浅议发电厂电气设备的自动化改进策略

张珏麒

摘 要：在当前，我国以人力控制为主的老式电厂电气控制系统越来越不适用于新时代，随着市场经济的不断发展，对电气设备自动化控制提出了更高的要求，并在数量上的需求也更多。因而，发电厂有必要对目前现有的电气设备做出自动化改进。本研究简要介绍了发电厂电气自动化控制的作用，并构想了自动化改进的策略，旨在为促进发电厂进步做出贡献。

关键词：发电厂 电气设备 电气自动化 改进

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（c）-0035-02

当前，我国现代化发展水平上升到了一个新的境界，工业化发展对电力系统提出了质量和数量上的需求。据相关资料显示，在2018年我国全社会用电需求量至少达到6.75万亿kWh，到2020年这一数字将会达到7.4万亿kW/h。在此之下，我国广大发电厂不仅需要提高产量，也要注重管理，通过实现电气设备自动化来提高电厂资源利用率，革新电厂发展模式。在本研究中，笔者正是立足于这一点，对如何实现发电厂电气设备自动化进行探讨。

1 发电厂电气设备自动化的优势

在国家实施改革开放之后，发电厂生产技艺开始不断革新。于20世纪90年代，电气自动化成功问世。通过相关技术手段，发电厂极大地减少了人力开支水平，不仅有效提高了发电效率，而且通过程序化设计，电气系统也便于管理和维护。在步入新世纪之后，随着国家对IT产业、机械制造业等相关领域的强化关注，使得发电厂电气自动化迎来了春天，众多厂家积极参与到自动化控制技术改革中来。

相比于传统人工控制管理而言，发电厂对电气系统实施自动化控有益之处众多，主要体现在以下几个方面：第一，安全可靠。传统人控方式容易受到个人情绪、生理状态等各个方面的影响，使得操作、管理和维护容易出现失误。而采用自动化系统，通过设计精确度参数，整个电气系统工作有条有理，安全可靠性非前者可比[1]。第二，控制速度快。由于直接面向对象，自动化系统比人为控制更快地操作各类电气，在继电保护等方面处理速度能够低于几十秒，人为操纵是不可能达到这一效率的。第三，降低管理成本。在采用了自动化电气系统控制之后，发电厂可以减少雇员数量，使得日常运作不需要过多员工，有利于减少成本开支，获得更多收益。第四，控制科学。在目前，为了提高发电厂自控装置的效益，制造商采用了两套集成系统。当其中一个系统出现故障，硬件底层将会自动调用另外一个系统，采用应急处理方案，在此看来发电厂自控系统是非常科学合理的。

2 发电厂电气设备自动化改进方案

2.1 电网自动化调度系统

在电气设备自动化控制系统中，电网自动调度是非常基本的一个项目。该技术主要立足于IT技术，主要以单片机、嵌入式系统等为载体，通过搜集各个电气设备的运作状况，分析数据信息，进而总结出电网系统运作的整体状况，为发电厂技术人员决策提供了信息支持。在发电厂电气自控系统中，该项目不仅可以做到有效调度，保证发电质量和数量，而且也有利于解决故障，对持续发电的积极意义是显著的。

2.2 ECS系统

在工业化进展过程中，电气自动化控制技术内涵不断丰富，很多新工艺为发电厂产能提高提供了很多思路，ECS就是其中一种。该技术以信息工程为学科基础，以计算机电子信号为载体，实现对整个电厂的处理、监控以及维护[2]。目前，ECS系统主要以分层分布式为架构，可以分为控制层、通信层以及间隔层。其中，控制層主要由电厂总机、调度电网等硬件组成，负责对软件和硬件数据传输监管；通信层，是由通信设备和通信网络组成的层面，负责向其他层面设备的信息传输；间隔层是由各类专业化电器组成，主要对发电厂相关业务如电压保护、电流切换等提供专业化支持。

在如上分层分布式ECS架构中，DCS是最为典型的代表，在很多发电厂广为适用。该系统立足于计算机通信科学之上，通过构建分散式、分级式系统，来实施对于整个电厂业务的控制。然而，该系统内部线路比较单一，使得电流传输效益不高。另外，由于可供支持的信号种类较少，DCS系统有必要增加电缆设备，进而扩大了管理运营开支。因此，科研人员设计了两种DCS模式：一方面，部分DCS模式。该模式利用DCS软件实施电厂自动化控制，并结合计算机通信技术，对相关设备的行为予以调度；另外一方面，完全DCS模式。该模式以DCS系统软件为载体，承接了其他软件和硬件，以合二为一的方式实现自控。前者以部分DCS系统功能为载体，这就对运行装置的匹配度提出了很高的要求；后者完全继承了DCS系统的特性，但是一切软硬件要求是非常苛刻的，系统开支较大。

3 发电厂电气系统自动化控制改进方案

3.1 当前我国发电厂电气系统自动化控制问题分析

在目前，观察发电厂电气系统自动化控制发展现状来看，相关应用形势是较好的，但是存在一些潜在隐患，主要体现在：第一，设备期间存在质量隐患。如上文所述，ECS系统对于硬件和软件是存在要求的，不仅需要契合ECS系统设计原理，而且还要保证数量众多，以期符合信号种类需求。然而，很多发电厂电气自动化控制系统元件并不是由同一家厂商制造而来的，生产质量不可能完全一致，之间可能存在性能冲突，进而影响整个系统的运作。另外，由于运作频繁，强度较大，这些元器件有可能存在损耗，从而降低整个系统性能。第二，存在环境隐患。在自控系统中，很多元件都是很精密的，受外界环境因素影响较大，如温度、静电、气压等。当相关变量变化超过阈值，部件难以正常工作，降低系统的运行效益，甚至导致元件毁损等重大故障。第三，人力方面存在隐患。ECS系统等类似发电厂电气控制系统构成复杂，使得相关管理工作难度较大，发电厂需要聘请专业人士来支持厂内操作。然而，为了节省开支，我国很多发电厂对于从业人员没有提出较高的水平要求，使得相关工作人员理论支持较弱，操作经验难以驾驭ECS等系统[3]。在此之下，容易发生操作疏忽，或者违规行为，埋下了系统运作隐患。另外，发电厂也没有重视检修和维护，没有定期开展故障排查工作。总体来看，发电厂在运作电气系统自动化方面的能力是较低的。

3.2 发电厂电气系统自动化控制优化方案

首先，提高系统设计水平。发电厂需要积极组织相关专业人员，对电气组件、系统架构、技术实施予以深究，根据钻研结果完善和优化自动化控制系统；其次，加强管理。发电厂需要重视日常管理工作，组装之时选择最新技术和元件，并且开展定期检查，及时处理各种现有问题和排查潜在隐患；最后，重视人员培训。发电厂需要极大人员培训力度，不断提高现有人员的理论知识水平以及实践操作能力，引入外界优秀人才，以期开拓现有团队的眼界，提升各项技能水平。

4 结语

综上所述，通过改进电网自动化调度系统、ECS系统等方式提高系统设计水平，并配合加强管理、重视人员培训等辅助方式优化发电厂电气系统自动化控制，发电厂有必要对现有的电气设备做出自动化改进，才能适应市场经济的不断发展。

参考文献

[1] 董旭.基于发电厂的电气自动化技术研究[J].电脑编程技巧与维护，2015（10）：46-48.

[2] 魏英江.发电厂电气自动化技术应用方法探析[J].科技创新与应用，2015（26）：175.

[3] 郭伟，王莉.发电厂电气系统综合自动化[J].东南大学学报：英文版，2014，18（3）：221-224.