一、概況　　近年來，我國電力工業(yè)持續(xù)發(fā)展，單機容量不斷增加、電力系統(tǒng)規(guī)模繼續(xù)擴大和新能源的大力建設(shè)，促進了新技術(shù)的應(yīng)用，并對自動化技術(shù)和儀表提出了更高的要求。由中國自動化學會儀表與裝置專業(yè)委員會、上海市電機工程學會儀器儀表與過程控制專業(yè)委員會、上海市自動化學會自動化儀表及應(yīng)用專業(yè)委員會主辦的“電力自動化技術(shù)的新發(fā)展”研討會于2009年11月5日在上海新國際博覽中心召開。由于在“2009年中國國際工業(yè)博覽會——工業(yè)自動化展”期間舉行，有來自全國有關(guān)企業(yè)、用戶、研究設(shè)計院所和大專院校的專家與工程技術(shù)人員約百人參會。　　上海華東電力設(shè)計院、上海核工程研究設(shè)計院、華東電力試驗研究院有有限公司、上海電力學院、北京廣電核系統(tǒng)工程有限公司、北京國電智深控制技術(shù)有限公司、弗若斯特莎利文（北京）咨詢有限公司共8位專家作了精彩的主題報告。　　上海市自動化學會常務(wù)理事黃慧雄教授級高工與上海市電機工程學會儀器儀表與過程控制專業(yè)委員會副主任委員高天云高工主持了會議?！?b>二、主題報告　　首先，由上海華東電力設(shè)計院侯新建高工介紹“1000MW超超臨界機組熱控設(shè)計特點”。他詳述，截至2009年6月，我國已投產(chǎn)的百萬千瓦超超臨界機組共12臺，其中10臺是由我院設(shè)計的。在熱力系統(tǒng)的熱控設(shè)計中，碰到的主要問題如：① 主蒸汽和再熱蒸汽母管疏水閥門的控制，目前實際運行效果不大理想；② 玉環(huán)電廠的三菱鍋爐資料中沒有測量主蒸汽流量信號的要求，而西門子的汽機在DEH控制中需要該信號，我們在鍋爐一級過熱器出口裝設(shè)流量噴嘴，因高溫高壓環(huán)境，設(shè)備費用昂貴，且造成較大的管道阻力損失；③ 超臨界直流鍋爐與亞臨界汽包鍋爐的最大區(qū)別在于前者設(shè)計有啟動旁路系統(tǒng)，必須設(shè)計好，其中流量測點安裝位置應(yīng)在啟動再循環(huán)管路之后，以保證給水流量測量值能適應(yīng)各種運行工況，在外商原設(shè)計中給水流量測量同時采用大、小量程兩臺變送器，考慮到現(xiàn)在變送器精確度高，我們只裝設(shè)一臺變送器；④ 外高橋三廠由于給水泵全程調(diào)速，給水系統(tǒng)的給水流量調(diào)節(jié)閥簡化掉了；⑤ 在凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)計中，將除氧器水位偏差信號直接作用于凝汽器補水閥調(diào)節(jié)，還作用于除氧器水位調(diào)節(jié)閥，這樣可縮短系統(tǒng)調(diào)整時間，加快除氧器水位調(diào)整的系統(tǒng)響應(yīng)速度；⑥ 西門子的汽輪機設(shè)計中，抽汽管道第一個逆止門前的水平管段上并未裝設(shè)上下溫度測點（我國有關(guān)標準有此規(guī)定），由此可知國外廠商采用了自己積累的經(jīng)驗，并未完全遵循汽機防進水的標準。在談到細節(jié)的設(shè)計問題時他介紹：在高溫測量方面曾邀請上海自儀三廠就超超臨界參數(shù)對熱電偶套管的壁厚、插入深度、材料強度等作專門課題研究，該廠已開發(fā)出相應(yīng)產(chǎn)品；DCS選型和配置與60萬千瓦機組的系統(tǒng)沒有太大區(qū)別；機組保護主要采用鍋爐主燃料跳閘保護（MFT）和汽機保護（ETS），上海外高橋三廠還設(shè)置了熱控智能保護，此發(fā)明專利在不降低現(xiàn)有保護可靠性的同時還減少了機組誤動和拒動次數(shù)；目前，現(xiàn)場總線在電廠百萬千瓦超超臨界機組的補給水、廢水控制考慮采用Profibus現(xiàn)場總線，我院在華能金陵電廠二期主機控制系統(tǒng)設(shè)計中已全面采用現(xiàn)場總線技術(shù)，2009年年底將投產(chǎn)。最后，他介紹超超臨界機組的發(fā)展趨勢，在國外正在研發(fā)主汽壓力31 MPa、蒸汽溫度620 ℃等更高參數(shù)的機組；在國內(nèi)正在研發(fā)單機容量為1200～1300 MW的機組，我院對1350 MW機組正在進行前期研究，經(jīng)濟指標和節(jié)能為追求的目標。
