李磊
山东电力建设第三工程有限公司，山东 青岛 266100
摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，发电厂建设越来越多。为了实现节能降耗的目标，阐述大中型火电厂DCS的基本组成和特点，论述了分散控制系统的具体应用以及基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造及应用，以供参考。
关键词：发电厂；分散控制；系统安全
引言
随着信息化技术在电力领域的飞速普及，电力行业在近几年异军突起，但同时互联网信息所带来的信息安全问题也值得人们予以高度关注。在我国现代化建设进程中，工业基础设施的信息安全问题已经衍生为一场没有硝烟的战争。事实上，发电厂分散控制系统的信息安全直接关系到电力行业发展的战略安全问题，甚至是国家政治稳定问题。因此，发电厂必须高度重视各项信息控制工作，反复加固电厂中的分散控制系统，为国家信息安全树立坚固的屏障。
1大中型火电厂DCS的基本组成和特点
DCS是大中型火电厂最常用的自面向功能和对象而实现的“站”为基本单元构成控制层，专门设计的分布式动态实时数据库用于管理分布在各站的系统运行所需的全部数据。系统网络可采用星形、环形或树形结构，实现物理和逻辑上的完全冗余，达到了多重化冗余；网络服务软件同网络硬件共同实现站与站之间的通信并通过分布式实时数据库实现全局信息共享。随着机组容量的不端扩大，监控点数的不端增加，网络通信速度也随之提高。越来越多的DCS的网络层开始采用高速以太网用于数据传输，为克服以太网通信的“不确定性”和网络迟延而造成控制性能的降低，采用了更先进的基于优先级的数据传输策略和基于高速交换机的网络设备，从而可以保证通信和控制的实时性。监控层中的各个工作站的划分以功能相对自治为原则，不同的功能用不同的工作站来实现。EDPF-NT系统由ENG站、OPR站、DPU站、HSR站、LOG站、CAC站和GATEWAY站7种工作站组成。DCS的主要特点是控制功能强，系统可靠性高。采用CRT操作站有良好的人机界面，软硬件采用模块化积木式结构，系统容易开发；采用组态软件，编程简单，操作方便，有良好的性价比。
2分散控制系统的具体应用
随着新时期人们物质生活水平的提升，广大人民群众均对电力行业的繁荣发展提出了更高渴求。在新的环境背景下，发电厂自动化建设是满足人民群众需求的唯一出路，分散控制系统的安全加固在其中起到保障作用。就现阶段来看，信息化技术和互联网媒介在发电厂建设中的应用，不仅能够对各生产环节进行实时监控和精准控制，同时也能够大幅度提高数据采集和分析的效率和精度。所以，信息化管理和电厂电气监控自动化技术的融合已经成为现代发电厂发展的一大趋势，在时代发展变换中，更加先进的技术将会不断为分散控制系统注入新鲜血液，电厂生产的传统控制操作系统必将彻底被分散控制系统所取代。与此同时，独立操作是当前阶段电力技术在间隔层保护测量控制装置中的另一显著特征，这也侧面印证了电气自动化技术的蓬勃发展，分散控制系统的整体化将有望实现。近几年来，国际电工委员会正式针对电气自动化技术出台国际标准，为分散控制系统的大范围推广和应用提供了良好的契机。事实上，发电厂中的电气自动化系统是一种主打多方位的系统构造，和传统的控制系统具有十分明显的区别。首先，电气自动化技术能够自行协调主控机室、炉、电等，能够大幅度缓解工作人员的压力，实现对电厂系统的集中管理控制。与此同时，随着信息化技术在电厂系统建设中的逐渐普及，工作效率也由于电气自动化发展趋势而显著提升。随着电力市场规模的不断扩大，电力行业的发展必须以电气自动化的运行管理水平提升为核心前提。因此，相关技术人员应该意识到分散控制系统在发电厂电气自动化中的重要应用意义，针对这一问题展开大量探究摸索，尽可能利用自动化技术以及分散控制系统为电厂运行发展提供更多便利，为电力行业创造更高的经济效益。值得注意的是，电气自动化系统的主旨工作是对各生产环节进行监察管控以及实现设备间的数据传送和交换，所以其在电气运营管理中定然会大放异彩。
因此，要加速现代化信息技术和分散控制系统的融合，全力打造与现代化发展需求相一致的电气自动化系统，提高自动化技术水准，为电力行业的可持续发展开辟更为广阔的投资空间。
3基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造及应用
基于DCS的大中型火电厂电气控制系统的改造的主要目的是将电厂独立应用的电气系统的控制纳入到DCS中，或将陈旧的模拟式电气控制系统改造为基于DCS的全自动化系统，从而实现大机组机、炉、电控制的一体化和综合自动化，实现厂级运行管理。
3.1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。
3.2实现保障
在电气自动化系统运行管理的过程中，相关工作人员往往会从电厂的社会效益、系统运行安全性和稳定性等角度着眼考虑，为控制系统的安全加固工作制定明确的目标规划，在初期阶段对施工周期和施工细节问题进行全面把握，为后续各项分散控制系统的安全加固工作夯实基础。
3.3DCS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。
结语
综上所述，火力发电实践中的DCS自动技术利用对于火电厂的具体工作实效有显著的影响，所以在实践中关注DCS自动技术的具体利用非常重要。文章对DCS进行具体的分析，总结火电厂DCS自动技术的具体利用，并在总结的基础上研究深化利用DCS自动技术的具体措施和方法，目的是要指导实践工作。
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