火电机组的调控与技术探究

　　随着我国电力体制改革的深化，电力市场竞争将更加激烈，降低资源损耗和提高管
理效益成为各发电企业的迫切需求。为此，对火电厂辅助车间自动控制水平提出了更高的
要求，利用先进可靠的网络技术实现火电厂辅助车间控制系统（辅控系统）集中监控成
为确定的发展方向。本文介绍一种新型的星环混合型网络结构，其兼容了星型网络易于扩
展和环形网络可靠性高的优点，有效地解决了各个辅控系统不易联网、通讯可靠性差的难
题，推动了火电厂生产过程高度自动化和管理现代化，使得进一步实现全厂集中监控成
为可能。

1 辅控系统现状大型火电厂辅控系统原设计方式为将众多的辅控系统（化学水处理、

输煤、除灰渣等）独立设置，其存在如下弊端：

（1）如化学水处理、除灰等控制系统各自独立，监控点分散。

　　（2）各个系统之间不能协同操作，自动化水平低。
　　（3）采用的硬件及通讯技术较为落后，系统故障率高。
　　（4）各系统过于分散，软、硬件及设计方式不统一，不便于维护。
　　（5）投资及运行成本高。
　　2 辅控系统网络技术的特点目前国内新建大型火电厂辅控系统网络均采用工业以太
网技术，其中控制层根据实际需要选用不同品牌的可编程逻辑控制器（PLC）构成控制
系统，在此基础上构建上层工业以太网络，其具有以下特点。
　　（1）开放性网络构建不受控制层品牌之间不相互兼容的影响，又可以实现与更上一
层通讯网直接通讯，如与火力发电厂厂级监控信息系统（SIS）和管理信息系统（MIS）
等通讯。
　　（2）扩展性网络系统可根据需要随时扩展。
　　（3）通讯距离远采用单模光缆，不需要设置中继器，通讯距离可达到 40 km.
　　（4）通讯速率高可达到 100 M bit/ s.
　　（5）安全可靠可实现全程冗余配置。
　　国内新建大型火电机组辅控系统网络（辅网）结构主要分为单层辅网和双层辅网。
　　2. 1 单层辅网单层辅网将所有子控制系统采用冗余星型连接方式直接接入辅网核心
交换机，但由于大型火电机组各辅控系统之间关联性不强，地理位置分散，且数量较多 ，
直接将所有的子控制系统接入辅网，导致核心交换机庞大，造价偏高。单层辅网网络拓扑
结构。
　　2. 2 双层辅网根据大型火电机组各辅控系统之间的关联性，同时考虑地理位置的分
布，遵循相关、就近联网的原则，组成水集中控制系统、燃料集中控制系统、灰集中控制系
统。在此基础上将 3 个子网作为独立的网络节点，采用冗余星型网络结构，构建成全厂辅
助车间集中监控网络。根据子网采取的网络拓扑结构又分为双层星型网络和星环混合型网
络，双层星型网络便于系统扩展，星环混合型网络系统安全性高。双层辅网网络拓扑结构。
　　双层辅网网络结构清晰，各相关控制系统分别集中成下层网络，有效地解决了各个
辅控系统不易联网、通讯可靠性差、自动化水平低、不便于维护的难题。同时，扩大了监控
范围，涵盖了大型火电机组全部辅控系统。
　　冗余星环混合型双层网络结构保留了星型网络便于扩展和环型网络的高安全性的优
势，避免了环形网络不易扩展的问题，减少了核心网络接口设备的通讯口数量，大大降
低了投资成本，其必将成为大型火电机组辅助车间集中监控网络结构。
　　3 实际应用国电成都金堂发电有限公司 2 600 M W 机组和泸州川南发电有限责任公司
2 600 M W 机组辅控系统由西安热工研究院有限公司承担设计、成套及调试，其控制系统