引言
　　
　　為貫徹中央西部大開發戰略和可持續發展戰略，我國電力工業已進入以建設三峽電網為契機，推進大區互聯進而建設全國統一調度的聯全電網的新階段。“西電東送”是我國資源分布與生產力布局的客觀要求，也是西部大開發的重要組成部分。由于“西電東送”是國家的一個長遠持續發展戰略，其送電規劃路徑和相關電源建設因各種因素的影響而不斷進行變化，因此其工程量之浩大，投資額度之高，工程周期之長都是難以準確估計的。為了滿足廣東省未來用電需求的快速增長，國家決定加大向廣東送電的力度。“十五”主要從云南、貴州和山峽三個地區向廣東送電，達到1000萬千瓦，并在“十五”期間及以后隨著龍灘小灣等電站的建設，繼續加大送電的力度。使南方建成一個由多回交直流組成的西電東送主網架。該西電東送主網架是“十五”期間的國家發展重點，其中相關聯的火電建設及其儀表控制系統將是本文討論的重點。
　　
　　1“西電東送”工程概況
　　
　　我國的煤炭資源主要在“三西”（山西、陜西、蒙西），水能資源主要分布在西南（瀾滄江、怒江、紅水河、長江上游、雅魯藏布江）、西北（黃河上游），而經濟比較發達的華東、華南、華中地區則一次能源相當缺乏。
　　
　　南方四省（區）能源資源分布與經濟發展存在著很大的不均衡性，西部的云南、貴州兩省能源資源十分豐富，占四省區總量的91%，但經濟發展相對落后，GDP僅占20%左右；而東部的廣東省能源資源十分貧乏，但經濟發展水平很高，廣西雖然水電資源較豐富，但煤炭資源十分貧乏，兩廣能源僅占四省區的9%，但是GDP占四省區總量的80%左右。
　　
　　全國電網因“西電東送”而形成北、中、南三大輸電通道，因南北互供促進北、中、南之間的相互聯網，從而建成全國統一的聯合電網。
　　
　　北通道包括東北、華北、山東、西北電網。北通道的西電東送主要是華北電網內部的西電東送，即將山西、蒙西的火電關到東部的京津冀和山東電網；并充分發揮西北地區黃河上游水電及陜西、寧夏地區的煤炭資源優勢向東部的京津冀和山東電網送電。
　　
　　中通道包括華東、華中、川渝、福建電網，從葛洲壩電站送電上海開始，隨著三峽工程建設而建成三峽電力東送而形成的中通道；遠景通過開發金沙江和四川水電基地東送華東、華中、福建而進一步擴大。
　　
　　南通道包括廣東、廣西、貴州、海南和香港、澳門電網，隨著天生橋、龍灘灣、構皮灘、糯扎渡等水電站和貴州、云南坑口火電的開發建設而逐步加強。南通道西電東送的總體格局是將貴州烏江、云南瀾滄江和桂、滇、黔三省區交界處的南盤江、北盤江、紅水河以及黔、滇兩省坑口火電廠的電能開發出來向廣東送電。
　　
　　2向廣東送電1000萬千瓦工程概況
　　
　　南方互聯電網1993年8月開始聯網運行以來，已經實現了將天生橋水電站、云南和貴州的季節性電能送往廣東。到2000年9月底，累計送電廣東約230億千瓦時。目前南方電網通過天生橋有兩回500KV線路送電廣東，zui大送電電力達到128萬千瓦。
　　
　　根據有關部門預測，“十五”期間，廣東國民經濟總產值GDP平均增長率9%，考慮電力彈性系數0.8,廣東電力負荷平均增長率為7.2%。如以2000年zui大負荷2300萬千瓦為基礎進行預測，“十五”期間廣東電網增加負荷956萬千瓦，需增加裝機1150萬千瓦。考慮廣東“九五”結轉“十五”在建規模296萬千瓦，扣除小火電機組退役，尚需省外送電約1000萬千瓦。
　　
　　2.1電源項目
　　
　　1.天生橋水電站送電廣東168萬千瓦
　　
　　2.貴州送電廣東（400萬千瓦電源項目）
　　
　　（1）水電：
　　
　　洪家渡水電站裝機318萬千瓦。
　　
　　烏江渡水電站擴機2×25萬千瓦。
　　
　　索風營水電站裝機4×13.5萬千瓦。
　　
　　（2）在建火電項目：
　　
　　習水電廠4×13.5萬千瓦和盤縣電廠220萬千瓦。
　　
　　（3）新建火電項目（*批）：
　　
