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DCS控制系统——保障光热电站安全高效运行的“大脑”

2017-9-15 18:15| 发布者: connie| 查看: 625| 评论: 2|原作者: 本网记者Grace|来自: CSPPLAZA光热发电网

  ——光热示范项目供应链关键产品设备系列报道之DCS控制系统篇

  CSPPLAZA光热发电网报道:正如人体的大脑收集信号,做出相应的反应并通过神经传输信号来指挥人的行为一样,DCS控制系统在光热电站中也发挥着同样的作用。DCS控制系统作为整个光热电站的核心及大脑,控制并监视全厂所有的设备,并辅助操作人员对现场工况进行监视及控制,最终保证光热电站的安全运行。由于光热系统较为复杂,除了需要良好的系统集成能力,优质可靠的控制系统也必不可少。

  那么,光热电站对DCS控制系统提出了哪些特别要求?在安装和调试过程中应注意哪些问题?项目业主和EPC采购商应如何选择优质的DCS控制系统?其成本下降空间如何?带着上述问题,CSPPLAZA记者采访了光热发电行业部分知名的DCS控制系统厂商。

  光热电站对DCS系统的自控程度、硬件产品及网络稳定性要求更高

  相比传统火电站,光热电站的DCS系统更加复杂。由于包括太阳岛、储热岛及常规岛三大部分,因此,针对光热电站的控制也包括镜场控制、储换热岛控制及常规岛控制三大部分,而一般的常规火电厂则不涉及镜场和储换热系统(化工厂虽含储换热系统,但不用来发电)。对此,施耐德电气(中国)有限公司(以下简称“施耐德”)工业事业部产品推广项目经理房伟表示:“相比之下,光热电站DCS控制系统需要将上述三大系统有机整合并进行控制,这是其设计和生产需要考虑的关键点。”

  同时,考虑到我国目前在建的光热电站主要集中于昼夜温差大且自然环境相对恶劣的西北地区,在DCS系统设计时要充分考虑各项因素。“比如,DCS系统设计时要考虑网络搭建及各类防护措施,对于部分室外远端设备要设计好对应的防护等级,针对光热电站通讯数量大等特点应提前做好整体方案设计。”杭州和利时自动化有限公司(以下简称“和利时”)技术总监白彬如是表示。

  此外,由于光热电站频繁启停的特点,加之运行及维护人员较少,容易给操作人员带来较大的负担,因此,其对自动控制及联锁保护的依赖性更强。横河电机(中国)有限公司(以下简称“横河电机”)新市场开发部部长王洪庆表示,通过设计相应的软件将启停过程统一化、自动化,使DCS系统能适应一年中各种不同条件下的自动启停,则可减少因频繁操作带来的不必要的失误,助力光热电站安全运行。

  总体来看,光热电站对DCS系统的自动化控制程度、硬件产品及网络稳定性要求更高,其要求DCS系统拥有应对各种需求的控制算法,具有丰富且灵活的接口且易于维护。

  众厂商纷纷进行针对性研发  助力光热系统安全稳定运行

  随着我国首批光热示范项目陆续进入建设阶段,对DCS控制系统的市场需求也将集中释放,国内外知名DCS控制系统厂商也纷纷将目光瞄准中国光热发电市场。鉴于光热发电系统对DCS系统的特殊需求以及中国特殊的电站开发环境,多家厂商都在针对光热系统的一些控制难点并结合中国实际条件进行针对性研究开发及优化,以期在光热发电市场获得更大的突破。

  在槽式光热电站方面,横河电机针对性地进行了通信线路(LOC)控制器的优化设计。此外,该公司在导热油泄露检测方面提出了自己的方案,并申请了专利。中控方面则针对性地推出自主开发的太阳能专用远程终端单元(RTU),其主网络采用环网架构,可进行分组控制,具备-40℃工业级宽温工作范围。

  在塔式光热电站中,镜场的运行效率关乎整个电站的电量产出。因此,充分发挥DCS系统对定日镜系统的监控作用是十分必要的。而针对光热电站定日镜系统,和利时开发了专用的可编程逻辑控制器(PLC)及数据采集与监视控制系统(SCADA)系统。此外,该公司还采用动态优化+多模控制等先进控制方式对光热电站的控制方案进行全面优化。

  然而,无论采用何种技术路线,保证储热岛的安全运行才能最大程度地发挥光热电站的储能优势。鉴于光热电站对储换热等环节的安全性要求较高,施耐德推出了EcoStruxure Plant平台,其可提供SIL3全厂保护系统(Plant Protection System),确保整个电站安全运行。同时,针对中国部分光热电站项目地高寒的气候条件,上述平台还可提供宽温度解决方案。此外,房伟表示,该平台将助力数字化光热电站的建设,实现光能的高效利用。

  光热电站DCS系统安装与调试前应做好保护预案

  目前,中国光热发电市场已正式启动,部分示范项目陆续进入建设阶段。但是,由于我国尚未建成大型商业化光热电站,因此光热电站DCS控制系统的安装和调试经验非常重要。

  王洪庆表示,由于光热电站DCS系统通讯协议和接口众多,需要提前定义各通讯协议的通讯参数,各厂家共同遵守这个约定,为现场调试的顺利进行提供便利。

  白彬则告诉记者,DCS系统安装时要注意接地、电源、接线及系统网络检查,在调试前要做好整套系统上电调试预案及设备单调、联调方案。同时,由于光热电站传储热介质的特殊性,应在系统整体调试前做好各类安全保护预案,以确保光热电站的安全运行。此外,记录DCS系统的运行与操作的过程并进行分析优化是提高光热发电LCOE(平准化电力成本)的必经之路。

  浙江中控技术股份有限公司(以下简称“中控”)新能源业务部技术经理王壮壮也表达了类似的观点,他告诉记者,在光热电站DCS系统安装与调试过程中要重点注意控制逻辑、联锁回路以及相关参数匹配的合理性。  

  多方面评定DCS系统后再“下单”

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最新评论

引用 admin 2017-9-16 10:46
qiaojy: “原作者: 本网记者Crace”?Grace吧
是的是的 谢谢指正!
引用 qiaojy 2017-9-16 07:28
“原作者: 本网记者Crace”?Grace吧

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