侯新建高工
任永忠高工 　　接著，上海核工程研究設(shè)計院任永忠高工介紹“AP1000核電廠儀控系統(tǒng)介紹”，他細述，經(jīng)過對美國、法國、俄羅斯核電技術(shù)的調(diào)研，我國決定引進當今世上最先進的壓水堆核電技術(shù)，以美國西屋公司的AP1000核電廠設(shè)計和設(shè)備制造技術(shù)作為我國第三代核電的主機，走引進、消化、吸收和再創(chuàng)新的發(fā)展道路，力爭實現(xiàn)自主化。AP1000為單堆布置兩環(huán)路機組，電功率1250 MWe，設(shè)計壽命60年，主要安全系統(tǒng)采用先進的非能動設(shè)計，布置在雙層結(jié)構(gòu)的安全殼內(nèi)，AP1000核電廠設(shè)計的特點是：簡化的非能動安全系統(tǒng)設(shè)計理念，模塊化建造技術(shù)，數(shù)字化儀控系統(tǒng)和先進主控制室設(shè)計，設(shè)置嚴重事故預(yù)防與緩解措施，從而提高核電廠的安全性和經(jīng)濟性。儀控系統(tǒng)的信息和控制功能為：持續(xù)為電廠操縱員提供電廠狀態(tài)、事件及對安全和可用性重要變量的功能；允許電廠操縱員分析信息、做出決定的功能；操作電廠、獲得電廠反饋信息的功能。儀控系統(tǒng)架構(gòu)包括：電廠接口層、處理屋、網(wǎng)絡(luò)層、人機接口層、外部通信層。儀控系統(tǒng)包括：運行和控制中心系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)、多樣化驅(qū)動系統(tǒng)、特殊監(jiān)測系統(tǒng)、堆芯儀表系統(tǒng)、電廠控制系統(tǒng)、安全級的保護和安全監(jiān)測系統(tǒng)。對儀控系統(tǒng)的要求為：實體分離（可限制獨立線路和功能的單一故障），功能隔離（將特定的功能或子功能分配給不同的處理器，同時將特定的I/O分配給不同的I/O模塊來實現(xiàn)），可靠性、可用性、容錯性、可維護性、可試驗性、可擴展性與靈活性。整個核電廠從工藝系統(tǒng)分，有安全級和非安全級兩大部分，安全級儀控系統(tǒng)采用ABB公司的Common Q平臺，所有模塊都經(jīng)過鑒定；非安全儀控系統(tǒng)采用艾默生公司的Ovation平臺。我國三門和海陽核電站采用AP1000技術(shù)，三門1號機組預(yù)定于2013年商業(yè)運行?！　∪A東電力試驗研究院有限公司祝建飛高工介紹“燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組AGC及一次調(diào)頻研究和應(yīng)用”，他闡述由于電能儲存困難，為保持發(fā)電和用電的平衡，需對發(fā)電機組進行AGC（自動化發(fā)電控制）和一次調(diào)頻。AGC是火電機組自動控制系統(tǒng)中最上層的協(xié)調(diào)控制功能，能控制機組自動化響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度發(fā)出的負荷指令；一次調(diào)頻是指電網(wǎng)的頻率一旦偏離額定值，控制系統(tǒng)能自動控制機組有功功率的增減，限制電網(wǎng)頻率變化，使電網(wǎng)頻率維持穩(wěn)定?，F(xiàn)在新型的火力發(fā)電機組有燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，其特點為高效、清潔、變負荷快，更適宜于電網(wǎng)調(diào)峰，在上海電網(wǎng)裝機容量（1664萬千瓦）中這種機組占19%（314萬千瓦）。但這類機組AGC功能實現(xiàn)難度較大，例如在我國二拖一多軸布置燃機聯(lián)合循環(huán)機組AGC正常投運的幾乎沒有。為了掌握這類機組AGC變負荷特性，實現(xiàn)機組AGC功能。安全、快速地響應(yīng)電網(wǎng)負荷指令變化，我們選擇GE公司9E型燃機（輸出功率270 MW）進行AGC控制試驗研究，結(jié)果表明：燃機聯(lián)合循環(huán)機組變負荷速率快，負荷響應(yīng)特性好，適宜用于電網(wǎng)調(diào)峰。燃機聯(lián)合循環(huán)AGC控制是一個比較新的課題，由于某些原因AGC正式投運的較少，需要加大研究和開發(fā)力度。
