楊輝勇

摘 要：隨著新一輪大型火力發(fā)電廠(chǎng)如火如荼的開(kāi)展建設(shè)，迫切需要電力體制的改革，來(lái)應(yīng)對(duì)時(shí)代發(fā)展需求，發(fā)電廠(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)成為人們的關(guān)注焦點(diǎn)，文章從大型火電廠(chǎng)電氣控制的范圍和功能出發(fā)，重點(diǎn)剖析四種火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式，繼而對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，旨在為工程設(shè)計(jì)和改造提供一些理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：大型火電廠(chǎng)；電氣控制系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）11-0089-02

電源建設(shè)再一次引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，這與大型火力發(fā)電廠(chǎng)雨后春筍的建設(shè)是分不開(kāi)的。火力發(fā)電廠(chǎng)新一輪大刀闊斧的改革陸續(xù)開(kāi)展，引進(jìn)最先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、自動(dòng)化管理模式，大大增加了行業(yè)內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)力。與此同時(shí)，信息化數(shù)字化時(shí)代的來(lái)臨，為電廠(chǎng)自動(dòng)化和電氣架起了一座橋梁，兩者相互融合，成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

1 大型火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的范圍與功能

大型火電廠(chǎng)新一輪的建設(shè)開(kāi)展，如雨后春筍一般，在日新月異的信息化時(shí)代，如果不與時(shí)俱進(jìn)，將會(huì)被這個(gè)時(shí)代所拋棄。而電氣控制系統(tǒng)，順應(yīng)了一體化控制自動(dòng)化控制的發(fā)展，豐富了自身功能。了解電氣控制系統(tǒng)的范圍及其主要功能，才能促進(jìn)現(xiàn)代工程實(shí)踐的發(fā)展，順應(yīng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的發(fā)展。

1.1 大型火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的范圍

在火電廠(chǎng)自動(dòng)化的大背景下，電氣控制系統(tǒng)（ECS）主要包括廠(chǎng)用電系統(tǒng)、網(wǎng)控系統(tǒng)與機(jī)組控制三大范圍，了解每個(gè)部分的功能才能更好的發(fā)展電力建設(shè)事業(yè)。其中用電系統(tǒng)，分為高低壓廠(chǎng)用電源系統(tǒng)、380 VPC和MCC、6 kV和380 V電動(dòng)機(jī)。網(wǎng)控系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，可以達(dá)成升壓站的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電、電壓控制的功能接口。

1.2 大型火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的功能

電氣控制系統(tǒng)字母簡(jiǎn)稱(chēng)為ECS，它擁有不可取代的功能和地位，有效配合相關(guān)系統(tǒng)的工作，比如集散控制系統(tǒng)（DCS）和監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）等，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)電氣監(jiān)控管理，保護(hù)火電廠(chǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電源，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷以及狀態(tài)分析。除此之外，ECS可以發(fā)揮很多電氣高級(jí)的應(yīng)用功能，如設(shè)備管理，提供及時(shí)真實(shí)的電氣信息，全面細(xì)致的故障檢測(cè)診斷等。因此，合理運(yùn)行電氣控制系統(tǒng)，將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)電源建設(shè)的發(fā)展，提高火電廠(chǎng)自動(dòng)化的技術(shù)水平，順應(yīng)信息化數(shù)字化時(shí)代的要求。

2 大型火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的四種實(shí)現(xiàn)模式

火電廠(chǎng)自動(dòng)化與電氣不斷融合，產(chǎn)生了四種實(shí)現(xiàn)模式，其中包括傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式、DAS方式的實(shí)現(xiàn)模式、保留關(guān)鍵硬接線(xiàn)的FECS方式和完全采用通信方式的FECS模式，每個(gè)模式都有其特殊性能和特點(diǎn)，應(yīng)用方式也是不盡相同的。

2.1 ECS的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式

這種方式是由集散控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)置單獨(dú)的電氣控制器（DPU），經(jīng)過(guò)I/O模件從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣部分的采集和控制。這種模式下的電氣控制系統(tǒng)，具有其獨(dú)有的特點(diǎn)，如由于需要采用大量變送器以及電纜，因此成本非常高，投資大；無(wú)法獲取電氣保護(hù)動(dòng)作和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，因此不能實(shí)現(xiàn)保護(hù)管理；集散控制系統(tǒng)與保護(hù)裝置沒(méi)有關(guān)系。

隨著科技的進(jìn)步，該方式加入了電氣監(jiān)控，進(jìn)一步擴(kuò)大了模式功能，實(shí)現(xiàn)了熱工與電氣的結(jié)合，是初步一體化控制的雛形，為集散控制系統(tǒng)納入其余系統(tǒng)提供了支持，有利于整體電氣自動(dòng)化性能的提高。

2.2 DAS方式的ECS實(shí)現(xiàn)模式

這種方式的命名，主要是由于電氣控制系統(tǒng)為集散控制系統(tǒng)提供電氣輸入和輸出的信息，很大程度上豐富了集散控制系統(tǒng)的電氣信息采集，在這其中通信管理機(jī)起到了橋梁作用，它擔(dān)當(dāng)了工程師的角色，并且又大大保護(hù)了信息的安全采集。電氣控制系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集的子系統(tǒng)，起到信息傳輸?shù)墓δ堋?/p>

