二、主題報告

    首先，由上海華東電力設計院侯新建高工介紹“1000MW超超臨界機組熱控設計特點(diǎn)”。他詳述，截至2009年6月，我國已投產(chǎn)的百萬(wàn)千瓦超超臨界機組共12臺，其中10臺是由我院設計的。在熱力系統的熱控設計中，碰到的主要問(wèn)題如：① 主蒸汽和再熱蒸汽母管疏水閥門(mén)的控制，目前實(shí)際運行效果不大理想；② 玉環(huán)電廠(chǎng)的三菱鍋爐資料中沒(méi)有測量主蒸汽流量信號的要求，而西門(mén)子的汽機在DEH控制中需要該信號，我們在鍋爐一級過(guò)熱器出口裝設流量噴嘴，因高溫高壓環(huán)境，設備費用昂貴，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別在于前者設計有啟動(dòng)旁路系統，必須設計好，其中流量測點(diǎn)安裝位置應在啟動(dòng)再循環(huán)管路之后，以保證給水流量測量值能適應各種運行工況，在外商原設計中給水流量測量同時(shí)采用大、小量程兩臺變送器，考慮到現在變送器精確度高，我們只裝設一臺變送器；④ 外高橋三廠(chǎng)由于給水泵全程調速，給水系統的給水流量調節閥簡(jiǎn)化掉了；⑤ 在凝結水系統設計中，將除氧器水位偏差信號直接作用于凝汽器補水閥調節，還作用于除氧器水位調節閥，這樣可縮短系統調整時(shí)間，加快除氧器水位調整的系統響應速度；⑥ 西門(mén)子的汽輪機設計中，抽汽管道第一個(gè)逆止門(mén)前的水平管段上并未裝設上下溫度測點(diǎn)（我國有關(guān)標準有此規定），由此可知國外廠(chǎng)商采用了自己積累的經(jīng)驗，并未完全遵循汽機防進(jìn)水的標準。在談到細節的設計問(wèn)題時(shí)他介紹：在高溫測量方面曾邀請上海自?xún)x三廠(chǎng)就超超臨界參數對熱電偶套管的壁厚、插入深度、材料強度等作專(zhuān)門(mén)課題研究，該廠(chǎng)已開(kāi)發(fā)出相應產(chǎn)品；DCS選型和配置與60萬(wàn)千瓦機組的系統沒(méi)有太大區別；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(chǎng)還設置了熱控智能保護，此發(fā)明專(zhuān)利在不降低現有保護可靠性的同時(shí)還減少了機組誤動(dòng)和拒動(dòng)次數；目前，現場(chǎng)總線(xiàn)在電廠(chǎng)百萬(wàn)千瓦超超臨界機組的補給水、廢水控制考慮采用Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)，我院在華能金陵電廠(chǎng)二期主機控制系統設計中已全面采用現場(chǎng)總線(xiàn)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 ℃等更高參數的機組；在國內正在研發(fā)單機容量為1200～1300 MW的機組，我院對1350 MW機組正在進(jìn)行前期研究，經(jīng)濟指標和節能為追求的目標。

