數(shù)字化電廠電氣控制技術(shù)及其應(yīng)用探究

1、    數(shù)字化電廠電氣控制技術(shù)及其應(yīng)用探究    李振奇摘 要：由于社會生產(chǎn)活動對電力能源的需求量越來越大，這也為火力發(fā)電機組的運行機制帶來一定的影響。就現(xiàn)階段的火力發(fā)電機組運行狀態(tài)來看，較以往的火力發(fā)電機組相比，表現(xiàn)出更加復雜的運行狀態(tài)，這就意味著機組運行的控制和維護工作也面臨很大的難度。在火力發(fā)電機組設(shè)備量越來越多的情況下，如果還是采取以往的控制方法，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)督和控制就需要投入大量的人力與物力，給電力企業(yè)的發(fā)展帶來較大的成本投入。為此我們需要加大對數(shù)字化電氣控制技術(shù)的應(yīng)用力度，實現(xiàn)對火力發(fā)電機組的統(tǒng)一管理與控制。關(guān)鍵詞：數(shù)字化；電氣控制

2、；技術(shù)一、電廠控制系統(tǒng)的工作原理1、過程層過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面，是智能化電氣設(shè)備的智能化部分。在實際運行的過程中，過程層會對電流、電壓和開關(guān)量所產(chǎn)生的信號源進行獲取。而光變壓器單元中的數(shù)字信息會在電流與電壓的共同作用下進入處理層，最后才是對開關(guān)信息量的處理，實現(xiàn)對電流、電壓、開關(guān)量信號信息的轉(zhuǎn)換。在上述轉(zhuǎn)化全部完成之后，就意味著變電站的電磁式互感器合并單元已經(jīng)形成光信號。在此過程中，光信號的轉(zhuǎn)換質(zhì)量與相關(guān)的工藝水平具有直接聯(lián)系。最后設(shè)備運行的狀態(tài)將通過互感器和二次側(cè)電氣量的同步作用，將其形成數(shù)字信號，最終實現(xiàn)電子電流互感器和電壓互感器電子信息的上傳。2、間隔層在電氣設(shè)備中，間隔層

3、發(fā)揮著保護設(shè)備運行質(zhì)量的重要作用。間隔層的主要作用為對線路、母線、變壓器、電能計算裝置、安全設(shè)備以及故障信息等設(shè)備進行保護。而對于電壓、電流、開關(guān)和一些數(shù)字信號等，主要是依靠電氣控制技術(shù)中的運算和邏輯進行推算之后，將其發(fā)送到隔離層和以太網(wǎng)的設(shè)備裝置中，利用隔間隔中的測量數(shù)據(jù)對相應(yīng)設(shè)備的運行狀態(tài)進行檢測。這些設(shè)備的最終運行狀態(tài)將直接反映到電氣控制設(shè)備中的智能終端中，一旦識別出存在設(shè)備運行不當和設(shè)備故障問題，便會自動進行跳閘操作，避免設(shè)備故障的影響范圍進一步擴大，實現(xiàn)對火力發(fā)電機組設(shè)備的保護作用。3、站控層站控層在電氣控制系統(tǒng)中的主要作用是對火力發(fā)電機組中相關(guān)設(shè)備進行有效的調(diào)度和控制，確?；鹆Πl(fā)電

4、機組中各類設(shè)備的協(xié)同作用，在確保火力發(fā)電機組運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)發(fā)電效率的最大化，保證電力企業(yè)經(jīng)濟效益的進一步提升。在實際運行的過程中，主要是通過間隔設(shè)備對機組設(shè)備運行信息進行實時傳送，將相關(guān)的信息全部傳送到以太網(wǎng)中，以便于在系統(tǒng)內(nèi)部對相應(yīng)的設(shè)備性能和運行狀態(tài)進行了解之后，實現(xiàn)有效的調(diào)度和集中控制，保證機組運行質(zhì)量。其中中央變電站的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，可以實現(xiàn)對控制裝置和通信裝置的有效溝通，確保對各個級別的調(diào)度通信站實行有效的遠程控制。二、發(fā)變組控制系統(tǒng)1、發(fā)變組保護配置（1）主變高壓側(cè)：主變高壓側(cè)的合并單元所采用的接線方式為主線與電流和電壓串聯(lián)形成合并單元，其中的電流合并單元采用點對

