张剑禹
四川广安发电有限责任公司四川广安638000
摘要：火力发电是现阶段的重要发电形式之一，对我国的电能生产有着重要的影响。分析火力发电实践中的具体技术利用，了解技术利用优势和缺陷，这对于强调火力发电的整体效果提升有突出的作用。就现阶段的分析来看，在绿色经济发展的大背景下，节能降耗成为越来越多企业发展实践中关注的内容。火电厂在过去的生产实践中能耗较高，成本显著，所以在当前节能降耗的要求下，火电厂希望通过技术改革与创新实现现状改变。DCS自动化技术在火力发电中的具体利用对火电厂工作有突出的效果，分析技术应用的现状有着突出的现实价值。
关键词：大中型火电厂;DCS电气控制系统;改造;应用;
引言
大中型火电厂机、炉、电集控运行可大大提高机组运行的经济性，已成为现代火电站节能降耗的重要手段，同时也反映了发电厂的自动化水平和运行管理水平。电力系统中类似大中型火电厂DCS的控制系统已在自动调度和无人值班变电站等方面得到了广泛的应用。但由于多种原因，在火电厂的电气控制中绝大多数仍是采用常规方式或相对独立的控制系统，未纳入到DCS、SIS的管控一体化之内，与大容量单元机组采用DCS不协调，影响了炉、机、电集中控制的水平和效益。要实现火电厂机、炉、电集控运行，需对电厂的独立电气控制系统(IECS)进行改造，使其纳入到面向机组的分散控制系统(DCS)中来实现一体化的控制。
1DCS自动技术基本结构的组成部分
对火电厂的DCS的具体利用进行分析可知该系统主要划分为了三大结构，其具体为，分散过程控制装置、操作管理装置和通信系统。在结构系统明确的基础上对火电厂的DCS构成做分析与确定，其主要的内容包括了如下部分：（1）I/O控制站，主要是面向被控制现场。（2）操作员站，主要是面向操作人员。（3）工程师站，主要是强调面向DCS的监督管理。就具体的结构利用分析来看，需要重点进行强调的内容是面向操作人员的操作员站。就该部分的具体功能分析来看，其主要为：提供能够被工作人员进行操作的人机界面。基于人工操作界面提供，工作人员能够基于界面对现场的具体运行状态等进行了解，也可以掌握设备运行的参数等，这样，设备运行是否存在异常会在第一时间被发现。简单来讲，操作员站在实践中的现实价值非常显著。
2大中型火电厂独立电气控制系统(IECS)的特点
大中型火电厂IECS具有以下主要特点:1)IECS的检测对象主要是电量，包括电流、电压、功耗、功率、阻抗等，都是电流、电压的一次、二次参数。在测量手段上主要采用功率变送器、电流变送器以及电量变送器等。数字量的检测通常采用继电器或开关的接点。IECS电气控制对象主要包括断路器、开关和接触器，由控制系统将控制量放大后输出至各控制对象的电磁线圈。IEC的位于现场的I/O一次设备较为简单，但因其处于大功率的交流环境中，因此对间隔层的二次装置具有较高的抗干扰要求。某些依据输入参量的控制逻辑和内部二次运算是较为复杂的，具有很强的电气技术专业性。2)电气参数的变化速度和异常的发生通常是毫秒级，这就要求IECS的保护、联锁系统逻辑运算、输出动作也必须处于毫秒级。因此，IECS对保护、控制装置本身的信号采集、运算处理速度要求也很高。在IECS纳入DCS后，要实时实现相应的这些功能，必须提高DCS控制层DPU内主控模件的处理速度和I/O接口模件的数据采集和转换速度。3)电气控制专项的功能，如发电机－变压器组、发电机励磁调节和故障录波、发电机自动同期等，其内部功能运算处理也具有很强的专业性。4)电气系统运行过程中过程参数的调节较少，除励磁电压外几乎没有可调节的量，运行过程的异常状态大都是由保护装置自动处理的。电气系统的正常操作是对局部系统和装置的投切、运行方式的切换等。
这类操作频率低，操作的速度响应要求也不高，但是对操作的准确性要求高。
3DCS在大中型火电厂电气控制应用中的问题
固定线路连接与现场总线的连接使得DCS系统能够集成到电厂的电气电路中，从而改变了电气系统的接入方式，影响了电气控制的电压、性能和功耗。CRT监控可以同时实时显示不同的监控屏幕，但显示每一步和每一个警告信号，容易受到操作员的不必要干扰。此外，I/o卡重组的成本受成本的影响，旧导管的使用超出了设计标准，DCS电缆管理和信号分析的实际要求未得到满足，额外的电缆减少了电气保护和开关柜空间，从而使电缆和布线更加安全。此外，电仿真在DCS系统中的应用，改变了自身的特性，防止了先进的系统分析。这需要使用微机测控装置输送电流、电压、功率等电气量。
4基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的应用
从现实分析来看，火力发电DCS自动技术在实践中的应用具有突出的价值，因此在目前的火力发电改革与创新中需要进一步的深化其应用。就现实分析来看，为了更好地突出DCS自动技术的特点和优势，并实现DCS自动技术的有效应用，需要做好如下工作。
（1）需要对火力发电工作实践进行具体的分析，研究分析各个控制系统中利用DCS自动技术的可行性以及实际效果。从上文的具体分析来看，在火电发电实践中，应用DCS自动技术的现实效果显著，不过在某些方面，因为结构优化存在问题，所以DCS自动技术的具体利用效果未达到预期。针对这样的情况，系统性的分析火力发电的具体实践，了解控制特点以及控制中需要改善的问题，并对DCS自动技术的利用做分析与讨论，这样，DCS自动技术在实践中的应用针对性表现会更加的突出。(2)基于火力发电的控制实际要求对DCS自动控制技术进行了应用总结与分析，一方面总结具体技术利用的突出优势以及可发挥的现实效果，另一方面总结技术利用存在的缺陷和不足。基于总结的缺陷与不足对导致问题的原因进行具体的分析，并基于原因进行DCS自动技术的应用调整和改善。这样，DCS自动技术的整体应用有效性和针对性会更加突出，在实践中的应用效果也会显著加强。
5应用DCS的大中型火电厂电气控制系统改造分析
在现场层，IECS中的现场级设备可直接作为DCS的现场层设备使用。IECS系统的现场一次设能够很容易地分散布置，可以按照不同的电压等级对一次设备进行分划。通过各独立的装置动作信号以及电气设备的位置状态等开关量作为输入量DI送至DCS系统；模拟量，如电流、电压、有功和无功，通过电量变送器输出4～20mA标准信号送至DCS系统；DCS的控制命令作为输出量DO引至电气设备，各电气设备与DCS系统的联系采用硬接线方式，由电气设备现场用电缆将电气量信号一对一地送至DCS系统的I/O柜上。发电厂中，间隔层设备众多，因此还可利用现有的条件，将部分IECS间隔层设备随一次设备分散布置。通信层单元也按照一次监控设备对象与相对应的间隔层设备就近布置，把这些就地布置的装置通过高速现场总线或以太网通信接入DCS的过程控制站DPU，再由DPU与监控级进行通信。
结束语
综上所述，在大中型火电厂电气控制系统运行过程中，相关技术人员需要积极引进DCS控制系统，充分发挥控制系统的作用，提高总体布局的合理性、经济性和可靠性，并实行集中控制和分散控制相结合的方式，为控制系统运行的高效性提供保障。
参考文献
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