張浩教授 　　上海電力學院張浩教授介紹“智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究”，他論述歷屆美國總統(tǒng)要提出一項牽動世界神經(jīng)的東西，2009年現(xiàn)任美國總統(tǒng)奧巴馬將智能電網(wǎng)（Intelligrid）提升為美國國家戰(zhàn)略，歐盟、日本、加拿大、澳大利亞等國家積極跟進。長期運行表明，中國電網(wǎng)是世上最好的，因此美國愿意在這方面與我國合作研發(fā)。中國智能電網(wǎng)的正式提法叫“堅強智能電網(wǎng)”（Strong Smart Grid），認為智能電網(wǎng)首先應(yīng)當是一個堅強的電網(wǎng)，堅強是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能是堅強電網(wǎng)充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵，兩者相輔相成、協(xié)調(diào)統(tǒng)一。國網(wǎng)公司結(jié)合基本國情和特高壓實踐，確立了加快建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展目標，即加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)（國外有的選擇超高壓，有的選擇超導）為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。其基本特征為：數(shù)字化（數(shù)字化的電網(wǎng)、電表與用電設(shè)備），信息化（市場、電網(wǎng)、用戶信息與寬帶通信形成的信息平臺），自動化（大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制，高級智能調(diào)度，變電站自動化與用戶用電系統(tǒng)智能控制），互動化（電網(wǎng)、發(fā)電與用戶以信息為基礎(chǔ)的互動）。中國智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃分為3個階段：① 2009～2010年：規(guī)劃試點階段，重點制定規(guī)劃、技術(shù)和管理標準，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開展各環(huán)節(jié)試點；② 2011～2015年：全面建設(shè)階段，將加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；③ 2016～2020年：引領(lǐng)提升階段，將全面建設(shè)成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備達到國際先進水平?！　”本V利核系統(tǒng)工程有限公司白濤經(jīng)理介紹“大亞灣核電站1號與2號機組KIT/KPS系統(tǒng)改造技術(shù)”，他述說大亞灣核電站是由法國人總包的項目，采用的是上世紀七八十年代的計算機技術(shù)，我公司共用18個月進行DCS改造，先完成2號機組，2009年4月完成1號機組，改造后的計算機系統(tǒng)基于北京和利時公司的HOLLiAS-N系統(tǒng)平臺，軟件增加了KIT/KPS專有的應(yīng)用功能：如KPS、與其他系統(tǒng)通信、仿真培訓、遠程監(jiān)視、KIT/KPS數(shù)據(jù)處理、RIC數(shù)據(jù)處理（這是火電站沒有的，核電站的中子通量計算）、定制的人機界面、報警卡等功能。硬件定制的有：模擬量與開關(guān)量采集模塊、接口板卡、機柜和盤臺接口等。