5、點的接線方式與保護裝置相連，電壓則是需要利用母線電壓的合并單元與保護裝置連接。（2）主變高壓側(cè)、中性點的電流接入方式同樣是采用電流合并單元并聯(lián)的方式與保護裝置點對點連接。（3）對于發(fā)電機內(nèi)部的中性點電流接入方式來說，所采用的連接方式為電流合并單元點對點接入方式，而電壓則是依靠機端的電壓合并單元，進行點對點接入，最終連接到保護裝置中。（4）火力發(fā)電機組中的高廠變高低壓側(cè)保護措施為：將電流合并單元保護裝置采用點對點的方式連接。高廠變低壓側(cè)電壓是采用電壓合并單元的接入方式與保護裝置相連。2、智能勵磁系統(tǒng)在對數(shù)字化勵磁調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)分布狀態(tài)（圖1為數(shù)字化勵磁系統(tǒng)）進行分析之后可以發(fā)現(xiàn)，勵磁調(diào)節(jié)器的作用主

6、要體現(xiàn)在間隔層和過程層中。由于間隔層對發(fā)電機組設(shè)備保護所發(fā)揮的重要作用。為此，為了保證運行性能，會在間隔層中設(shè)置兩套勵磁調(diào)節(jié)器，以便于在一個發(fā)生故障問題時，另一個可以繼續(xù)保證間隔層的保護性能，為火力發(fā)電機組的正常運行提供保障。而在過程層中所設(shè)置的勵磁調(diào)節(jié)器，因其運行性能存在一定的差異以及設(shè)備運行需求，需要設(shè)置一套含有智能接口的勵磁調(diào)節(jié)器，為電氣回路的統(tǒng)一運行提供保障。在過程層中，通過采集勵磁調(diào)節(jié)器所產(chǎn)生的回路功率，可以實現(xiàn)對開關(guān)量、溫度量等相關(guān)信息的收集。再由勵磁調(diào)節(jié)器的智能接口，將信息傳送到中心控制系統(tǒng)中。勵磁調(diào)節(jié)器在運行的過程中，所產(chǎn)生的電流、電壓和數(shù)字量信息會通過網(wǎng)絡(luò)接收機實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)

7、操作。在調(diào)節(jié)器中所應(yīng)用的是最先進的非線性魯棒控制技術(shù)，其自身所具備的時鐘校對功能和信息通訊功能，可以有效實現(xiàn)對火力發(fā)電機組相關(guān)設(shè)備運行性能的智能數(shù)據(jù)采集。同時還具備一定的在線監(jiān)控功能，可以有效保證火力發(fā)電機組的安全運行。3、發(fā)電機自動準同期（ass）自動準同期并網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的一項重要的基本操作，完成這一操作的設(shè)備是自動準同期裝置（ass），它能控制發(fā)電機組自動調(diào)速和調(diào)壓，使頻差和壓差滿足準同期條件，從而實現(xiàn)準確、安全的并網(wǎng)。具體的同期裝置如下圖2所示。4、快切、avc、agc（1）快切：此處啟備變可采用快切冷備技術(shù)，利用數(shù)字化采集的啟備變電壓、電流、開關(guān)量及廠用高壓段電壓、電流、開關(guān)量，通過

8、快切冷備裝置，在啟備變高壓側(cè)未合閘的情況下，使廠用電源準確順利地切換，這樣每年可節(jié)省大量的啟備變熱備損耗費用。（2）avc：通過調(diào)度發(fā)令至電廠avc裝置，再通過電廠avc裝置調(diào)節(jié)數(shù)字化勵磁裝置，以調(diào)整整個系統(tǒng)電壓。（3）agc：通過調(diào)度發(fā)令至電廠agc裝置，再通過電廠agc裝置將信息發(fā)送至dcs系統(tǒng)，再通過deh系統(tǒng)得以調(diào)節(jié)負荷。三、廠用電控制系統(tǒng)廠用系統(tǒng)主要包括廠用高壓段、廠用低壓段、高壓電機、低壓電機、廠用變壓器等電氣一次設(shè)備，變壓器保護、線路保護、電機保護、備自投、智能斷路器等電氣二次控制系統(tǒng)。此處方案一般為基于profibus標準的dcs控制系統(tǒng)，即所有保護裝置均支持profibus標準規(guī)約，可通過網(wǎng)絡(luò)將保護裝置信息發(fā)送至dcs系統(tǒng)，保護功能由就地保護裝置完成。結(jié)論：數(shù)字化電廠電氣控制技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅能夠提升火力發(fā)電機組的運行性能和運行質(zhì)量，還能降低發(fā)生故障問題的幾率，確保電廠生產(chǎn)的效率。數(shù)字化電廠電氣控制技術(shù)自身的智能控制終端，可以實現(xiàn)對火力發(fā)電機組中設(shè)備運行的合理