                         侯新建高工                       任永忠高工

    接著(zhù)，上海核工程研究設計院任永忠高工介紹“AP1000核電廠(chǎng)儀控系統介紹”，他細述，經(jīng)過(guò)對美國、法國、俄羅斯核電技術(shù)的調研，我國決定引進(jìn)當今世上最先進(jìn)的壓水堆核電技術(shù)，以美國西屋公司的AP1000核電廠(chǎng)設計和設備制造技術(shù)作為我國第三代核電的主機，走引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng )新的發(fā)展道路，力爭實(shí)現自主化。AP1000為單堆布置兩環(huán)路機組，電功率1250 MWe，設計壽命60年，主要安全系統采用先進(jìn)的非能動(dòng)設計，布置在雙層結構的安全殼內，AP1000核電廠(chǎng)設計的特點(diǎn)是：簡(jiǎn)化的非能動(dòng)安全系統設計理念，模塊化建造技術(shù)，數字化儀控系統和先進(jìn)主控制室設計，設置嚴重事故預防與緩解措施，從而提高核電廠(chǎng)的安全性和經(jīng)濟性。儀控系統的信息和控制功能為：持續為電廠(chǎng)操縱員提供電廠(chǎng)狀態(tài)、事件及對安全和可用性重要變量的功能；允許電廠(chǎng)操縱員分析信息、做出決定的功能；操作電廠(chǎng)、獲得電廠(chǎng)反饋信息的功能。儀控系統架構包括：電廠(chǎng)接口層、處理屋、網(wǎng)絡(luò )層、人機接口層、外部通信層。儀控系統包括：運行和控制中心系統、數據顯示和處理系統、多樣化驅動(dòng)系統、特殊監測系統、堆芯儀表系統、電廠(chǎng)控制系統、安全級的保護和安全監測系統。對儀控系統的要求為：實(shí)體分離（可限制獨立線(xiàn)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(shí)將特定的I/O分配給不同的I/O模塊來(lái)實(shí)現），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(gè)核電廠(chǎng)從工藝系統分，有安全級和非安全級兩大部分，安全級儀控系統采用ABB公司的Common Q平臺，所有模塊都經(jīng)過(guò)鑒定；非安全儀控系統采用艾默生公司的Ovation平臺。我國三門(mén)和海陽(yáng)核電站采用AP1000技術(shù)，三門(mén)1號機組預定于2013年商業(yè)運行。

    華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及一次調頻研究和應用”，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(jìn)行AGC（自動(dòng)化發(fā)電控制）和一次調頻。AGC是火電機組自動(dòng)控制系統中最上層的協(xié)調控制功能，能控制機組自動(dòng)化響應電網(wǎng)調度發(fā)出的負荷指令；一次調頻是指電網(wǎng)的頻率一旦偏離額定值，控制系統能自動(dòng)控制機組有功功率的增減，限制電網(wǎng)頻率變化，使電網(wǎng)頻率維持穩定?，F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(diǎn)為高效、清潔、變負荷快，更適宜于電網(wǎng)調峰，在上海電網(wǎng)裝機容量（1664萬(wàn)千瓦）中這種機組占19%（314萬(wàn)千瓦）。但這類(lèi)機組AGC功能實(shí)現難度較大，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(méi)有。為了掌握這類(lèi)機組AGC變負荷特性，實(shí)現機組AGC功能。安全、快速地響應電網(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(jìn)行AGC控制試驗研究，結果表明：燃機聯(lián)合循環(huán)機組變負荷速率快，負荷響應特性好，適宜用于電網(wǎng)調峰。燃機聯(lián)合循環(huán)AGC控制是一個(gè)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(kāi)發(fā)力度。

張浩教授

    上海電力學(xué)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要提出一項牽動(dòng)世界神經(jīng)的東西，2009年現任美國總統奧巴馬將智能電網(wǎng)（Intelligrid）提升為美國國家戰略，歐盟、日本、加拿大、澳大利亞等國家積極跟進(jìn)。長(cháng)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)首先應當是一個(gè)堅強的電網(wǎng)，堅強是智能電網(wǎng)的基礎，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)調統一。國網(wǎng)公司結合基本國情和特高壓實(shí)踐，確立了加快建設堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展目標，即加快建設以特高壓電網(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)調發(fā)展。其基本特征為：數字化（數字化的電網(wǎng)、電表與用電設備），信息化（市場(chǎng)、電網(wǎng)、用戶(hù)信息與寬帶通信形成的信息平臺），自動(dòng)化（大電網(wǎng)安全穩定控制，高級智能調度，變電站自動(dòng)化與用戶(hù)用電系統智能控制），互動(dòng)化（電網(wǎng)、發(fā)電與用戶(hù)以信息為基礎的互動(dòng)）。中國智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃分為3個(gè)階段：① 2009～2010年：規劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)制定規劃、技術(shù)和管理標準，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設備研制，開(kāi)展各環(huán)節試點(diǎn)；② 2011～2015年：全面建設階段，將加快特高壓電網(wǎng)和城鄉配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現重大突破和廣泛應用；③ 2016～2020年：引領(lǐng)提升階段，將全面建設成統一的堅強智能電網(wǎng)，技術(shù)和裝備達到國際先進(jìn)水平。