經(jīng)過改造，在功能方面：如組態(tài)和下裝、模擬流程圖顯示、變量列表、報警處理和監(jiān)視、設(shè)備診斷、報表、數(shù)據(jù)存檔和離線分析等都有所提高。在性能指標方面：如開放性和可擴展性、數(shù)據(jù)容量、組態(tài)編譯、下裝和生效時間、模擬量采集、畫面刷新、開關(guān)量分辨率、可維護性等有顯著提高?！　”本﹪娭巧羁刂萍夹g(shù)有限公司葉敏教授介紹“面向全廠的自動化控制系統(tǒng)”，他敘述2007年10月以前國內(nèi)已投運的200多臺600 MW、1000 MW等級超（超）臨界機組全部采用國外自控系統(tǒng)，之后國產(chǎn)DCS取得了多項突破，打破了國外控制系統(tǒng)對大型火電機組自控系統(tǒng)的壟斷局面。國電智深EDPF整體解決方案是適用于大型發(fā)電廠的自動化成套控制系統(tǒng)，它以DCS（EDPF-NT）為核心，包括廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、全激勵仿真系統(tǒng)（SIM）、現(xiàn)場總線、高參數(shù)智能化儀表、優(yōu)化控制策略等技術(shù)，是構(gòu)成全廠一體化的整體自動化解決方案。2006年對EDPF-NR系統(tǒng)升級，采用了一系列的新技術(shù)與新產(chǎn)品，如新型、強大的過程控制器：采用先進的低功耗器件和制造工藝，小型的全密封結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，具有獨特超強防護能力的模件和豐富的適合火電廠特點的控制算法；高性能全局分布式實時數(shù)據(jù)庫，使大系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)量得到分區(qū)管理，減少信息混雜，降低網(wǎng)絡(luò)負荷，便于單獨組態(tài)及實現(xiàn)域內(nèi)、域間實時數(shù)據(jù)的組播和發(fā)布定閱兩種數(shù)據(jù)刷新方式，對于每個域，取消實時數(shù)據(jù)點ID的統(tǒng)一分配和點目錄。國產(chǎn)EDPF-NT自控系統(tǒng)已有34臺套應(yīng)用于600 MW、1000 MW等級的機組，例如實現(xiàn)了大連莊河2×600 MW超監(jiān)界燃煤機組主廠房和輔助車間設(shè)備的全部控制監(jiān)視任務(wù)，系統(tǒng)總規(guī)模達到30000點，國產(chǎn)DCS進步是國家和社會各界大力支持的結(jié)果。　　華東電力試驗研究院有限公司姚峻高工介紹“1000 MW機組FCB控制功能的實現(xiàn)”，他闡釋FCB（Fast Cut Back）是指火電機組在電網(wǎng)或線路出現(xiàn)故障而機組本身運行正常的情況下，不觸發(fā)機組跳閘。廣義地講，F(xiàn)CB有3種類型：① 電網(wǎng)側(cè)故障時，帶廠用電運行；② 發(fā)電機和出線電所故障時，汽機保持3000 r/min空載運行；③ 汽機故障跳閘時，鍋爐保持運行。以上3種方式鍋爐都快速減少燃燒率，高、低旁路快速開啟；后兩種方式，機組輔機的電源要快切到其他正常電源。FCB功能的實現(xiàn)可大大縮短電網(wǎng)的恢復時間，減少鍋爐的停運概率，節(jié)約鍋爐重新啟動的成本，減少機組的電量損失，具有重大的經(jīng)濟意義。FCB實施是一個系統(tǒng)工程，是對機組的工藝系統(tǒng)、設(shè)備、控制等都提出了高要求，關(guān)鍵是機組的系統(tǒng)配置要有利于FCB的實現(xiàn)，機組的控制系統(tǒng)要有利于維持機組的工質(zhì)和能量快速平衡。上海外高橋三廠為了1000 MW機組FCB控制功能的實現(xiàn)，首先實行了機組系統(tǒng)有利于FCB的配置（如大旁路設(shè)計、給水泵汽源切換方式有利于給水系統(tǒng)的穩(wěn)定，大容量除氧器有利于工質(zhì)穩(wěn)定等）；其次是對機組保護、調(diào)節(jié)和程控回路的全面梳理和優(yōu)化；再次是FCB主控制回路的設(shè)計與優(yōu)化等。