　　黔北電廠2×30萬千瓦。
　　
　　安順電廠二期2×30萬千瓦。
　　
　　納雍電廠4×30萬千瓦。
　　
　　貴電煙氣脫硫示脫硫示范（技改）20萬千瓦工程。
　　
　　（4）新建火電項目（第二批）：
　　
　　黔北電廠二期2×30萬千瓦。
　　
　　納雍二廠4×30萬千瓦。
　　
　　黔西電廠4×30萬千瓦。
　　
　　鴨溪電廠4×30萬千瓦。
　　
　　響水電廠4×60萬千瓦。
　　
　　根據上述建設進度安排，“十五”期間投產770萬千瓦，裝機將達1300萬千瓦左右，扣除貴州本省需要裝機780萬千瓦及40萬千瓦小火電機組退役，有400萬千瓦以上的裝機容量向廣東送電。
　　
　　3.云南送電廣東（160萬千瓦）電源項目
　　
　　（1）在建項目：
　　
　　宣威五期2×30萬千瓦，大朝山水電站6×22萬千瓦。
　　
　　（2）新建項目：
　　
　　開遠電廠2×30萬千瓦。
　　
　　曲靖二期2×30萬千瓦。
　　
　　宣威六期（2×30萬千瓦）與滇東新廠（2×30萬千瓦）進行優化比選。
　　
　　4.三峽水電站送電廣東300萬千瓦
　　
　　5.湖南鯉魚江擴建2×300MW火電機組
　　
　　2.2電網項目
　　
　　1.在已經運行的天廣兩回500kV交流和明年投入運行的天廣直流輸送通道的基礎上，建設天廣第三回交流工程：起點為天生橋水電站，經廣西的百色開關站、南寧、玉林變電所至廣東的茂名變，新建500kV交流線路789公里，新建南寧變電所（75萬千伏安）和百色開關站，配套建設蘋果至南寧500kV線路112公里。
　　
　　2.配合天廣第三回輸電通道的建設，新建天生橋-羅平-寶峰500kV交流線路317公里、羅平變電所（75萬千伏安）。
　　
　　3.新建貴州至廣東交流輸變電工程：建設以貴州安順為起點經惠水（貴陽南）變、廣西的河池變至柳州變雙回500kV線路，柳州變經賀州變至廣東的羅洞變單回500kV線路，同時建設惠水（貴陽南）至福泉變500kV線路，共計約1600公里線路。新建貴陽南、河池變電所（各75萬千伏安）和安順、賀州開關站。
　　
　　4.新建貴州至廣東直流輸變電工程：建設以安順地區為起點至廣東的直流工程，規模按300萬千瓦考慮，線路長度約1000公里，輸電規模300萬千瓦。
　　
　　上述電網工程完成后，廣東省從外區受電網絡能力為1000~1050萬千瓦，其中：天廣直流180萬千瓦，貴廣直流200~250萬千瓦，西電四回500kV交流受電能力320萬千瓦，三峽送電300萬千瓦。
　　
　　另外，為保證以上主體工程建成并發揮效益，還應配套進行如下工作：加快天廣直流的建設與調試設運；貴州和云南各省配套建設的電網工程建設；華中電網內電網配套工程的建設；三峽輸變電工程中需提前或調整的電網項目的建設；向廣東送電二次系統工程的建設等。
　　
　　3火電廠儀表控制系統
　　
　　3.1火電廠儀表控制系統的投資規模
　　
　　一個2×300MW規模的火電廠，其投資額度一般在22億元左右，火電廠儀表控制系統的投資額一般在每千瓦200~300元，即對一個2×300MW規模的火電廠而言，其儀表控制系統的投資規模在1.5億元左右，若包括隨主設備一起供貨的儀表控制系統，則儀表控制系統的總投資規模在2億元左右。
　　
　　由于整個“西電東送”工程規模太大，僅就“十五”期間向廣東送電1000萬千瓦工程的火電建設進行統計，新建火電廠儀表控制系統的投資規模將45億元左右。加上“西電東送”工程其它火電項目尤其是北通道的火電項目建設，火電廠儀表控制系統的投資總規模將是十分巨大的。
　　
　　3.2常規的火電廠儀表控制系統設備
　　
　　火電廠儀表控制系統設備的選型和配置是隨著各個電廠的不同情況而具體確定的。就目前國內新建電廠而言，一方面由于燃煤機組主工藝系統的變化不是很大，另一方面由于國內投資水平的限制，除少數特殊電廠外，全國各電廠的自動化水平基本處于同一個水平面上，故目前國內各電廠的儀表控制系統基本配置是大體相當的。主要儀表控制系統的配置情況可以簡述如下。