該模式作為DCS的初級(jí)階段，具有很多特點(diǎn)，如ECS擔(dān)當(dāng)工程師的角色，它的信息僅用于顯示和存儲(chǔ)，輸向集散控制系統(tǒng)，不參與該系統(tǒng)的連鎖與控制；技術(shù)方面容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)于DCS只提供電氣部分的信息，并不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響；DCS保留原先的硬接線(xiàn)方式，變送器數(shù)量減少，信息更加豐富。目前該模式中的DCS與ECS并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效的協(xié)同控制，萬(wàn)眾期盼的一體化也沒(méi)有達(dá)成，仍然分別維持著自動(dòng)化系統(tǒng)的角色以及監(jiān)控系統(tǒng)的角色。

2.3 保留關(guān)鍵硬接線(xiàn)的FECS方式

在第二種模式中，沒(méi)有有實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣部分信息的有效合理利用，而FECS就解決了這一難題，它主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，依照電廠(chǎng)工藝環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)電纜硬接線(xiàn)形成的電氣控制系統(tǒng)。這種模式具有實(shí)際可操作性，而且是十分有效的。該種模式擁有十分完整的FECS監(jiān)控主站系統(tǒng)，其配置包括通信網(wǎng)關(guān)、WEB服務(wù)器、服務(wù)器等，分管不同的區(qū)域板塊，其中操作員站可以安置到系統(tǒng)控制中心的主控室。

這種模式的特點(diǎn)與第二種大不相同，它實(shí)現(xiàn)了FECS與電氣控制系統(tǒng)的協(xié)同控制和一體化，并且讓FECS的I/O直接參與電氣控制系統(tǒng)的連鎖，該種模式可以滿(mǎn)足牢靠且大容量的自動(dòng)化控制，大大節(jié)約了電纜器、模件、變送器等物品，成本較低；同時(shí)該種模式可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理，進(jìn)行邏輯控制和五防的性能。

2.4 完全采用通信方式的FECS模式

不同于第三種模式，隨著工程經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，F(xiàn)ECS模式也與時(shí)俱進(jìn)，大大增加了通信的可靠性，同時(shí)完全采用通信方式的FECS模式，大大減少了電纜的使用，滿(mǎn)足了大型規(guī)格控制系統(tǒng)的需求，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。該模式具有投資小的特點(diǎn)，最大限度實(shí)現(xiàn)了DCS和ECS協(xié)同控制，優(yōu)化了系統(tǒng)的效果，實(shí)現(xiàn)了一體化控制的目標(biāo)。

3 大型火電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

作為技術(shù)高度密集型的企業(yè)，先進(jìn)的技術(shù)支持是火電廠(chǎng)發(fā)展的動(dòng)力源泉。電氣控制系統(tǒng)在大型火力發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)用發(fā)展歷經(jīng)了近半個(gè)世紀(jì)，從簡(jiǎn)單分散發(fā)展到微機(jī)控制，展現(xiàn)了ECS與信息技術(shù)的不斷融合，也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。ECS的運(yùn)用不但減輕了工作人員的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還為火電廠(chǎng)的運(yùn)行管理增添一份保障，提高火電廠(chǎng)在電力建設(shè)事業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)力。

3.1 微機(jī)控制的必然性

在火電廠(chǎng)實(shí)際操作過(guò)程中，強(qiáng)電控制充分保障了工作人員的人身安全，而且其操作方法簡(jiǎn)單易上手，因此大型火電廠(chǎng)都采用此種控制方式。然而，隨著微機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟完善，并且獲得了可觀(guān)的工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，火電廠(chǎng)與時(shí)俱進(jìn)采用微機(jī)控制系統(tǒng)，在保障自動(dòng)化的前提下，還為爐機(jī)電單元的統(tǒng)一創(chuàng)建了絕佳的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化的目標(biāo)。因此，微機(jī)控制有其歷史必然性，符合時(shí)代發(fā)展的要求，與時(shí)俱進(jìn)的順應(yīng)當(dāng)代科技的發(fā)展。

3.2 制造商可觀(guān)的市場(chǎng)前景

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，火電廠(chǎng)作為電源建設(shè)的重要組成部分，不斷引進(jìn)最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加快行業(yè)調(diào)整改革，其電氣控制系統(tǒng)也更加安全可靠。在日新月異的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，大型火電廠(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展，其制造商將會(huì)擁有很好的市場(chǎng)前景，只要把握好機(jī)遇，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)最先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)出業(yè)內(nèi)公認(rèn)的可靠產(chǎn)品，就會(huì)樹(shù)立起良好的社會(huì)形象，促進(jìn)電力行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的步伐，推動(dòng)行業(yè)整體技術(shù)水平的不斷提高。

4 結(jié) 語(yǔ)

在信息化的時(shí)代，每個(gè)行業(yè)都需要與時(shí)俱進(jìn)，勇于創(chuàng)新，電力建設(shè)行業(yè)也是如此。如今，大型火力發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化要求不斷增加，其中電氣控制系統(tǒng)是其不可或缺的組成部分，其發(fā)展經(jīng)歷了以上四種模式，并且日益完善，有助于實(shí)現(xiàn)信息的融合以及有效的協(xié)調(diào)控制，同時(shí)節(jié)省了大量資金成本，豐富了應(yīng)用功能，反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了火電廠(chǎng)自動(dòng)化水平的不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉紅.大型火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式[J].黑龍江科技信息，2012，（8）.

[2] 王秋梅.火力發(fā)電廠(chǎng)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的電氣控制系統(tǒng)方案探討[J].科技廣場(chǎng)，2012，（1）.

[3] 管宏宇，郝慶久，趙金英，等.論火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（10）.

[4] 鄧安付.火力發(fā)電廠(chǎng)電氣二次系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013，（2）.

[5] 王洪鶴.火力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)淺探[J].科技資訊，2013，（5）.