火电厂综合自动化控制体系

摘 要：自动化技术的发展,为电力系统的生产调度带来,革新性的变化,也为电网系统管理领域带来了新的技术方向,当前,电力系统自动化的研究领域不断深入,火电厂作为整个电网的发电环节,本文针对火电厂自动化存在的问题进行了探讨,并且阐述了综合自动化系统应具备的基本功能和采用DCS散控制系统的应用,这将推动电力系统自动化向着更加智能化方向不断前进.

关 键 词：火电厂；综合自动化；DCS散控制系统

1火电自动化存在的问题

（1）我国大型火力发电机组的计算机控制规模随着不同时期、不同条件下兴建的机组有较大差异.

（2）火电厂当前处于运行中的计算机控制系统大多停留在代替常规仪表的水平上.调节回路、连锁保护等的设计和实施大都按传统的观念进行.控剖规律仍然以常规的PlD控制算法为主,而对于大型火力发电机组这种具有非线性、时变性、大滞后、多变量耦合,不可预测大扰动等特点的复杂控制对象和生产过程,采用必要的先进控制策略和方法甚少.

（3）许多电厂的自动化系统仍以单元机组为单位,构成自成体系的计算机控制系统.在电厂中形成了若干相对独立、封闭的自动化“孤岛”,而这些“孤岛”又随自动化设备的选型与配置不同,在结构、功能、特点、技术手段、技术性能、规范等方面都有所不同,存在着互连和互操作的同题.严重阻碍了电厂机组及其自动化系统的综合、统一和协调.

（4）绝大多数计算机系统在电厂中尚处于生产过程控制和操作管理层次的应用.多台机组以至于全厂的生产、管理、决策综合自动化系统在国内实为少见.即落后于信息社会发展的管理手段和方法普遍存在,制约了企业运作效率的提高和全厂总体优化生产的实现,影响了电厂经济效益和社会效益的进一步提高.

（5）国内现有的大多敷自动化系统,其功能还不够全面,尚不具备现代化生产所需的生产设备故障诊断、寿命分析、能源综合管理、全面技术监督、生产计划和谰度、运行优化、专家决策,火电厂在电网中和承担的自动计费、自动发电控制、自动电压无功控制等功能,可以说,火电厂的自动化还比较单一,它的自动化系统所承担的任务还十分有限.

（6）针对当前火电厂自动化自动化综合程度和管理手段与生产发展不能适应的局面,充分运用现代科学方法和先进技术,研究开发功能强、可靠性高、开放性好,适合我国国情的全电厂综合自动化系统,有着十分重要的现实意义.

2综合自动化系统应具备的基本功能

火电厂综台自动化系统的目标是充分发挥火电机组运行潜力,降低生产成本,保证生产过程的安全性与经济性.并提高整个企业的工作效率、管理决策水平改善工作手段和工作环境,为火电厂创造直接的经济效益和明显的社会效益.因此火电厂综台自动化系统用包括以下功能：

（1）系统自动化向用户提供丰富实用的怎么写作信息.也可向上级网络及有关领导和部门提供实时信息.

（2）控制功能：根据火电机组的特性,实现设备状态、生产过程的智能控制和优化控制等功能.

（3）生产管理功能：能共享实时监测系统的大量信息,实现生产计划、调度、运行、评估等信息的管理.

（4）能源管理功能实现燃料的消耗储备、品质管理.以及厂用电优化,能提供收集有盖能源项目的管理,实现生产的节能降耗.

（5）设备管理功能：对设蔷的运行状态、缺陷、故障、市场、备件更换等进行会面的管理.保证企业安全生产,有利于生产的稳定发展.

（6）综合管理和决策功能：实现各管理功能的综合.分析管理中的技术数据全面地掌握电厂各环节、各部门的运转现状.统筹组织和安排生产.对生产作出合理、优化的决策.

（7）其它功能：实现企业财务管理、科技管理、资产管理、后勤管理等的计算机系统.并通过开放的网络将这些数据连入综台自动化系统.

3火电厂Dcs的应用

现代大型火力发电机组均采用DCS散控制系统实现机组的自动检测、保护、控制、调节等功能.以保证机组安全、经济运行.我国火力发电厂应用Dcs从1985年开始提上议事日程,到目前,采用DCS并投入使用的电厂非常普遍,采用的Dcs品种有十几种.

发电厂综合自动化系统按分层（级）分布式多CPU的体系结构设计,每一层完成不同的功能,每一层由不同的设备或不同的子系统组成.整个系统的二次设备可分为二层,即站控层、单元层（现场保护测控层）.现场保护测控层主要包括：各发电机组子系统和公共端子系统.由于发电厂里各个保护装置设备新旧交错,自动化程度高低不同,有些保护装置不具备CAN接口,而只具有RS485、RS232接口.这时就必须在各监控保护单元中设置CAN/RS485转换卡和CAN/RS232转换卡.

Dcs在火电厂的早期应用,由于受结构,功能、技术条件、性能、以及应用环境等各方面因素的影响和制约,仅仅应用于火力发电机组的主要生产过程的自动控制和机组运行、操作管理等方面.很多DCS仍以机组为单位,构成自成体系的计算机控制系统,形成了若干相对独立,信息封闭的自动化“孤岛”,各Dcs又因为生产厂家的不同而在硬件、软件方面存在着极大的差异.Dcs的功能相对来讲,还比较单一,其构成的自动化系统所承担的任务还十分有限.

随着国隶对电力体制改革的深入,网厂分开,火力发电厂转变成纯粹的能源商品（电力）的生产者.火电厂面对激烈的市场竞争和来自环境保护方面的压力,以及大电网现代化调度运行的要求和保障生产体系安全,经济运行的客观需求,迫切需要对生产过程的物资流、管理过程的信息流、决策过程的决策流进行全面有效的控制和协调,实现集过程控制、信息管理、生产决策为一体的综合自动化,以达到降低能耗、节约单位成本、提高经济效益的目的.为了保护投资和节约成本,在传统的Dcs的基础上进行硬件和软件的扩充、更换或改进,实现火电厂的综合自动化.是一条相对简单而有效的途径.近年来,IT技术的高速发展推动了相关行业的发展,同样也促进了Dcs的完善.

未来Dcs的发展将集中在以下几个方面.

a）增强Dcs平台软件和应用软件的通用性,使得^机界面更加友好,方便运行人员和工程师对系统的操作维护,改善软件可操作性,易于对运行人员进行培训.

b）Dcs的通信网络趋于完全开放,支持标准通用的阿培协议,信息传递将更方便、快捷,信息更容易获取,并运用网络通信技术实现主、辅机等重要设备的远程在线维护和故障诊断.

c）通过“控制再分散”技术,进一步降低Dcs的集成度和危险度,提高控制系统整体的安全性和稳定性.

d）增强各控制模板的兼容性,开放接口协议,提高模板的互换性和芯片、板件通用性.

e）与MIS（管理信息系统）、ERP（企业资源计划）、Fieldbus（现场总线）等比较成熟的系统

结台,开放数据格式,共享各自的信息.

4总结

总之,发电厂综合自动化系统对于实现现场运行管理现代化和电网调度自动化,提高电网的经济与安全运行功能起到了非常重要的作用,它可以大大提高电网一次、二次系统的可靠性与技能,从而对确保电网稳定安全的运行具有非常重要的意义.随着科学技术的进步以及硬件软件环境的改善,它的优越性定会进一步的表现出来.