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。為了保證火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行和可靠安全、降低成本、提高生產(chǎn)效率、保證質(zhì)量、減少污染，就需要對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行深入的研究。應(yīng)用ACS 技術(shù)不僅能提升工作人員對(duì)設(shè)備的管理效率和減少操作人員的數(shù)量以降低生產(chǎn)成本，還能提升發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行效率，降低其事故概率和風(fēng)險(xiǎn)概率，以促進(jìn)發(fā)電廠綜合效率提升。因此，這種技術(shù)也越來(lái)越多地受到電力企業(yè)的青睞和使用。[3]

2.3 促進(jìn)發(fā)電廠運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)代化

火電機(jī)組作為我國(guó)主要大型電網(wǎng)構(gòu)成部分，若其自動(dòng)化技術(shù)落后，則會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。因此以現(xiàn)代技術(shù)促進(jìn)發(fā)電廠的轉(zhuǎn)型升級(jí)便是發(fā)電廠當(dāng)前的重要任務(wù)。而自動(dòng)化技術(shù)則能利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳感器及其他自動(dòng)化裝置，對(duì)火電廠生產(chǎn)過(guò)程中所發(fā)生的各種事故數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，并通過(guò)適當(dāng)處理，將數(shù)據(jù)、模型等輸出至控制或監(jiān)視系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。

總的來(lái)說(shuō)，在火電廠生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以提高火電廠生產(chǎn)效率和設(shè)備管理水平，還能提升其自動(dòng)化程度。并且隨著火電廠自動(dòng)化技術(shù)逐漸成熟，未來(lái)其必將在我國(guó)電力市場(chǎng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

3 實(shí)操闡述

3.1 控制面板

一般來(lái)說(shuō)，GTSI 系列的UPS 都會(huì)有LCD 顯示器、LED 指示和輕觸式鍵盤面板。通過(guò)這個(gè)控制面板，工作人員可以對(duì)UPS 進(jìn)行有效的管理，有關(guān)UPS 的信息、告警和故障狀況都會(huì)在控制面板上的LCD 顯示器或LED 上指示。同時(shí)，控制面板上還會(huì)有ONOFFUPS、BATTTEST、B/PINV、ALARMOFF 等功能按鈕。

3.2 功能按鈕

1.ON/OFFUPS 的開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)。當(dāng)UPS 在關(guān)機(jī)狀態(tài)（UPSOFF）時(shí)，按ON/OFF 一次可以啟動(dòng)UPS 并顯示啟動(dòng)過(guò)程的自檢結(jié)果。當(dāng)UPS 在開(kāi)機(jī)狀態(tài)（UPSON）時(shí)，連按ON/OFF 兩次可以關(guān)閉UPS。

2.BATTTEST 電池檢測(cè)。按BATTTEST 按鈕可以手動(dòng)觸發(fā)一次電池檢測(cè)程序。UPS 同時(shí)也具備自動(dòng)的電池檢測(cè)功能以檢測(cè)電池柜與UPS 連接的情況，在如下情況時(shí)UPS 會(huì)自動(dòng)進(jìn)行電池檢測(cè)：第一，啟動(dòng)UPS 時(shí)；第二，逆變器累積連續(xù)運(yùn)行200 小時(shí)時(shí)；第三，電池開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后將其重新連接好時(shí)。

3.B/PINV 旁路與逆變器的切換。當(dāng)UPS 工作在逆變模式，連按B/PINV 按鈕兩次可以使輸出轉(zhuǎn)為旁路供電模式。系統(tǒng)對(duì)此操作命令會(huì)要求再次確認(rèn)，在大約2秒鐘內(nèi)再按一次B/PINV按鈕，表示確認(rèn)選擇轉(zhuǎn)旁路操作。當(dāng)UPS 工作在旁路模式，按B/PINV 按鈕一次可以手動(dòng)將UPS 退出旁路模式并將輸出轉(zhuǎn)為逆變器供電模式。

4.ALARMOFF 聲音報(bào)警關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而觸發(fā)聲音報(bào)警時(shí)，按ALARMOFF 按鍵可以消音。當(dāng)再次發(fā)生別的故障時(shí)，聲音報(bào)警會(huì)恢復(fù)。

4 火力發(fā)電廠工程自動(dòng)化應(yīng)用策略

4.1 對(duì)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行優(yōu)化

傳統(tǒng)火力發(fā)電廠進(jìn)行數(shù)據(jù)采集方式主要有兩種，即采用遠(yuǎn)傳儀表和無(wú)線傳感器兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，但就現(xiàn)在看來(lái)，這兩種數(shù)據(jù)采集方式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中卻存在很大的局限性。二者都只能采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不能獲得非現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)，并且在收集和整理這些非現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備測(cè)量過(guò)程中還存在很大的“安全隱患”和“丟失風(fēng)險(xiǎn)”。就數(shù)據(jù)處理而言，傳統(tǒng)火力發(fā)電廠在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)還存在較多問(wèn)題。例如傳統(tǒng)方式不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展需求、不能滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性差、效率低、能耗高。這些缺陷不僅限制了我國(guó)火力發(fā)電廠的發(fā)展，更限制了我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展對(duì)電力能源使用和供電可靠性要求越來(lái)越高，火力發(fā)電廠利用工程自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，其數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理的方式也發(fā)生了較大變化。

