基于DCS的火电厂电气自动化系统.doc
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2023-06-30
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基于 DCS 的火电厂电气自动化系统
一、概述
我国自八十年代中、后期引进 DCS 系统技术并在火电厂的单元机组控制中应用以来，经过
十几年的发展，目前 DCS 系统已在火电厂的单元机组控制中得到广泛应用，极大地提高了
火电厂的自动化水平。
新华控制工程有限公司在引进国外先进技术的基础上，研制生产了具有国际先进水平的分散
控制系统———XDPS—400 系统，目前已有 400 多套在各电厂的单元机组控制中投入应用。
分散控制系统已作为机组运行监视和控制的主要手段，为确保机组安全经济运行作出了贡献，
在单元控制室里实现了对机组的启停和事故处理，完成了单元机组集中监控，为逐步过渡到
机炉电统一操作创造了条件。
相对于 DCS 系统促进了电厂热工自动化水平的提高而言，目前火电厂的电气控制水平还相
对比较落后，大多数电厂仍然采用较陈旧的控制手段，仍然在使用盘台上一对一的硬手操方
式，随着 DCS 系统的普及应用，使得机炉热工控制与电气控制之间越来越不协调。另外，
随着电力市场的逐步形成，电厂对电气系统的控制要求也越来越高，运行人员必须具有对电
气系统参数集中监视和控制的手段，并与电气防误操作相结合，提高电气控制的安全性和可
靠性。
我们认为，解决上述问题的有效途径就是实现电厂电气综合自动化，通过电气综合自动化系
统，实现机、炉、电的集中管理，使电厂主控室炉、机、电控制水平协调一致，便于集控管
理。本文结合将新华公司 XDPS—400 系统用于一些工程的 DCS、ECS、NCS 一体化系统的
具体实施过程中的经验和体会，就电厂电气综合自动化系统的一些问题进行深入的分析和探
讨。
二、电气综合自动化系统的设计原则
整个电气综合自动化系统采用分层、分布、分散全微机综合自动化系统技术，整个系统直接
建立在 DCS 系统平台的基础上，同时又将各台机组的 DCS 系统相互连接起来，实现全厂控
制系统平台统一和数据集中的一体化控制方案，满足分散控制和集中管理的要求。
根据电厂单元机组运行控制的要求，我们认为电厂的电气综合自动化系统可以从横向分为机
组电气自动化系统(ECS)，网控自动化系统(NCS)。ECS 系统指从升压站(不包括升压站)到电
厂侧的所有主厂房内的电气设备的监视和控制，包括与单元机组运行直接相关的电气设备的
监控和保护。ECS 系统的划分以机组为单位，每套机组有一套 ECS 系统，完成单元机组电
气自动化。ECS 系统的功能直接通过 DCS 平台实现，用 CRT／键盘操作方式取代盘台上一
对一的硬手操方式，不另外单独设立电气自动化系统，实现了机、电、炉的全局数据共享，
减少了自动化孤岛及系统数据交换的瓶颈，减少系统维护人员的工作量。NCS 系统的划分
以电厂为单位，每个电厂设立一套 NCS 系统，并通过 NCS 系统连接各台机组的 DCS 系统。
NCS 系统完成整个电厂的公用电气系统和升压站电气系统的监控和保护功能；同时通过远
动通道接受上级调度的调度指令，进行厂内的机组负荷经济分配，实现电厂出力控制，
进一步提高电厂效率：通过高级电气控制算法模块，实现设备管理和状态检修功能，实现设
备寿命管理，降低维修费用，延长设备使用寿命；通过实时成本计算模块，根据机组运行状
态统计机组实时运行成本，作为实时竞价的决策依据，满足将来电力市场的实时竞价的要求。
整个电气综合自动化系统纵向分为两层，即间隔层与中央控制层。间隔层通过现场总线网
(CAN-BUS 或 RS485 总线)将各智能微机保护监控单元连结起来。各间厢控制单元均为智能
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