师志强
上海中建海外发展有限公司 邮编200126
摘要：随着经济的不断发展互联网技术的蓬勃发展，如何实现火力发电企业的自动化、一体化和智能化管控，怎样更好的及时有效的利用电气自动化技术成为了人们越来越关注的问题之一。本课通过对国内火力电气综合自动化系统进行深入研究，将火力电气系统接入DCS不同模式中进行分析，并以实际工程为例进行阐述，总结出互利电气自动化系统的最新配置方案，以及与DCS系统配合的接口方案，并为此总结出火力发电中电气自动化技术创新的应用措施，以此推动火力发电企业的智能化发展。
关键词：火力发电；电气自动化；创新应用
1、火力发电厂电气自动化技术的演变
1.1火力火力发电厂电气设备传统的控制方式
根据常规方法，发电厂的电气设备与火电厂中的分布式控制系统（DCS）之间的连接通常使用硬接线端口。对于使用常规方法的6kV系统，微机保护设备只能够对主机起到简单的保护功能，工作电路是依赖于外部部分的分立原件，从而起到对外接电路的保护作用，外部电表能够用于积累功率，通过控制电缆连接到dcs进行状态监视，而当电流或电压变送器向DCS提供电流和电压模拟信号的时候，DCS通过D模块收集状态信号，并通过开关至初 并通过开关值出（DO模块输出和中间继电器）控制开关。对于以常规方式的380V系统，电流或电压的模拟信号通过电流或电压变送器提供给DCS，并且环路的一部分（包括馈线和电动机）配备有电表以进行测量能源。DCS还可以通过D模块收集状态信号，例如开关位置，保护动作和控制电路断开，并通过开关输出（DO模块输出和中间继电器）控制开关。
1.2火力发电厂电气自动化技术发展现状
在过去的十年中，随着火力发电厂锅炉和汽轮机运行控制自动化水平的提高，需要电气系统来提高自动化水平，与锅炉和汽轮机系统协调发展的呼声越来越高。
尽管DCS系统起到了保护锅炉和涡轮机的作用，但是电气系统包含在DCS中的含义已经发生了细微变化，几年前，对DCS到FCS的发展前景进行了热烈的讨论。当电厂DCS发展到远程I/O时，电气系统实现了完全分布式的测控功能，随着变电站系统的成功应用，现场的总线和以太网技术为核心的电厂电气系统已经开始被广泛运用，FECS系统的出现使得火力发电技术得到空前发展。用于热力发电的电气技术已经变得广泛，国内热电厂监控管理系统的发展历程可规划如图。
图1.2系统发展历程
在火力发电厂的长期发电和供电过程中，传统的设备控制系统由分布式控制系统统一控制。如果不引入电气自动化监控系统，则长期的集中控制不会对设备造成一定的损失。但如果长期内不对相关的涉笔进行检查和处理，会导致设备故障甚至会引发重大安全隐患。
2、火力火力发电厂升压站网络微机监控系统创新应用
2.1 NCS系统的构成和功能
网络计算机监视系统（NCS）通常使用两层结构，由空间层和站控制层组成。没有中间的前端，从可以避免瓶颈，网络结构使用双以太网，而通信介质是光纤或者是电缆，他们都是一个全自动化的系统，都被广泛用于监视和控制升压开关站当中，作为距离开关目的是进行继电保护和自动化设备保护。它的整体设计概念是基于整个系统变电站隔离进行设计的防护系统，通常以时间间隔为单位进行全方位考虑。同时，该保护设备可以适应集成自动化系统的要求，并完全支持四种远程功能，例如对设置值的远程修改，远程回退保护，远程信号，远程信号等。例外情况是紧急手册在机架控制单元中保留。除操作跳闸和合闸装置外，所有其他保护控制，监视，测量和报警功能均通过集成的自动化系统执行。
2.2 NCS系统组网创新应用
NCS系统的组网方案比较成熟，与ECMS组网相比，简单可靠。该系统采用分层分布式结构，采用“双层设备，双层网络”的形式。监视，布置在单元控制室或集中控制室中。
通常，2台主机、2台操作员工作站、1台工程师兼维护站、1台五防及培训工作站、1台网关工作站、1台公用接口设备、2台打印机、4台网络交换机及通信接口设备等组成，如图2.2所示
间隔层主要负责隔间就地监控，间隔层设备主要由间隔单元以及网络接口等设备主城，适用于网络继电器的室内操作。
主机和网络设备是双系统热备用，站控制层网络和托架层网络使用双以太网，双网络使用并行工作模式，并且网络拓扑使用完全交换的星形网状拓扑：站控制层网络它通过双光纤网络连接到托架网络。 该系统主要是采用双以太网结构，使通信网络实现了冗余结构，提高了整个通讯系统的可靠性。
2.3实时数据采集系统
通过设在间隔层的数据模拟系统进行实时信息的采集和处理，建立实施数据采集系统，相关信息采集系统处理方式如下：
①模拟量的采集处理
定时采集：按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度检验及数据库更新等
越限报警：按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警，其报警信息包括报警条文、参数值及报警时间等内容
追忆记录：对要追求的记忆进行拟量处理，能够实现对追忆前后数据的采集和发布如2.3(a)所示。
图2.3(a) 模拟量的采集处理
②状态量(开关量)的采集处理
定时采集：按快速扫描方式周期采集输入量、并进行状态检查及数据库更
当被检测的设备状态发生变化的时候，出现设备个别位置是或异常报警，其报警信息是通过报警条文的形式和事件发生先后顺序的时间来呈现，对断路器的位置信号继电保护动作信号等，需要快速反应的开关，根据其变位发生的时间，先后进行顺序记录。具体实现如图2.3(b)所示。
图2.3(b) 状态量的采集处理
总结：伴随着机组向大容量、高参数发展这一大趋势，火力发电厂自动化程度已经显得尤为重要。火力发电厂的电气自动化水平直接影响着火力发电厂建设的投资收益，火力发电厂运行的总体经济效益以及整个电力系统的自动化水平。在当前的技术发展水平上，ECMS的应用方案主要是基于监控方法和关键的硬件连线上方法面。这两种方法都是高度可靠的，并且某些通讯故障不会影响整个工厂运行的安全性。电气监控系统ECMS与分布式控制系统DCS之间的接口应根据控制模式来确定，对于监视模式，可以使用“专用网关”连接到DCS以太网交换机。
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