电厂电气自动控制系统研究

摘要：在现代电力市场改革背景下，电厂自动化技术应用成为了影响电厂经济效益、影响电厂市场竞争力的关键。在现代工控自动化技术不断发展的今天，电厂电子自动化系统应用成为了提高电厂生产效率、降低电厂综合成本的关键。为了实现我国电厂电气自动化系统的有效运用，现对现代电厂电气自动化系统应用现状与发展趋势进行了简要论述。

关键词：电厂；电气自动化；应用；现状；发展趋势

1 电厂电气自动控制系统

第一种情况通常叫做频率的一次调整控制；第二种情况称为频率的二次调整控制；而第三种则称为频率的三次调整。这三种调整控制频率的方式是有差别的。由调速器实现调频以控制发电机组的输出功率，其响应速度较快，可适应小负荷短时间的波动；对周期在10s至多2～3min以内而幅度变化较大的负荷，已经不能由调速器本身的调频特性来进行调整控制，就需要由电力系统控制中心，根据系统的频率以及与其他地区相连的输电线上的功率的偏移程度，启动AGC来进行控制负荷；对于周期在三分钟以上的负荷波动，可以根据以往实测的负荷变化情况（即所谓的负荷曲线）和预测几分钟后总负荷变化趋势，由计算机算出发电机组最经济的输出功率，然后发出控制命令到各发电厂进行调整，即按经济调度实现负荷分配控制。

AGC是以控制调整发电机组输出功率来适应负荷波动的反馈控制。电力系统中功率的不平衡将导致频率的偏移，所以电网的频率可以作为控制发电机输出功率的一个信息。发电机组上的调速器能根据电力系统频率变化自动地调节发电机的输出功率，所以在某种意义上讲也具有自动发电控制的功能，但通常不称为自动发电控制。这里指的AGC是一种控制性能比较完善和作用较好的發电机输出功率的自动控制。它利用电子计算机来实现控制功能，是一个小型的计算机闭环控制系统，有时也称为AGC系统。

2 电气自动化工程控制系统控制方法

2.1 集散控制系统（DCS）

DCS综合了控制、计算机、显示和通讯等技术，属于模拟数字的混合体系，主要应用于化工，水泥，钢铁等的流程控制，其控制理论是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。系统以通讯网络为纽带，由过程控制级和过程监控级组成。DCS对数字量控制和时序控制不是很强大，编程太过于复杂，一般的工程师还无法完成。同时需要第三方仪表或控制系统与DCS通讯，采用RS485或网关来转换实现通讯的硬件成本很高。

2.2 可编制控制系统（PLC）

PLC主要用来控制数字量，适用于机械控制，如机床流水线等。其主要应用在：PLC技术使用虚拟继电器替代机械继电器，基本上可以忽略它的反应时间，也不注重返回量，因此适用于开关量控制。在断路器控制和自动切换系统中得到了很大的使用。主要还是因为它反映迅速的特点，可靠性高不会对器材造成伤害；PLC技术使用虚拟继电器替代机械继电器，基本上可以忽略它的反应时间，也不注重返回量，因此适用于开关量控制。在断路器控制和自动切换系统中得到了很大的使用。主要还是因为它反映迅速的特点，可靠性高不会对器材造成伤害；数控领域是电气自动控制应用最广泛的项目，其对PLC技术的要求较高，充分发挥PLC编程控制的优势，提高数控的准确度。