　　
　　1.分散控制系統（DCS）
　　
　　分散控制系統（DCS）是目前火電廠的主控系統，一般每臺單元機組配置一套。300MW工程的DCS規模一般在5000點I/O左右，通常包括四個功能子系統，即數據采集與處理系統（DAS），模擬量控制系統（MCS），順序控制系統（SCS），爐膛安全監控系統（FSSS）。
　　
　　數據采集與處理系統（DAS）是機組的信息中心，完成數據的采集、處理，進行CRT顯示、記錄、報警、歷史存儲、事故追憶、必能計算、操作指導等功能。
　　
　　模擬量控制系統（MCS）完成單元機組的機爐協調控制和所有自動控制回路的控制，主要有燃料控制系統、給水控制系統、汽溫控制系統、制粉控制系統、凝汽器控制系統等。
　　
　　順序控制系統（SCS）完成單元機組的各功能系統和設備的順序控制功能，主要有送風系統、引風系統、煙氣系統、給水系統、凝結水系統、循環水系統等。
　　
　　爐膛安全監控系統（FSSS）是鍋爐的主要安全監控系統，其主要功能為爐膛吹掃、燃油系統泄露試驗、負荷控制、閥門管理、汽機自動控制和汽機超速保護等。
　　
　　2.汽機電液控制系統（DEH）
　　
　　汽機電液控制系統（DEH）是對汽機進行控制的主要系統，其主要功能是對汽機進行的轉速控制、負荷控制、閥門管理、汽機自動控制和汽機超速保護等。
　　
　　3.小汽機電液控制系統（MEH）
　　
　　若電廠的給水泵是由小汽機驅動的，則電廠還有小汽機電流人控制系統（MEH）。其主要功能是對小汽機進行轉速控制、負荷控制、閥門管理、小汽機自動控制和小汽機超速保護等。
　　
　　4.汽機危急遮斷系統（ETS）
　　
　　汽機危急遮斷系統（ETS）是對汽機進行保護的控制系統。其主要功能是監控汽機的某些參數，當這些參數超過運行極*，關閉汽機進汽閥。
　　
　　5.汽機本體安全監視系統（TSI）
　　
　　汽機本體安全監視系統（TSI）是連續測量汽輪發電機軸承及汽輪機本體運行參數的儀表系統，當運行參數出現異常，則發出報警信號。
　　
　　6.小汽機危急遮斷系統（ETS）和小汽機本體安全監視系統（TSI）
　　
　　小汽機危急遮斷系統（ETS）和小汽機本體安全監視系統（TSI）是分別針對小汽機的危急遮斷系統和本體安全監視系統。
　　
　　7.煙氣連續監測系統（CEMS）
　　
　　煙氣連續監測系統（CEMS）是連續監測煙氣污染排放量的儀表系統。其監測的參數主要有SO2，NOx,CO,粉塵等。
　　
　　8.各輔助車間PLC程序控制系統
　　
　　火電廠的輔助系統主要有輸煤系統、除灰除渣系統、化學補給水系統、凝結水精處理系統、廢水處理系統、燃油處理系統等等。以上輔助系統基本上均采用PLC進行程序控制。
　　
　　9.主要的現場儀表和控制設備
　　
　　火電廠主要的現場控制設備如下：
　　
　　（1）變送器。目前火電廠采用的變送器一般為智能型變送器。變送器在火電廠的應用數量較多，一個2×300MW的電廠，所需變送器數量在500臺左右。
　　
　　（2）執行機構。執行機構有電動執行機構，有氣動執行機構，根據不同的工藝系統和控制需要進行選擇，目前電動執行機構一般選用進口產品或中外合資產品。
　　
　　（3）流量測量儀表。空氣流量測量儀表可選擇插入式流量計，汽、水等流量測量儀表可選擇節流噴咀等測量元件。由于電廠的工藝介質種類很多，除此以外，尚需要其它種類的流量計。
　　
　　（4）儀表閥門。對于高溫高壓的儀表閥門，目前多采用進口產品。
　　
　　（5）開關量儀表。火電廠的開關量儀表有壓力開關液位開關、流量開關、粉位開關等等。目前在高溫高壓介質中的測量儀表多采用進口產品。
　　