2008年3月外高橋三廠在國內(nèi)百萬千瓦級機組中首次實現(xiàn)經(jīng)受實際考驗真正的FCB功能。同年4～8月，該廠7號、8號機組共發(fā)生5次FCB工況，每一次都獲得成功（FCB類型均為停機不停爐）。如5月18日7號機組在1000 MW工況下，從故障發(fā)生觸發(fā)FCB主機組重新并網(wǎng)僅用了11分鐘36秒，機組在并網(wǎng)12分鐘后負荷已到500 MW以上，在整個過程中機組各項熱力參數(shù)指標都很優(yōu)良，由于FCB和成功，大大減少了電廠的損失和對電網(wǎng)的沖擊?！　「ト羲固厣模ū本┳稍冇邢薰緩堉痉褰?jīng)理介紹“自動化技術(shù)和產(chǎn)品在電力行業(yè)的發(fā)展前景”，他簡述2009年1～9月我國電源基本建設(shè)情況，其完成投資1997.41億元，其中火電831.64億元，水電438.49億元，核電373.90億元，風電344.73億元。電網(wǎng)基本建設(shè)完成投資2192.93億元，預(yù)計全年完成投資3605億元。相比電源部分，電網(wǎng)對自動化的需求一直保持強勁的勢頭；三塊新能源（風電、核電和太陽能）對自動化產(chǎn)品需求的拉動也起到了一定的作用。電力自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢：FCS定將成為我國電力系統(tǒng)自動化的主導設(shè)備，無線通信技術(shù)和IT技術(shù)將會得到長足的發(fā)展，安全和節(jié)能技術(shù)將得到更多的應(yīng)用。中國智能電網(wǎng)總投資預(yù)計將超過4萬億元，對自動化產(chǎn)品也將有大的需求。三、收獲　　本次研討會邀請了有關(guān)專業(yè)引領(lǐng)技術(shù)的專家，重點交流了下述4方面的內(nèi)容：　?、?新經(jīng)驗：介紹了目前已投產(chǎn)的1000MW超超臨界機組在熱控設(shè)計方面的經(jīng)驗與問題，為進一步改進國內(nèi)在建項目提供借鑒?！　、?新技術(shù)：我國已走過30年核電建設(shè)之路，AP1000作為我國第三代核電主機雖有爭議，但它是世界最先進的核電技術(shù)，我國將于2013年投入商業(yè)運行，而美國現(xiàn)在還沒有。在火電方面，少有的燃機聯(lián)合循環(huán)機組AGC控制與百萬千瓦級機組實現(xiàn)FCB功能，顯示了巨大的經(jīng)濟效益，需繼續(xù)加大研發(fā)力度?！　、?新系統(tǒng)：用HOLLiAS-N系統(tǒng)改造KIT/KPS核電系統(tǒng)，用EDPF-NT系統(tǒng)控制600、1000 MW等級火電機組都是國產(chǎn)DCS的重大突破，這不僅有DCS廠商的艱辛，也是用戶、政府有關(guān)部門及社會各界支持的結(jié)果?！　、?新趨熱：為了實現(xiàn)低碳經(jīng)濟，大規(guī)模發(fā)展火電已告一段落，但現(xiàn)有火電廠的維護、升改造，電網(wǎng)及前能源的大力建設(shè)，將繼續(xù)拉動自動化技術(shù)與儀表的發(fā)展，特別是智能電網(wǎng)已成為世界電力工業(yè)發(fā)展的新趨勢，將給自動化技術(shù)與儀表創(chuàng)造巨大的商機?！　韽纳鲜觥八男隆钡慕涣髦?，了解了國內(nèi)外電力自動化技術(shù)最新的發(fā)展方向，不少代表認為，與業(yè)內(nèi)有些會議泛泛而談明顯不同，這次研討會起點高、交流內(nèi)容深入、針對實際需要，不少是振聾發(fā)聵之言，受益非淺?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　≈袊詣踊瘜W會儀表與裝置專業(yè)委員會　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年12月　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?a href="http://www.zkxxing.cn/" target="_blank" class="keylink">自動化網(wǎng)莫銘編輯）