1、热工电力自动化技术探讨摘要：总体来讲，热工自动化系统的发展趋势是高速化、智能化、一体化和透明化。对故障信息的研究和充分利用是发掘热工故障诊断与故障预测的基础，现场总线的应用，为热工自动化系统的进一步发展提供了不断拓展的空间。 关键词：电力；热工；自动技术；系统优化 中图分类号：N945.15 文献标识码：A 文章编号： 引言 随着计算机技术的快速发展, 发电厂电气控制纳入 DCS 监控系统中的应用将更加广泛, 电气控制在 DCS 中的逻辑控制也就越来越重要 , 如何更好地在 DCS 中将电气控制部分的逻辑与热工控制的逻辑结合得更加完善和完美, 一、变革性重要影响的三项新技术 （一）电力系统的智
2、能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的 40 多年中大体上可分为 3 个阶段：基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段；智能控制阶段。智能控制是当今控制理论发展的新阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景，其具体应用于快关汽门的人工神经网络适应控制，基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构，多机系统中的 ASVG（新型静止无功发生器）的自学习功能等。 （二）FACTS 和 DFACTS 1、FAC
3、TS 概念的提出 电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性，一种改变传统输电能力的新技术柔性交流输电系统（FACTS）技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统技术”又称“灵活交流输电系统技术” ，简称 FACTS，就是在输电系统的重要部位，采用具有单独或综合功能的电力电子装置，对输电系统的主要参数（如电压、相位差、电抗等）进行调整控制，使输电更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统，以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量，并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2、FACTS 的核心装置 ASV
4、C 的研究现状 ASVC 由二相逆变器和并联电容器构成，其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压，而且可以在故障后的恢复期间稳定电压，因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比，ASVC 的调节范围大，反应速度快，不会响应迟缓，没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声。并且因为 ASVC 是一种固态装置，所以能响应网络中的暂态，也能响应稳态变化，因此其控制能力大大优于同步调相机。 3、DFACTS 的研究态势 DFACTS 是指应用于配电系统中的灵活交流技术，它是 Hingorani 于1988 年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是对供电质量
5、的各种问题采用综合的解决办法，在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 二、当前电力行业热工自动化技术的发展 随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高，电厂热工自动化技术不断地从相关学科中吸取最新成果而迅速发展和完善，近几年更是日新月异，一方面作为机组主要控制系统的 DCS，已在控制结构和控制范围上发生了巨大的变化；另一方面随着厂级监控和管理信息系统（SIS） 、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用，给热工自动化系统注入了新的活力。 （一）DCS 的应用与发展 火电厂热工自动化系统的发展变化，在二十世纪给人耳目一新的是DCS 的应用，而当今则是 DCS 的应用范
6、围和功能的迅速扩展。2.9 火电厂机组检修运行维护方式将改变。 随着电力市场的竞争，发电企业将趋向集约化经营和管理结构扁平化，为高经济效益，发电企业在多发电，以提高机组利用小时的同时，将会通过减少生产人员的配备，密切与外包检修企业之间的联系，让专业检修队伍取本厂检修队伍的方式来提高劳动生产率。因此检修维修工作社会化将是一种趋势。此外 DCS 的一体化及其向各功能领域渗透，提高电厂整体协调和信息化、自动化水平的同时，也将会使电厂原专业间及专业内的分工重新调整，比如热工与电气二次回路的专业划分打通。为了降低成本，电厂不再保持大批的检修维修人员，因此检修维护方式也将因此而改变，比如让生产厂家和代理公
7、司承担 DCS 和相关设备的检修工作。 电厂机组容量的不断增大，热工自动化系统所依赖的测量仪表也大量增加。在现场总线和智能仪表未全面使用的情况下，这些仪表还需定期校验。为提高测量仪表校验工作的效率，实现测量仪表从校验、基础数据台帐的建立、设备校验计划和日常维护工作的产生、执行、校验、数据输入、终结及统计分析，周期调整等的全过程自动管理代替人工管理，将是电厂仪表管理发展的趋势，因此全自动仪表校验装置和自动管理软件的需求量将会迅速增加。 （二）现场总线与 DCS 相互依存发展 未来一段时间里，现场总线将与 DCS、PLC 相互依存发展，现场总线借助于 DCS 和 PLC 平台发展自身的应用空间，D
8、CS 和 PLC 则借助于现场总线完善自身的功能。 现场总线作为一个完整的现场总线控制系统，目前还难以迅速应用到整个电厂中，而 DCS 虽然是电厂目前在线运行机组的主流控制系统，但由于其检测和执行等现场仪表信号仍采用模拟量信号，无法满足工程师站上对现场仪表进行诊断、维护和管理的要求，限制了控制过程视野，因此 DCS 通过容入通信协议国际标准化的现场总线和适合现场总线连接的智能化仪表、阀门，并将自身的输出驱动功能分离移到现场或由现场智能驱动器代替，功能简单且相对集中的控制系统下放到采用 FCS 控制和处理功能的现场智能仪表中，然后由少量的几根同轴电缆（或光缆）和紧急停炉停机控制用电缆，通过全数字
9、化通信与控制室连接。将有助于降低电厂造价，提高自身的可靠性，拓宽各自的功能，推动各自的发展。除新建电厂将会更多的采用现场总线的智能设备外，也会成为运行多年的机组下一步的改造计划。 三、过程控制优化软件将得到进一步应用 进一步提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标，是火电厂热工自动化控制技术研究的一个方向。虽然目前有关自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等技术，在电厂控制系统优化应用的报道有不少，但据笔者了解真正运行效果好的不多。随着电力行业竞争的加剧，安全、经济效益方面取得明显效果、通用性强、安装调试方便的优化控制专用软件（尤其是燃烧和蒸汽温度优化、性能分析软件、 ）将会在电厂得到亲睐、进
10、一步发展与应用。 目前机组的 AGC 均为单机方式（由调度直接把负荷指令发给投入AGC 的机组） 。由于电网负荷变化频繁，使投入 AGC 的机组始终处于相应的变负荷状态，锅炉的蒸汽压力和温度波动幅度大，辅机、阀门、挡板等设备动作频繁，这种方式对机组和设备的寿命都会产生一定的负面影响。随着发电成本的提高，发电企业需从各个角度考虑如何切实降低电厂运行成本，延长机组的使用寿命。因此配置全厂负荷分配系统（即电网调度向电厂发一个全厂负荷指令，由电厂的全厂负荷分配系统，以机组的煤耗成本特性为基础，在机组允许的变化范围内，经济合理地选择安排机组的负荷或变负荷任务，使全厂发电的煤耗成本最低，降低电厂的发电成本
11、）将是发电企业必然的要求，相信不久的将来，单机 AGC 方式将会向全厂负荷分配方式转变。 四、结束语 现代控制理论的应用，将改写热工调节系统的指标。随着计算机技术的进步，网络化的保护及故障信息系统将会不断发展，最终基于网络大容量数据传输可实现，远程专家监控诊断系统的开发应用，火电厂检修运行维护的结构将彻底改变，届时仅需少量人员进行机组的运行维护，更多的是通过远程专家监控诊断系统（类似于电力调度） ，实现对机组的运行监控、维护和故障诊断、处理。 参考文献： 1肖健，徐蓬勃，赵伟。电气控制进入 DCS 的应用与分析。广东电力，2005（18）：4446. 2毕盛春 电力系统远动及调度自动化M，中国电力出版社，2008（05）.
