火力发电厂电气自动化应用探讨

许志强

摘 要：将电气自动化技术应用至火力发电中，不仅能够实现对电气系统的自动化监控，还能够起到有效保护与控制作用，进而实现机、炉、电的一体化监控管理。基于此，文章主要针对火力发电厂中电气自动化技术的应用展开分析，以期为相关从业者提供参考借鉴。

关键词：火力发电厂；电气自动化；技术

火力发电厂的电气自动化技术应用，目的在于通过电气自动化系统（Electrical Automation System，ECS）对发电厂中的电气系统进行自动化监测，进而在数据的收集与分析下，对火力发电厂内部电气系统进行有效控制与保护[1]。纵观近年来ECS在火力发电厂电气自动化领域中的广泛应用，凭借其网络化与信息化的系统优势，全面提升了火力发电厂的自动化运行水平，确保了电气控制的安全性与可靠性。

1 火力发电厂的电气自动化技术应用作用

随着电气自动化技术在火力发电厂生产中得到广泛应用，其带来的良好应用效果日渐凸显，主要从以下方面可体现。

1.1 节约发电成本

火力发电所用的主要原料为煤炭、石油等不可再生能源，随着近年来我国正大力号召建设环境友好型、资源节约型社会，为响应可持续发展的战略方针，对于不可再生能源的利用则逐渐缩紧，生产成本也不断提升，再加上传统的火力发电技术存在原料利用不充分的弊病，无形中也抬高了发电成本，同时还会排放出对环境造成污染的废气与废渣，不符合可持续发展的理念。而随着电气自动化技术在火力发电厂中得到有效应用，能够确保原料的燃烧更为充分，进而减少了不必要的资源浪费与环境污染排放，大大缩减了火力发电厂的生产投入成本。

1.2 提高发电效率

在当前社会经济水平不断提升的形势下，为了促进国家经济更快更好发展，也为了实现能源节约型、环境友好型社会目标，社会发展也促使生活生产对电量的需求量日渐增减。然而，较为落后的火力发电技术与机械设备与这一形势存在差距，导致发电效率难以真正提高，一定程度上影响了现代社会的稳健发展。因此，火力发电厂应当积极探索如何提升自身的发电效率，而通过电气自动化技术的合理应用，在精密化、自动化程度更高的设备加持下，全面优化现有发电系统，大幅提高了火力发电厂的发电效率以及供电质量，与当前人们日渐提升的用电需求充分吻合。

1.3 优化资源配置

过于陈旧的发电机械设备会对火力发电厂的资源配置起到负面影响效果，不仅难以实现电力设备与发电原材料的充分利用，同时也暴露出了严重的人力、物力等资源浪费的情况，并且难以做到对故障设备的及时维修。而在电气自动化技术应用引进以后，不仅大幅提升了原材料的利用效率，避免过多的人力资源浪费，同时也全面提升设备的运行效率，并且通过实时动态化的监控能够及时发现故障设备，并提出合理的维修建议。可见，火力发电厂的各类发电资源在电气自动化技术的应用之下，得以发挥出最大效能。

2 电气自动化技术在火力发电厂的系统配置应用

一般来讲，电气自动化技术在火力发电厂的系统配置中，主要包含如下3种形式。

2.1 远程智能I/O方式

所谓远程智能I/O方式，指的是将远程I/O采集柜设置在数据相对集中但距离控制室较远，通过硬接线电缆将设备的I/O信号与采集柜进行连接，之后再利用双绞线或是光纤将控制室中的分布式控制系统（Distributed Control System，DCS）控制器主機柜和采集柜进行连接的方式[2]。这一方式具备诸多优点，比如可靠性与稳定性更高，可大幅节省电缆与安装部分的支出。此外，这种远程智能I/O方式还自带数据处理与自我检测等功能，不过值得注意的是，即便采用了该方式也不能因此缩减电量变送器、I/O卡件、模拟量卡件等设备的数量。

2.2 I/O集中监控方式

所谓I/O集中监控方式，即利用电气设备的馈线对现场设备进行I/O接口的设置，之后利用硬接线电缆将集中控制室中DCS的I/O通道相连，经由A/D处理之后便进入集散控制系统组态，进而全面实现对火力发电厂电气设备的实时监控[3]。该监控方式具备运维便捷、反应速度快等特点，因此同样可缩减集散控制系统的成本。值得注意的是，由于所有电气设备均会纳入集散控制系统的监控之中，所以在监控数量逐渐增多的情况下，会造成DCS主机冗余缩减，再加上控制楼的面积过大以及电缆数量众多等原因，可能会影响到集散控制系统的可靠性。

2.3 现场总线控制系统方式

这里所讲的现场总线也即是现代常用的3C技术，主要所指的是计算机（Computer）、通信（Communication）以及控制技术（Control）的有效结合，是目前网络信息技术触及控制范畴的有力体现。现场总线控制系统的方式，主要是通过废除集散控制系统控制站及其输入/输出单元的方式，彻底改变集散控制系统中集中与分散相结合的状态，将整个控制系统分布于火力发电厂的现场电气设备当中，进而实现了分散控制。

