电厂热控自动化改造技术探究

摘要：电力产业发展期间，应持续增强电厂安全生产能效，合理引入改造技术，提升电厂热控技术的应用性。从通信、应用程序、电源各个方面，阐述了改造热控系统的技术方法；梳理了优化电厂热控系统的可行措施：明确改造方向、确定技术改造方案、运行配套设备，以此切实增强电厂运行安全性，控制生产成本，增强电厂热控技术的应用效果，推动社会发展。

关键词：电厂通信变压器热控技术自动化改造

中图分类号：TM73

ExplorationofPowerPlantThermalControlAutomationTransformationTechnology

ZHUJiaying

ShanghaiElectricPowerConstructionStartAdjustmentTestingInstituteCo.，Ltd.，Shanghai，200092China

Abstract：Duringthedevelopmentofthepowerindustry，itisnecessarytocontinuouslyenhancethesafetyandenergyefficiencyofpowerplants，introducereasonabletransformationtechnologies，andenhancetheapplicability ofthermalcontroltechnologyinpowerplants.Thisarticleelaboratesonthetechnicalmethodsforretrofittingthermalcontrolsystemsfromvariousaspectssuchascommunication，applicationprograms，andpowersupply;Feasiblemeasuresforoptimizingthethermalcontrolsystemofpowerplantshavebeensummarized：clarifyingthedirectionofrenovation，determiningtechnicalrenovationplans，andoperatingsupportingequipment，inordertoeffectivelyenhancethesafetyofpowerplantoperation，controlproductioncosts，enhancetheapplicationeffectofthermalcontroltechnologyinpowerplants，andpromotesocialdevelopment.

KeyWords：Powerplant;Communication;Transformer;Thermalcontroltechnology;Automationtransformation

国家努力构建新型社会体系，电力部门持续增强新技术的融合程度，逐步加深电热自动技术的应用，以此切实改进电厂工作环境，促使电厂生产获取更多收益。积极展现热控技术的应用效果，明确热控系统运行实况，确定技术改造方向，有效融合改造技术，切实增强热控系统的改造效果，促使电厂获取更多的发展空间。

1改造热控系统

1.1通信改造

1.1.1通信改造技术思路

DCS系统运行中，可能会发生通信故障问题。此类故障排除工作具有一定复杂性，且较多引起故障的因素表现出隐秘性，无法精确判断故障问题。通信网络信号一般时，数据线连接设置层面合理性不足，外部连接的设施，会在一定程度上干扰信号，间接增大DCS系统出现通信故障的可能性。为此，在改进DCS系统时，应选择性价比较高的处理程序，以基础流程为出发点，保持DCS系统通信程序运行状态。以较好的通信功能为改造目标，重新分布通信系统的组成，给出完整的规划，使其外部表现更为美观，整体布局更加简单，以此保持通信网络信号的稳定性。在通信程序改造期间，应参照实际情况，高效运行信号保护设施，以此减少静电带来的通信问题。此外，电厂需安全专人，合理检测DCS系统内的构件，保证性能指标处于正常状态。如果系统内出现构件性能不足的问题，应开展定检措施，及时上报专人处理[1]。

1.1.2通信改造实例分析

某单位在改造热控通信程序时，共给出了3个改造技术方案，具体如下。

1. OBJ数据格式。热控程序使用OBJ格式，用于传送“描述各类功能数据”，具有数据格式的特殊性。各个OBJ功能程序中，均有2个按位图，给出了设备控制功能的状态、属性。OBJ数据具有一定特殊性，在电厂热控系统中获得了有效利用。然而，IEC014规范中，遥测、通信各类数据，尚未达到OBJ数据传输的要求。为此，需要增加IEC014的规范内容。明确OBJ数据带有时间数据，给出确切的标识，使用1级用户数据申请形式，回应总召申请定时回传的形式。OBJ信息体结构的字节数量，具体见表1。

