段震
江苏华电句容发电有限公司 212413
摘要：近年来，随着我国的经济增长和基建发展，各企业对电力的需求也在逐年增加，火力发电的受益用户越来越多。同时，火力发电厂所运用的科学技术也在不断更新，日趋完善，生技工程人员对火电厂技术创新层面的重视也日渐加强。在火电厂电气控制方面引入DCS系统已成为当前较为重要的设备控制手段。然而，以往的DCS技术逻辑简单，保护不够完整，难以适应当前火电厂的电气控制发展需求。面对这种情况，有必要不断优化和升级火电厂的电气控制DCS系统。因此，本文对电气控制DCS系统在火电厂的应用和发展进行了讨论、总结和展望。
关键词：DCS系统；火电厂；电气控制
前言：火电厂控制系统是集电力系统和机电控制系统于一体的综合控制系统。随着信息电子技术飞速发展，电力自动化和火电厂的有效结合与应用已成为重要的研究课题之一。集散控制系统（DCS）已经普遍运用到火电厂控制系统中，并取得了显著效果。但由于成本、专利，技术贮备等诸多原因，火电厂的电气控制系统或控制方式往往是独立的，无法实现系统控制的全面性、统一性。对火电厂的经济运行和协调运行效率产生障碍。笔者对电气控制在火电厂的应用探讨如下；
1 DCS系统在火电厂应用的必要性
随着电力系统的不断发展，以电气专业为基础，火力发电厂已形成了较为完善的电气二次专业技术和管理模式。例如，火电厂的电气自动化系统已经逐渐统一，形成了一种标准逻辑和操作模式，并得到了广泛的介入和应用。但电气专业的发展最终还是要依靠网络和计算机技术，从操作和控制层面考虑，火电厂电气专业的系统是独立设计的，这就与网络和计算机控制要求产生了一定差距。为了弥补这一差距，研究人员提出了DCS系统在火电厂电气控制方面的应用。该系统的应用，使火电厂运行更加可靠，并且可以避免由于硬接线和按钮造成的误操事故。DCS系统的内部逻辑非常严密，可以通过控制系统将原来的继电器模式或固态逻辑进行替代，这样就降低了由于误操作发生故障的概率，从而提升了整个系统的可靠性和安全性。应用DCS系统，还可以将电气监控系统和电气运转设计成一体式，这样可以对整个机组的运行状态进行监控，提高了集控运行的能力。总体来说，DCS系统提升了火电厂运行的综合控制与自动化水平。
2DCS控制系统主要功能
2.1监控范围
火电厂电气DCS控制系统的监控范围一般包括：第一，220KV、110KV变电站侧目线以及每个间隔上面的开关设施的电压、电流、频率还有开关状态等信息数据，以及此每种保护设施操作事件记录信息。第二，发电机变压器各侧电压、电流、频率、功率、温度还有开关状态等信息还有发变组继电保护装置的操作信息数据。第三，发电机励磁电压、电流、操作信号和开关状态等信息还有同期装置操作信息。第四，火电厂6KV、400V系统每段母线侧的电压、电流、频率、功率及火电厂用电系统里所采用的高低压电动机采用过程中的电流信息开关操作信号等。
2.2操控功能
对于火电厂电气DCS的控制系统的主要功能涉及包括：发变组开关、刀闸的分合闸操作，同期装置的启动还有同期方式的智能化选择；关于发电机励磁系统的主动调节，灭磁开关、励磁调节器开关还有整流柜考官的运程控制，AVR对磁性增加与减少的自动控制；发电厂对于不同电压等级变电站各侧开关、刀闸方面的远距离控制；关于火电厂用电6KV、400V不同段母线侧关于开关方面的远距离控制；主要辅机系统电动机调和合闸回路的智能化控制。
3 DCS系统在火电厂电气控制中的应用
3.1关于系统的使用
在以往的DCS设计过程中，电气控制系统缺点明显，容量相对较小，规模不能满足实际需要，在结构上与实际情况存在一定程度的不一致。同时也未能采用电气、热控相整合的模式展开设计，仅仅是利用热控专业与其展开关联，这种设计理念下，两者间关联下降从而造成交替性能效果变弱。