    北京廣利核系統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系統改造技術(shù)”，他述說(shuō)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(gè)月進(jìn)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基于北京和利時(shí)公司的HOLLiAS-N系統平臺，軟件增加了KIT/KPS專(zhuān)有的應用功能：如KPS、與其他系統通信、仿真培訓、遠程監視、KIT/KPS數據處理、RIC數據處理（這是火電站沒(méi)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(kāi)關(guān)量采集模塊、接口板卡、機柜和盤(pán)臺接口等。經(jīng)過(guò)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、報警處理和監視、設備診斷、報表、數據存檔和離線(xiàn)分析等都有所提高。在性能指標方面：如開(kāi)放性和可擴展性、數據容量、組態(tài)編譯、下裝和生效時(shí)間、模擬量采集、畫(huà)面刷新、開(kāi)關(guān)量分辨率、可維護性等有顯著(zhù)提高。

    

白濤經(jīng)理                 葉敏教授

    北京國電智深控制技術(shù)有限公司葉敏教授介紹“面向全廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統”，他敘述2007年10月以前國內已投運的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，之后國產(chǎn)DCS取得了多項突破，打破了國外控制系統對大型火電機組自控系統的壟斷局面。國電智深EDPF整體解決方案是適用于大型發(fā)電廠(chǎng)的自動(dòng)化成套控制系統，它以DCS（EDPF-NT）為核心，包括廠(chǎng)級監控信息系統（SIS）、全激勵仿真系統（SIM）、現場(chǎng)總線(xiàn)、高參數智能化儀表、優(yōu)化控制策略等技術(shù)，是構成全廠(chǎng)一體化的整體自動(dòng)化解決方案。

    2006年對EDPF-NR系統升級，采用了一系列的新技術(shù)與新產(chǎn)品，如新型、強大的過(guò)程控制器：采用先進(jìn)的低功耗器件和制造工藝，小型的全密封結構，能適應各種惡劣環(huán)境，具有獨特超強防護能力的模件和豐富的適合火電廠(chǎng)特點(diǎn)的控制算法；高性能全局分布式實(shí)時(shí)數據庫，使大系統的大數據量得到分區管理，減少信息混雜，降低網(wǎng)絡(luò )負荷，便于單獨組態(tài)及實(shí)現域內、域間實(shí)時(shí)數據的組播和發(fā)布定閱兩種數據刷新方式，對于每個(gè)域，取消實(shí)時(shí)數據點(diǎn)ID的統一分配和點(diǎn)目錄。國產(chǎn)EDPF-NT自控系統已有34臺套應用于600 MW、1000 MW等級的機組，例如實(shí)現了大連莊河2×600 MW超監界燃煤機組主廠(chǎng)房和輔助車(chē)間設備的全部控制監視任務(wù)，系統總規模達到30000點(diǎn)，國產(chǎn)DCS進(jìn)步是國家和社會(huì )各界大力支持的結果。