1. 通信点表同步更新。在程序运行后、信息通信前期，主从站在前期加载完成的通信点表、各个数据点位置，依照电表次序，给出一组具有辨识性的信息地址。通信数据会携带地址共同传输，以此准确辨识数据点的参数。为此，主从站各个主体，应保证通信点表的相同性。在相同数据点的传输电表方位有差异时，会出现数据错漏、次序错乱等问题。为此，主从站双方信息交互电表的运维工作，极为关键。尤其在电站、集控程序相互传输信息时，会交流几万点数据。出现通信偏差时，会发生通信失败、传输数据有误的问题，增加了通信失败的可能性。为此，在通信改造时，延展了IEC014的约定内容，同步括大了通信点表的支持范围。利用JSON字符形式，规范描述信息体。字符串的信息类型较多，具体包括地址、数据点位置、数据点的关联信息等。主站会结合实际接收的字符串，创建与从站相同的通信点表。子站描述的通信点表，会自主更新至主站。主站无须对电表给出单独描述，能够防止主从站通信点差异问题，能够切实保证通信质量。
2. 改进报文日志记录。热控程序中使用的IEC104通信模块，其中的报文日志，会采取文件存储形式。报文日志是较为关键的信息文件，可用于通信调试。多个系统相互连接时，各个链路均能依照单独文件存储形式，采取时间、链路链接地址的形式，给出文件命名，以此增强各类链接的辨识性。各组通信网关设备相互连接，形成的数据量达到上万个。假如每日记录一个文件，会出现单个文件信息量较多问题，间接增大了文件查阅的难度。为此，改进报文日志记录形式，采取星期记录文件的形式，超出一周的数据，会予以删除处理，保持通信存储空间的充足性。每个链路的单日记录文件主要有4个类型，各个文件存储量不可超出1GB，以此增强日志内容读取的便利性。

1.2应用程序改造

1.2.1应用程序的改造技术思路

在热控系统内，优化应用程序，能够增强热控应用功能的智慧性，切实提高热控系统整体运行能效。一般情况下，系IzLEDjTFvsEy/3mCWM9RxdFN+1VdidU1kJuDQixBH4w=统应用程序故障的原因有两个：一是系统应用程序自身有故障，二是系统应用运行期间出现问题。在电控系统运行期间，应用程序占据较为重要的地位。当前，各个行业主要利用Windows系统，在社会持续发展期间，各类客群从主观层面，对应用程序提出了更多要求。此类要求，使Windows系统获得了持续改进，成功消除了各类应用的内在矛盾，以此提升自动控制的精确性。应对病毒侵袭问题，客户端作为关键的防御设施，管理者应建立较好的安全防护认识，以此积极消除病毒侵袭带来的不利问题。在优化计算机程序期间，应用选择合适的DCS服务程序。在硬盘读取信息的有效时间增加时，会形成较多的垃圾数据。此类无用信息积累较多时，会引起硬盘出现严重损伤，削弱系统服务器的运行能力。在应用程序改进期间，要侧重关注服务器，确保系统数据运转状态，使其获取较好的改造效果。

1.2.2应用程序改造实例

某电厂对于热控程序，开展安全防护应用的改造分析。

1. 融合SM2算法签名技术。当前，签名算法类型较多，具体包括不对称（SM2）、哈希（SM3）、对称（SM4）3种算法。其中，SM2算法的使用方式较多，可用于数字签名验证。签名人员含有两组钥匙：一组为私钥，用于形成签名；一组为公钥，作为验证签名的数据。使用公钥能够有效判断签名值的正确性。SM2签名算法，可联合SM3共同使用。利用SM3算法，分析签名数据内的多余数据，再用SM2算法获取签名数据。

调度证书具有较强的安全防护功能，从用户、网络设备等各个方面，逐一落实数字认证服务。在电力系统内，使用调度证书能够全面落实身份认证，确保数据传输安全。调度证书是以PKI技术为基础的安全防护应用。PKI融合了公钥密码技术，具有证书签发、证书存储、证书发放、证书撤除等各类应用功能。使用调度证书系统，联合国密算法，以此保证热控系统安全。运行自主可控操作程序，融合内核安全机制，全面推进热控系统的安全验证流程，确保热控系统运行的安全性。

1. 算法安全防护效果测试。使用SM2、SM3两个算法，全面测定文件完整状态，开展100次签名测试，测试结果见表2。

经测试发现：SM2、SM3两个算法均有较强的安全防护功能，能够保证热控系统安全防护效果。

1.3电源改造

热工系统出现电源问题时，会降低系统整体运行效果，严重时引起系统功能出现较大的问题，甚至会发生死机现象。在电源改造期间，需要采取多种措施，使DCS供电系统处于最佳的运行状态。其一，规范供电电源，保证接地线的技术效果，以此积极防控电源干扰问题，尽量减少DCS系统接收信号有误的情况。其二，加强电源故障防范，保持系统运行的平稳性。热控电源改造的技术措施，具体如下。

