电气控制系统在大型火力发电厂中的实现模式

杨辉勇

摘 要：随着新一轮大型火力发电厂如火如荼的开展建设，迫切需要电力体制的改革，来应对时代发展需求，发电厂的电气控制系统成为人们的关注焦点，文章从大型火电厂电气控制的范围和功能出发，重点剖析四种火电厂电气控制系统的实现模式，继而对其发展趋势进行分析，旨在为工程设计和改造提供一些理论依据和经验。

关键词：大型火电厂；电气控制系统；实现模式

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0089-02

电源建设再一次引起社会的广泛关注，这与大型火力发电厂雨后春笋的建设是分不开的。火力发电厂新一轮大刀阔斧的改革陆续开展，引进最先进的技术设备、自动化管理模式，大大增加了行业内部的竞争力。与此同时，信息化数字化时代的来临，为电厂自动化和电气架起了一座桥梁，两者相互融合，成为社会关注的焦点问题。

1 大型火电厂电气控制系统的范围与功能

大型火电厂新一轮的建设开展，如雨后春笋一般，在日新月异的信息化时代，如果不与时俱进，将会被这个时代所抛弃。而电气控制系统，顺应了一体化控制自动化控制的发展，丰富了自身功能。了解电气控制系统的范围及其主要功能，才能促进现代工程实践的发展，顺应自动化专业的发展。

1.1 大型火电厂电气控制系统的范围

在火电厂自动化的大背景下，电气控制系统（ECS）主要包括厂用电系统、网控系统与机组控制三大范围，了解每个部分的功能才能更好的发展电力建设事业。其中用电系统，分为高低压厂用电源系统、380 VPC和MCC、6 kV和380 V电动机。网控系统，功能强大，可以达成升压站的监控，实现自动发电、电压控制的功能接口。

1.2 大型火电厂电气控制系统的功能

电气控制系统字母简称为ECS，它拥有不可取代的功能和地位，有效配合相关系统的工作，比如集散控制系统（DCS）和监控信息系统（SIS）等，同时可以实现电气监控管理，保护火电厂的发动机和电源，对于系统进行故障诊断以及状态分析。除此之外，ECS可以发挥很多电气高级的应用功能，如设备管理，提供及时真实的电气信息，全面细致的故障检测诊断等。因此，合理运行电气控制系统，将会进一步推动电源建设的发展，提高火电厂自动化的技术水平，顺应信息化数字化时代的要求。

2 大型火电厂电气控制系统的四种实现模式

火电厂自动化与电气不断融合，产生了四种实现模式，其中包括传统实现方式、DAS方式的实现模式、保留关键硬接线的FECS方式和完全采用通信方式的FECS模式，每个模式都有其特殊性能和特点，应用方式也是不尽相同的。

2.1 ECS的传统实现方式

这种方式是由集散控制系统（DCS）设置单独的电气控制器（DPU），经过I/O模件从而实现对于电气部分的采集和控制。这种模式下的电气控制系统，具有其独有的特点，如由于需要采用大量变送器以及电缆，因此成本非常高，投资大；无法获取电气保护动作和系统运行状态信息，因此不能实现保护管理；集散控制系统与保护装置没有关系。

随着科技的进步，该方式加入了电气监控，进一步扩大了模式功能，实现了热工与电气的结合，是初步一体化控制的雏形，为集散控制系统纳入其余系统提供了支持，有利于整体电气自动化性能的提高。

2.2 DAS方式的ECS实现模式

这种方式的命名，主要是由于电气控制系统为集散控制系统提供电气输入和输出的信息，很大程度上豐富了集散控制系统的电气信息采集，在这其中通信管理机起到了桥梁作用，它担当了工程师的角色，并且又大大保护了信息的安全采集。电气控制系统是数据采集的子系统，起到信息传输的功能。

该模式作为DCS的初级阶段，具有很多特点，如ECS担当工程师的角色，它的信息仅用于显示和存储，输向集散控制系统，不参与该系统的连锁与控制；技术方面容易实现，对于DCS只提供电气部分的信息，并不产生实质性影响；DCS保留原先的硬接线方式，变送器数量减少，信息更加丰富。目前该模式中的DCS与ECS并没有实现有效的协同控制，万众期盼的一体化也没有达成，仍然分别维持着自动化系统的角色以及监控系统的角色。