因此要对DCS电气控制系统进行有效的更新。首先，要保证不同的专业（锅炉、汽机、电气、燃料、化学、脱硫等）系统间的协作为顶层设计，先要归纳总结控制系统的交叉规律，模拟其的相互影响，依据反馈状态展开对变送器的科学合理的设计。然后，把反馈状态变送到控制系统。随后，热控专业再依据采集到的波动数值对变送器开展控制和调整。最终实现对各阶段逻辑控制的综合设计，从而做到对信号的采集、计算、反馈乃至对变送器发送耦控信号的精准控制。
3.2关于时钟方面的设置应用
对于DCS系统来讲，硬件层面是通过不同型号的微处理机整合在一起工作的。独立的微处理仅能够通过单独的运行。关于时钟方面的设置方面每个硬件都有些许差别，因此需要开展对DCS系统的时钟设置方面的统一时序从而改善和提升DCS系统的性能。要对不同品牌、型号、规格的微处理器功能和其指令集进行编号并指派热控专业将提前设置好的微处理器进行参数整定，对不同的计算执行机构时序部分开展研究与分析，实现同时高效的协调控制要求。
4 DCS系统应用中应注意的问题
在应用DCS系统时要注意系统在进行设计时的配合问题、装置时钟和电气控制功能上的配合问题以及系统进行调试时的问题。DCS系统的设计对火电厂后期运行十分关键，设计时要考虑到方方面面的问题。以前在对DCS系统进行设计时，一般是通过电气专业列举的清单，由热控专业对其进行组装完成的。这种设计方式往往涉及的面不够广，并且不能完全适用于实际情况，从而会对整个系统的运行造成一定的影响。为了更好地与实际相结合，在对系统进行设计时，应采取两个以上不同的专业对其进行设计，详细分配系统的规模、功能以及系统的容量，并且详细地进行论证；在实际运行过程中，表现出来的功能和软硬件的配置等都要经过科学的论证，以确保系统的安全可靠运行。
DCS系统可以实现对火电厂整个电气系统的控制。在实际运行时，DCS系统通过与单元微处理机之间的配合完成对系统的控制。每个独立的单元都装有自己的时钟，从目前情况进行分析，在对独立单元的时钟进行设计时，没有与外界的因素相配合，这样就使系统在运行时出现信息紊乱的现象，因此，在进行时钟设计时要与外界的环境相配合，保证系统的安全稳定运行。
在对系统运行进行控制的过程中，要通过对各种参数的设置，经过缜密的计算和对系统进行调试后才能形成一套有逻辑的控制系统。这种有逻辑的控制程序一旦形成后，在之后很长一段时间内是不会改变的。若要改变控制程序中的任何一个逻辑，都需要经过设计人员的代码传输，DCS系统不具备这种线上传输功能，所以其在进行传输时，势必会对系统中的其他程序造成影响，因此，在进行电气控制功能分配时要注意这个问题。
以往对火电厂进行系统调试时，不同专业的人员都是分开对系统进行调试的，如热控系统只负责本职专业的系统调试，电气系统只负责电气方面的系统调试，各自专业人员对本职工作都非常熟悉，调试的效果也比较好，但DCS系统进入到火电厂的电气控制系统中之后，热控系统的工程师对整个电气系统不熟悉，而电气专业人员又对DCS系统不熟悉，这样就造成了调试功能的缺失。为了合理地对系统进行调试，应该合理地分配技术人员，使整个系统优化，保障系统的安全可靠的运行。
结束语
目前，火电厂电控DCS系统的应用方面已得到充分发展。在将DCS系统引入电气控制系统过程中，如何处理电厂运行阶段DCS系统的各级配置等问题，更适应与满足电厂DCS系统机、炉、电一体化的条件，是值得电气DCS系统研究人员继续探索的重点。相信在不断地总结、开发和实践中，火力发电厂DCS电气控制系统会不断发展和完善，更好的保障火电厂安全、高效运行。
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