    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(shí)現”，他闡釋FCB（Fast Cut Back）是指火電機組在電網(wǎng)或線(xiàn)路出現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，FCB有3種類(lèi)型：① 電網(wǎng)側故障時(shí)，帶廠(chǎng)用電運行；② 發(fā)電機和出線(xiàn)電所故障時(shí)，汽機保持3000 r/min空載運行；③ 汽機故障跳閘時(shí)，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(kāi)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(shí)現可大大縮短電網(wǎng)的恢復時(shí)間，減少鍋爐的停運概率，節約鍋爐重新啟動(dòng)的成本，減少機組的電量損失，具有重大的經(jīng)濟意義。FCB實(shí)施是一個(gè)系統工程，是對機組的工藝系統、設備、控制等都提出了高要求，關(guān)鍵是機組的系統配置要有利于FCB的實(shí)現，機組的控制系統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(chǎng)為了1000 MW機組FCB控制功能的實(shí)現，首先實(shí)行了機組系統有利于FCB的配置（如大旁路設計、給水泵汽源切換方式有利于給水系統的穩定，大容量除氧器有利于工質(zhì)穩定等）；其次是對機組保護、調節和程控回路的全面梳理和優(yōu)化；再次是FCB主控制回路的設計與優(yōu)化等。2008年3月外高橋三廠(chǎng)在國內百萬(wàn)千瓦級機組中首次實(shí)現經(jīng)受實(shí)際考驗真正的FCB功能。同年4～8月，該廠(chǎng)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(lèi)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(gè)過(guò)程中機組各項熱力參數指標都很優(yōu)良，由于FCB和成功，大大減少了電廠(chǎng)的損失和對電網(wǎng)的沖擊。

                      姚峻高工                       張志峰經(jīng)理

    弗若斯特莎利文（北京）咨詢(xún)有限公司張志峰經(jīng)理介紹“自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品在電力行業(yè)的發(fā)展前景”，他簡(jiǎn)述2009年1～9月我國電源基本建設情況，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(fēng)電344.73億元。電網(wǎng)基本建設完成投資2192.93億元，預計全年完成投資3605億元。相比電源部分，電網(wǎng)對自動(dòng)化的需求一直保持強勁的勢頭；三塊新能源（風(fēng)電、核電和太陽(yáng)能）對自動(dòng)化產(chǎn)品需求的拉動(dòng)也起到了一定的作用。電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢：FCS定將成為我國電力系統自動(dòng)化的主導設備，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和IT技術(shù)將會(huì )得到長(cháng)足的發(fā)展，安全和節能技術(shù)將得到更多的應用。中國智能電網(wǎng)總投資預計將超過(guò)4萬(wàn)億元，對自動(dòng)化產(chǎn)品也將有大的需求。

三、收獲

    本次研討會(huì )邀請了有關(guān)專(zhuān)業(yè)引領(lǐng)技術(shù)的專(zhuān)家，重點(diǎn)交流了下述4方面的內容：

    ① 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計方面的經(jīng)驗與問(wèn)題，為進(jìn)一步改進(jìn)國內在建項目提供借鑒。

    ② 新技術(shù)：我國已走過(guò)30年核電建設之路，AP1000作為我國第三代核電主機雖有爭議，但它是世界最先進(jìn)的核電技術(shù)，我國將于2013年投入商業(yè)運行，而美國現在還沒(méi)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(wàn)千瓦級機組實(shí)現FCB功能，顯示了巨大的經(jīng)濟效益，需繼續加大研發(fā)力度。

    ③ 新系統：用HOLLiAS-N系統改造KIT/KPS核電系統，用EDPF-NT系統控制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(chǎng)商的艱辛，也是用戶(hù)、政府有關(guān)部門(mén)及社會(huì )各界支持的結果。

    ④ 新趨熱：為了實(shí)現低碳經(jīng)濟，大規模發(fā)展火電已告一段落，但現有火電廠(chǎng)的維護、升改造，電網(wǎng)及前能源的大力建設，將繼續拉動(dòng)自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)與儀表創(chuàng )造巨大的商機。

    參會(huì )代表從上述“四新”的交流中，了解了國內外電力自動(dòng)化技術(shù)最新的發(fā)展方向，不少代表認為，與業(yè)內有些會(huì )議泛泛而談明顯不同，這次研討會(huì )起點(diǎn)高、交流內容深入、針對實(shí)際需要，不少是振聾發(fā)聵之言，受益非淺。

中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )儀表與裝置專(zhuān)業(yè)委員會(huì )
2009年12月