2.3 保留关键硬接线的FECS方式

在第二种模式中，没有有实现对电气部分信息的有效合理利用，而FECS就解决了这一难题，它主要通过现场总线，依照电厂工艺环节，经过电缆硬接线形成的电气控制系统。这种模式具有实际可操作性，而且是十分有效的。该种模式拥有十分完整的FECS监控主站系统，其配置包括通信网关、WEB服务器、服务器等，分管不同的区域板块，其中操作员站可以安置到系统控制中心的主控室。

这种模式的特点与第二种大不相同，它实现了FECS与电气控制系统的协同控制和一体化，并且让FECS的I/O直接参与电气控制系统的连锁，该种模式可以满足牢靠且大容量的自动化控制，大大节约了电缆器、模件、变送器等物品，成本较低；同时该种模式可以实现设备管理，进行逻辑控制和五防的性能。

2.4 完全采用通信方式的FECS模式

不同于第三种模式，随着工程经验的不断积累，FECS模式也与时俱进，大大增加了通信的可靠性，同时完全采用通信方式的FECS模式，大大减少了电缆的使用，满足了大型规格控制系统的需求，扩大了应用领域。该模式具有投资小的特点，最大限度实现了DCS和ECS协同控制，优化了系统的效果，实现了一体化控制的目标。

3 大型火电厂电气控制系统的发展趋势

作为技术高度密集型的企业，先进的技术支持是火电厂发展的动力源泉。电气控制系统在大型火力发电厂的运用发展历经了近半个世纪，从简单分散发展到微机控制，展现了ECS与信息技术的不断融合，也是社会发展的必然趋势。ECS的运用不但减轻了工作人员的劳动量和劳动强度，而且还为火电厂的运行管理增添一份保障，提高火电厂在电力建设事业的竞争力和实力。

3.1 微机控制的必然性

在火电厂实际操作过程中，强电控制充分保障了工作人员的人身安全，而且其操作方法简单易上手，因此大型火电厂都采用此种控制方式。然而，随着微机自动化技术的不断成熟完善，并且获得了可观的工程运行经验，火电厂与时俱进采用微机控制系统，在保障自动化的前提下，还为炉机电单元的统一创建了绝佳的环境，实现了电气自动化的目标。因此，微机控制有其历史必然性，符合时代发展的要求，与时俱进的顺应当代科技的发展。

3.2 制造商可观的市场前景

随着经济的快速发展，火电厂作为电源建设的重要组成部分，不断引进最先进的科学技术，加快行业调整改革，其电气控制系统也更加安全可靠。在日新月异的市场经济时代，大型火电厂的电气控制系统不断发展，其制造商将会拥有很好的市场前景，只要把握好机遇，不断积累经验，引进最先进的技术，生产出业内公认的可靠产品，就会树立起良好的社会形象，促进电力行业自动化发展的步伐，推动行业整体技术水平的不断提高。

4 结 语

在信息化的时代，每个行业都需要与时俱进，勇于创新，电力建设行业也是如此。如今，大型火力发电厂自动化要求不断增加，其中电气控制系统是其不可或缺的组成部分，其发展经历了以上四种模式，并且日益完善，有助于实现信息的融合以及有效的协调控制，同时节省了大量资金成本，丰富了应用功能，反过来又促进了火电厂自动化水平的不断提高。

参考文献：

[1] 王晓红.大型火力发电厂电气控制系统的实现模式[J].黑龙江科技信息，2012，（8）.

[2] 王秋梅.火力发电厂基于现场总线的电气控制系统方案探讨[J].科技广场，2012，（1）.

[3] 管宏宇，郝庆久，赵金英，等.论火力发电厂电气控制系统的发展趋势[J].中国新技术新产品，2011，（10）.

[4] 邓安付.火力发电厂电气二次系统的现状及发展分析[J].中国高新技术企业，2013，（2）.

[5] 王洪鹤.火力发电厂电气控制系统浅探[J].科技资讯，2013，（5）.