浅析电气自动化技术在火力发电厂的应用

付园园

（华电国际十里泉发电厂 山东省枣庄市 277103）

浅析电气自动化技术在火力发电厂的应用

付园园

（华电国际十里泉发电厂 山东省枣庄市 277103）

火力发电中电气自动化系统简称为ECS，它是近几年火力发电厂的研究热点之一，主要是倾向于将自动化监控技术运用到火力发电厂的生产钟来。现在电气自动化技术已经被火力发电系统所广泛使用，借助信息和网络技术，充分发挥了发电厂的自动化技术的作用，提高了发电系统的安全性和可靠性。

火力发电；自动化技术；安全可靠性

1 电气自动化技术发展概述

1.1 电气自动化技术发展现状

电力是一种非常方便的能量转移方式，它已经适应了巨大的、越来越多的用途。虽然电气化带来了它自己的危险，替换气体照明的明火大大减少了家庭和工厂内的火灾危险。许多城市建立了公共事业，目标是新兴的电气照明市场。在灯丝灯泡中采用的电阻焦耳加热效应在电加热中也可以更直接地使用。虽然这是通用的和可控的，但可以看作是浪费的，因为大多数发电已经需要在发电站产生热量。一些国家，如丹麦，已经颁布了限制或禁止在新建筑中使用电阻电加热的立法。然而，电力仍然是用于加热和制冷的高度实用的能量源，空调/热泵代表了用于加热和冷却的电力需求的增长部门。电磁效应最明显地用于电动机中，这提供了清洁和有效的动力装置，诸如绞盘的固定电动机容易提供有电力供应，但是随着其应用而移动的电动机，例如电动车辆，必须携带诸如电池的电源，或者从电池收集电流诸如缩放仪的滑动接触。电子器件利用晶体管，也许是20世纪最重要的发明之一，并且是所有现代电路的基本构件。现代集成电路可以在仅仅几平方厘米的区域中包含数十亿个小型化晶体管。电力也用于燃料公共交通，包括电动公共汽车和火车。

1.2 电气自动化技术要点

电气自动化技术主要体现在控制上，包括开环控制和闭环（反馈）控制。在开环控制中，控制器的控制动作与“过程输出”（或“受控过程变量”）无关。一个很好的例子是只由定时器控制的中央加热锅炉，使得热量施加恒定时间，而不管建筑物的温度如何，控制动作是锅炉的开/关，过程输出是建筑温度。在闭环控制中，控制器的控制动作取决于过程输出。在锅炉类比的情况下，这将包括恒温器以监测建筑物温度，并且由此反馈信号以确保控制器将建筑物维持在恒温器上设置的温度。因此，闭环控制器具有反馈回路，其确保控制器施加控制动作以给出与“参考输入”或“设定点”相同的过程输出。为此，闭环控制器也被称为反馈控制器。根据英国标准协会的闭环控制系统的定义是具有监控反馈的控制系统，作为该反馈的结果形成的偏差信号用于以这样的方式控制最终控制元件的动作：倾向于将偏差减小到零。同样，反馈控制系统是一种趋向于通过比较这些变量的函数并使用该差作为控制手段来保持一个系统变量与另一个系统变量的规定关系的系统。革命化制造，飞机，通信和其他行业的先进型自动化是反馈控制，其通常是连续的，并且涉及使用传感器进行测量并进行计算调整以将测量变量保持在设定范围内，闭环自动化的理论基础是控制理论。

2 电气自动化技术在火力发电厂的应用

2.1 火力发电厂电力系统结构

火力发电站是其中热能被转换为电力的发电厂，在世界上的大多数地方，涡轮机是火力驱动的。水被加热，变成火力并且旋转驱动发电机的火力涡轮机。在其通过涡轮机之后，火力在冷凝器中冷凝并且再循环到其被加热的地方；这被称为兰金循环。火力发电站设计的最大变化是由于不同的热源，化石燃料在这里占主导地位，尽管还使用核热能和太阳能热能。某些火力发电厂还被设计为产生用于工业目的的热能，以用于区域供热或水的脱盐，以及产生电力。

2.2 火力发电厂的电网优化策略

商业电力公用电站通常大规模构建并且设计用于连续操作。几乎所有的电力发电厂都使用三相发电机来产生频率为50Hz或60Hz的交流电（AC）电力。大公司或机构可能有自己的发电厂为他们的设施供热或供电，特别是如果火力用于其他目的，火力驱动的发电厂已被用于驱动大多数船舶在20世纪大多数直到最近。火力发电厂现在只用于大型核海军舰艇。船舶发电厂通常通过齿轮箱将涡轮机直接连接到船舶的螺旋桨。这种船舶中的发电厂还向驱动发电机供应电力的较小涡轮提供火力。除了少数例外，核海洋推进仅用于海军舰艇。已经有许多涡轮发电船，其中火力驱动的涡轮机驱动发电机，该发电机为用于推进的电动机提供动力。传统火力发电站的能源效率，被认为可销售能源产生的燃料消耗的热值的百分比通常为33～48％。与所有热力发动机一样，它们的效率有限，并受热力学定律支配。在功率生产中未使用的热量的能量必须以对于环境的热的形式离开设备。这种废热可以通过冷凝器并与冷却水一起或在冷却塔中处理。如果废热用于区域供热，则称为热电联产。正在研究的一些先进反应器设计，例如非常高温的反应器，先进的气冷反应器和超临界水反应器，将在类似于当前煤厂的温度和压力下操作，产生相当的热力学效率。

3 总结与展望

在火力发电厂中，电气自动化技术系统的监控装置不仅仅能够实现对交流采样的测量、保护与监控工作，还能利用新型计算机的监控与保护实现现场总线技术与工业以太网的网络集成，而且这些电气自动化技术为火力发电厂的数据采集和信息通信等开辟了崭新的技术发展领域。当前，电气化技术在火力发电厂中的监控技术加强了与其他相关监控系统数据信息的联系，可以说真正意义上实现了火力发电厂的信息化管理与控制，从中促进了火力发电厂的不断发展。我们只有继续深入探析，创新应用、全面激发优势功能才能持续提升工作效率、强化自动化控制水平，合理控制火力发电厂运行管理成本。

[1]彭永红，陈统坚.加工过程自适应控制与智能控制技术研究[J].机械工业自动化，2015，17（3）：21～25.

[2]陶明璋，吴明光.火力发电过程系统中智能优化控制策略的研究[J].浙江大学学报（自然科学版），2016，30（6）：683～690.

[3]刘鑫.我国火力发电自动化技术的现状与发展趋势[J].电气时代，2013（12）.

[4]朱雪璇.火力发电自动化中智能控制的应用研究[J].无线互联科技，2014（09）.

[5]雷会峰，殷硕.智能控制在火力发电控制自动化中的应用[J].科技风，2014（01）.

TM621

A

1004-7344（2016）36-0072-01

2016-11-8

付园园（1987-），女，汉族，山东济宁邹城人，助理工程师，研究生，研究方向为自动化。