3 火力发电厂中电气自动化技术的创新应用

3.1 统一单元炉机组

将电气自动化技术合理应用至火力发电厂的生产当中，能够全面提升单元炉机组的生产效率，进而降低火力发电的生产成本，所以有必要将过去机、电一体化模式转变为机、炉、电一体化的单元运行监控。唯有如此，火力发电厂的DCS才可在该运行模式之下对整个火力发电机组的运行状态信息及参数展开及时且准确的收集与分析，同时借助火力发电厂的内部信息管理系统与网络，对整个电网的运转展开监督。进而全面提升电网运行的稳定性与可靠性，充分发挥出单元火力发电机组的潜能，同时在监控系统的全面简化下有效缩减控制成本。可见，统一单元炉机组能够极大方便于火力发电厂的信息管理系统的信息采集工作，从而显著提升火力发电厂的统一管理与运行效率，确保电网运行状态的可靠性与经济性。

3.2 创新控制保护手段

通常来讲，火力发电厂过去所爱用的系统保护与控制手段大多数为连锁与报警方式，基于其工作原理来看，报警功能仅仅在出现连锁情况下才能触发或是存在超限时情况才会报警，可见这一保护与控制手段的作用极为局限，针对出现的特殊化情况则很难给予及时且有效的提醒，也不会给出科学有效的解决方案，所以对于火力发电厂的正常工作开展会存在负面影响。而将电气自动化技术应用其中，能够充分发挥出计算机对于火力发电过程的实时保护与控制作用，通过对电气自动化系统展开故障检测与诊断等技术操作，能够确保系统故障得到及时有效的控制，进而提高了火力发电厂中电气自动化系统的稳定性，实现机、炉、电一体化运行控制。借助终端计算机网络的有效控制，利用控制线路串联所有电气设备，确保所有电气设备的用电情况、电压等电力数据与有功功率、无功功率得到及时检测与反馈，而相关工作人员则针对所反馈的信息展开分析处理，进而确定最适宜的配电方案，确保电厂供配电系统的稳定性与经济性。

3.3 实现电气全通信控制

现阶段我国火力发电厂的电气自动化系统应用中依旧无法完全满足DCS利用ECS去实现对电气系统的全通信控制，该系统的运行稳定性与通信速度还存在缺陷，并且在DCS与ECS两者之间还存在部分硬接线。所以，为了全面实现火力发电厂的电气系统全通信控制模式，充分满足DCS利用ECS去实现对火力发电厂单元炉机组运行的实时监控需求，首先需要间隔热工工艺联锁问题解决掉，这不仅是提升电气自动化系统后台运行速度及其运行水平的关键基础，同时也是促使ECS与DCS互通互联的必备条件[4]。电气全通信控制可全面提高DCS的控制水平、自动化水平与运行管理水平等，促使电气自动化技术能够在火力发电厂得到广泛利用，实现火力发电厂的全自动化。

3.4 构建通用网络结构

唯有构建完善的通用网络结构，才能够保证火力发电厂的电气自动化系统得以正常运转，原因就在于通用网络结构的成功构建，可促使火力发电厂的管理工作人员对各类发电设备的运行参数实时监控，同时确保火力发电厂中各电气设备控制装置、监控系统以及管控系统之间的信息传送顺畅，全面实现电气自动化系统的有效运转，助推办公自动化升級为零部件设备的全面覆盖。通过通用网络结构的有效构建，能够确保监控信息系统、DCS辅助控制系统等得到合理应用，并且也有效助推了火力发电厂自动化水平的不断提升。所以，火力发电厂应当积极创新电气自动化技术的应用，选用适宜的网络通信产品，保证相关管理人员可通过互联网实现对电气设备的实时控制与监督管理，确保火力发电厂生产得以有序开展。

4 结语

随着现代社会信息化技术的高速发展，我国电力行业也逐渐向网络化与信息化方向发展。现如今，大多数火力发电厂都应着手应用电气自动化技术去构建全新电气系统，确保实现发电厂的机、炉、电一体化运行。其中DCS，ECS与安全仪表系统（Safety Instrumented System，SIS）等技术的有效应用，全面提高了火力发电厂的管控水平与工作效率。由此可见，火力发电厂通过广泛应用电气自动化技术，能够有效助推发电厂的稳步发展，这也是时代发展的必然趋势。

[参考文献]

[1]董建桥.浅谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J].科技经济导刊，2017（26）：118.

[2]孙立松.关于火力发电厂电气工程自动化的应用策略[J].科技经济市场，2017（6）：26-27.

[3]薛凯嘉.电气自动化技术在火力发电中的应用分析[J].能源与节能，2017（5）：142-143.

[4]王永清，徐锦祥.论电气自动化在火力发电厂中的应用[J].四川水泥，2016（12）：296.