首先，火力發(fā)電廠工程自動(dòng)化技術(shù)在使用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的采集面以及采集準(zhǔn)確性較優(yōu)。例如，現(xiàn)代火力發(fā)電廠工程自動(dòng)化技術(shù)能對(duì)采集到的設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)備故障情況等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以此提高設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，同時(shí)，其還能對(duì)機(jī)組設(shè)備健康狀況及運(yùn)行狀況進(jìn)行診斷。再例如，現(xiàn)代火力發(fā)電廠還能通過(guò)采集和處理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力能源行業(yè)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況的有效監(jiān)測(cè)與分析。

其次，就數(shù)據(jù)處理方面，火電廠利用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法也較為先進(jìn)。就故障信息處理而言，火電廠能在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，并能在分析出故障信息的第一時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)故障報(bào)警。

最后，工程自動(dòng)化技術(shù)還可以實(shí)時(shí)獲取機(jī)組設(shè)備及控制狀態(tài)信息（電壓、電流、有功、無(wú)功），并對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)處理，從而促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升。

4.2 “人、機(jī)”交替管理

隨著計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的快速發(fā)展，工程自動(dòng)化技術(shù)得到了很大的進(jìn)步與提升，并在火力發(fā)電廠設(shè)備管理中起到了很好的作用[4]。然而許多研究人員在分析、總結(jié)工程自動(dòng)化管理方式時(shí)都會(huì)發(fā)現(xiàn)一些共同問(wèn)題，即為在對(duì)某一特定設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，往往是“人工為主、監(jiān)控為輔”，這就可能造成設(shè)備管理中“人機(jī)”交替管理問(wèn)題突出。為了更好地發(fā)揮“人機(jī)作用”，火電廠在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)將“人機(jī)”交替管理工作與設(shè)備管理結(jié)合起來(lái)，做到人機(jī)相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)和共同發(fā)展。所謂“人機(jī)”交替管理方法就是把設(shè)備管理分成四個(gè)部分分別進(jìn)行。

首先是硬件方面。如對(duì)自動(dòng)化設(shè)備硬件的維護(hù)、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)通訊的維護(hù)等。

其次是軟件方面。如對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類和編號(hào)、編寫并建立對(duì)應(yīng)文件夾；然后是根據(jù)需要配置硬、軟件來(lái)完成相應(yīng)任務(wù)。

最后就是人。人包括了對(duì)系統(tǒng)整體維護(hù)與監(jiān)督、對(duì)系統(tǒng)硬件故障時(shí)進(jìn)行及時(shí)地處理等工作。在這四個(gè)部分中每個(gè)部分都需要采用一定方法、技術(shù)和措施去保證其落實(shí)，這樣才能保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，并且發(fā)揮最大功效。

4.3 全通信控制

當(dāng)前火力發(fā)電廠工程自動(dòng)化控制過(guò)程中多使用傳統(tǒng)通信，但傳統(tǒng)通信并不能夠滿足當(dāng)下現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展需求，因此需要對(duì)其進(jìn)行全面改進(jìn)與完善。對(duì)火電廠通信控制進(jìn)行深入研究分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)火力發(fā)電廠在自動(dòng)化控制過(guò)程當(dāng)中運(yùn)用到了自動(dòng)化控制、全通信控制以及多點(diǎn)集中控制等多種先進(jìn)技術(shù)，這些技術(shù)的綜合應(yīng)用可以有效提高火力發(fā)電廠工程現(xiàn)代化管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，但部分火電廠在對(duì)此技術(shù)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí)，并不能發(fā)揮其最大功效，因此火電廠應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身運(yùn)行情況對(duì)自身通信控制進(jìn)行“復(fù)盤”，幫助自身發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)其做出改善。

除此之外，根據(jù)不同時(shí)期的工作重點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)來(lái)不斷調(diào)整廠內(nèi)相關(guān)管理體系和信息處理系統(tǒng)、設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，也能確?；鹆Πl(fā)電廠實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理和現(xiàn)代化建設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人民對(duì)生活需求的供給單位提出了更高要求，對(duì)能源的需求也在不斷增加?；鹆Πl(fā)電廠作為我國(guó)主要供應(yīng)能源之一，其在維持社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定等方面發(fā)揮的作用十分顯著。傳統(tǒng)火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過(guò)程中存在許多問(wèn)題，因而使用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于火力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)十分重要，其不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能夠有效提高火力發(fā)電廠的安全運(yùn)行。因此，我國(guó)火電廠應(yīng)當(dāng)大力引入先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，以提高發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行效率、降低成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的全面監(jiān)控。