1.3.1增大电源电压频率区间

变压器运行的功能，是保证供电传输电压的平稳性。热控系统内的直流电源，采取两组电路设计，互为备用。两个直流电路，应连接相同供电电源，各个线路相互独立，不会存在节点交叉问题。电路整流程序，能够保证交流电、直流电的自主转化。在整流模块的支持下，高效转化交流电，使其成为直流电。假如两组电路表现出较高的负载差异，可新增电路，有效分担电压。电源连接的各组电路，均为直流电形式。新增的电路，会参照电压情况，明确电流类型。3条电路可自由切换电路，以此显著增大电源电压频率的变动幅度。

1.3.2合理设计供电变压器

使用变压器以此保证供电电源的平稳性，能够控制电压失稳性，减轻高电压形成的能量冲击作用，采取变压隔离形式，处理电磁电路。大功率变压器多用于供电线路。变压器支持使用各类磁芯，可选择电阻率较高的类型。

1.3.3给出完整的保护电路设计

在热控程序出现故障问题时，需暂停电源供给。有效控制电流脉冲，采取热控系统保护电源的形式，确保热控故障的处理效果。采取多板组成形式，搭建电路核心控制程序。各层电路板均有各自功能。电源、信号两层相间位置，能够有效控制电磁干扰问题。控制板点位的电压参数为1.5V。在变压器的两侧，分别设计了“隔离电磁”“控制电压”功能模块。然而，实际上隔离电磁功能不大。功率开关会突然增加电流脉冲。热控系统改造电源模块时，可设立远程操控开关，以此形成电路保护，控制电磁干扰。在电源主线路、分支线路的间隔位置，添加一组滤波变压设备，此设施设有两组输电口，与各个地面端口相互连接。供电电源运行时，前期电流参数较大。制作的电路电阻圈，应以较大直径金属线为首选，以此降低电路损坏的概率。电容参数范围为0.3～0.5μF，旨在控制噪声形成的不利影响。在保护电路位置，设计事故预警，及时反馈异常数据，便于管理者发现[2]。

2优化电厂热控系统的可行措施

2.1明确改造方向

电厂技术人员，应参照电厂规模、业务特征等各类因素，制定合理的热控系统优化方向，从高效运行、安全生产的角度，提升系统功能的改造效果。设计明确的改造目标，能够显著增强能源利用性，合理控制人员工作量，逐步增强热控自动化技术的运行效果。在实际系统改造期间，设定的目标应以热控系统运行实况为参考，合理判断系统改造效果，切实提升热控程序的智能性。借助合理的改造技术，促使电厂发展。

2.2确定技术改造方案

参照电厂真实的运行状态，制订技术改造方案，稳步落实热控改造的各项内容，防止出现重复改造情况。在明确技术改造内容时，应以电厂发展为根本，给出Rqr4klSQWag7COzDn3nHyQ==各项改造方法，确保改造方案的可行性。在实际规划改造方案时，应以节约改造成本为基础，参照实况，改进设备控制程序，选择适用的热控设备。工作人员应参照电厂现有的设备技术层次，制订分期改造方案，使其具有较强的技术兼容性、功能拓展性，持续增强热工系统、关联设备的运行能效[3]。

2.3运行配套设备

当前市场环境中，含有较多类型的热工设备，应由专业人员完成设备选型工作。电厂可采取招标措施，选择性能较好、质量优异、性价比较好的热控设备。选择诚信度较高、社会口碑较好的设备供应单位，派设专人开展设备调试工作，以此全面获取设备运行状态，确保系统改造各项工作均有序落实[4-5]。

3结语

综上所述，针对热控系统开展技术改造工作，能够显著增强系统运行能力，减少运行成本，增强电厂发展的综合能力。在电厂运行中，应从前期设计角度，合理确定技术改造方案。选择运行能力较强、功能全面的设备，以此提升电源、应用程序的适用性。在改造技术的支持下，促使电厂获取更高收益。

参考文献

[1]冯海波.电厂单元机组热控系统的分散控制系统改造设计[J].河南科技，2021，40（34）：37-39.

[2]樊宇宁.D发电厂热工检修精益管理研究[D].呼和浩特：内蒙古大学，2019.

[3]冯培举.电厂热工保护系统改造方式的研究[J].集成电路应用，2019，36（4）：95-96.

[4]吴新鹏.既有火力发电厂综合品质提升策略研究[D].济南：山东建筑大学，2023.

[5]吴静.分布式资源聚合虚拟电厂多维交易优化模型研究[D].北京：华北电力大学（北京），2021.