3 电厂电气自动化系统应用现状分析

随着近年来现场总线、工业以太网网络通信技术在电厂电气自动化系统应用的不断增加，传统硬接线方式的缺点日渐突出。为了满足现代电力企业生产过程中电气自动化系统需求，新的电气自动化系统技改成为了现代电厂面临的首要问题。为了实现我国电厂电气自动化系统的有效运用、实现电气自动化系统应用目标，现代电厂应对电气自动化系统应用现状进行分析。结合电厂电气自动化系统应用需求以及未来电厂发展规划确定电气自动化系统解决方案的选择，以此为基础促进电厂电气自动化系统应用目标的实现。利用现代工控软件及现场总线技术将电厂电气自动化各功能模块及控制点进行连接。同时根据电厂设备要求以及系统可靠性需求对电气自动化系统的相关组件进行了规范化，以统一的标准以及行业规范使系统组成具有较高的可靠性，为电厂安全稳定运行奠定了基础。另外，针对电厂设备维修需求，电气自动化系统还集成了机组运行信息收集、整理及备份功能。以机组运行数据为基础为设备维修工作提供详实、准确的系统运行数据。根据现代电厂电气自动化系统功能需求，现代电厂所采用的电气自动化系统也不断地进行着更新与完善。

4 电气自动化控制系统的发展

4.1 软件在电气自动化控制系统中地位的提升

随着信息技术的发展，在当前的电气自动化控制系统领域中，网络技术以及计算机都体现出了广阔的发展前景与应用前景，尤其是在OPC技术的发展、IEC61131标准的颁布以及Win-dows平台得到广泛应用的背景下，计算机在电气自动化控制系统的融合方面发挥着不容忽视的作用。网络技术以及多媒体技术在电气自动化控制系统发展中所具有的应用前景是不言而喻的，如在企业管理层中能够通过标准浏览器对企业财务、企业人事等数据进行存取，也可以对生产过程中的画面进行有效的实时监控，这对于准确且全面地了解第一时间的生产信息而言发挥着重要作用。另外，视频处理系统以及虚拟现实模拟技术在电气自动化控制系统也具有着广阔的应用空间，这些技术在电气自动化控制系统产品如设备维护系统以及人机界面设计等的开发发挥积极且深远的影响作用。在此背景下，电气自动化控制系统所具有的通讯能力、软件结构会变得更加重要，而这一切都会推动电气自动化控制系统中软件地位的不断提升。

4.2 单一设备向集成系统应用转变

单一设备向集成系统应用转变是电气自动化控制系统领域中重要的发展趋势，这种趋势会呈现出信息化、开放化以及分布式的特点。信息化指的是系统能够具备对信息进行综合处理的能力，通过与计算机技术以及网络技术的结合推动网络自动化以及管理控制一体化；开放化指的是电气自动化控制系统具有标准化的接口来实现与外界的连接，尤其是实现外界网络与电气自动化控制系统的连接；分布式结构指的是保证每个存在于网络中的智能模块都具备独立工作能力，从而分散系统风险。而这一趋势的发展，同样是市场需求所决定的，同时也是信息技术与电气自动化控制系统的进一步融合所推动的。同时当软件在电气自动化控制系统中的地位不断提高时，单一设备向集成系统应用的转变也就会更加明显。

4.3 电气自动化控制系统统一化

电气自动化控制系统在实现统一化的基础上能够对电气自动化产品的维护、开机、测试以及设计发挥重要的推动作用，同时能够将开放系统独立出来，而这对于电气自动化控制系统的通用性发展而言是十分重要的。

4.4 电气自动化控制系统接口标准化

通过采用标准化技术来实现电气自动化控制系统的接口标准化可以降低电气自动化控制系统的开发成本与维护成本，同时有利于实现信息资源以及不同领域生产数据的共享。在此基础上，企业之间以及厂家之间所进行的数据交换将得到保障，这对于解决电气自动化控制系统的通讯难题具有重要意义。

5 结语

总之，在电气工程中，自动化控制系统的应用，可以有效促进电气领域自动化水平和运行管理效率的全面提升。还可有效降低其成本，使设备及生产线变得更加稳定、可靠。因此必须得到我们进一步的重视发展。

参考文献

[1]王铁静.电气自动控制系统的功能探讨[J].科教导刊（中旬刊），2013，07.

[2]付晓红.电气自动控制系统功能探究[J].电子制作，2014，05：264.

[3]范超.浅析电气自动控制系统的功能[J].科技创新与应用，2014，16：79.

作者简介：胡宝振，身份证号码：210881199005032274.

（作者单位：广西壮族自治区）