　　（6）分析儀表。電廠的分析儀表種類較多，如硅酸根分析儀表、PH計、氫氣分析儀、煙氣含氧量等等。
　　
　　（7）配電箱、保護箱、保溫箱等。電廠需要大量的電動門配電箱、儀表保護箱、保溫箱等。電廠需要大量的電動門配電箱、儀表保護箱、儀表保溫箱以及接線盒等就地箱柜設備。
　　
　　由于電廠需要測量的介質種類很多，有污水、補給水、凝結水、工業用水、循環水、煤、煤粉、灰、渣、油氫、氧、煙氣、空氣、蒸氣等等，故除以上所述的主要儀表外，還有許多零星的各類測量儀表。
　　
　　4電廠新的儀表控制領域
　　
　　中國電廠的自動化整體水產是比較高的，但國家畢竟是發展中國家，受整個投資的限制，常規電廠一般僅考慮了基本控制功能。隨著自動化水平和管理水平的不斷提高，尤其是隨著廠網分開、競價上網改革形勢的客觀需求，電廠將更加注重有關提高整體管理水平的經濟效益的控制系統的開發和應用。“西電東送”工程有關的電廠都存在一個降低上網電價以提高競爭力的問題，這些電廠將應用一些新的儀表控制系統，具體如下所述。
　　
　　4.1新的儀表控制系統
　　
　　1.廠級監控信息系統
　　
　　廠級監控信息系統（SIS：SupervisoryInformat*tem）是建立在各單元機組DCS和各輔助系統PLC基礎之上的全廠性的管理控制系統。是在傳統的過程控制與MIS之間形成的一個重要的管理控制一體化層面系統。該系統對全廠的實時時程進行優化管理。從功能上講，它一方面采集DCS等控制系統的數據來實現電廠的運行優化、負荷調度分配、經濟性能分析、設備故障診斷、設備狀態維修以及設備壽命管理等等；一方面又可將數據傳給MIS中的商業、檔案、人事等管理系統。從物理結構上講，該層面處于具有高精度、高速度和高可靠性要求的DCS等控制系統與非實時的不影響安全生產的MIS之間。它既是一個過渡層面，同時又起到隔離地帶的作用。
　　
　　目前的SIS系統尚處于初級階段，開發的功能基本上于實時數據的管理、經濟性能分析、負荷調度分配和局部的運行優化功能，系統總造價在300~1000萬元之間。
　　
　　2.運行優化控制系統
　　
　　DCS實現了機組控制的基本功能，保證了電廠各機組投入運行并滿負荷發電。在實際的運行中發現，電廠還有許多地方存在這樣或那樣的問題，還有許多可以挖潛改進的地方，同時隨著自動控制理論的不斷發展，新的控制思想和方法以及理論模型也層出不窮，這都使得各類運行優化軟件不斷地發展并得到應用。
　　
　　目前在電廠應用的優化軟件主要有：對機組協調控制進行優化，對主汽溫控制進行優化，對燃燒控制進行優化，對吹灰進行優化，對降低污染進行優化，對機組啟停進行優化等。針對以上運行優化開發的系統便是優化控制系統。各優化控制系統的造價根據其功能范圍和規模不同而不同，并相差甚遠。小的系統在50萬元左右，大的系統或進口系統可高達上1000萬元。
　　
　　3.設備管理診斷系統
　　
　　電廠有成千上萬的設備，對一些主要設備進行管理和故障檢測診斷具有非常重要的意義，目前已開始在電廠應用的系統主要有：爐管泄漏檢測報警系統，汽機振動故障管理系統等。
　　
　　除此以外，對其它設備進行管理和故障檢測診斷的系統也是電廠非常需要的，只要開發的系統適合于電廠并價廉物美，定能在電廠大規模應用。這些系統的開發定位應限制在50萬元左右，這是一個用戶可以接受的價格。
　　
　　4.安全監視閉路電視系統
　　
　　隨著自動化程度的提高，無人值班車間或無人值守區域越來越多，對這些地區或領域進行監視已顯得越來越重要，安全監視閉路電視系統便應運而生并已開始在電廠得到應用。
　　
　　5.輔助控制聯網系統
　　
　　傳統的輔助車間都是獨立進行控制的，為了減人增效，目前的電廠設計都相對集中地對若干個車間進行統一監控，這就產生了輔助控制聯網的產品需求，輔助控制聯網系統是電廠近期的重要新系統。
　　
　　6.專家分析系統
　　
　　對某些重要介質進行在線分析的專家系統，是電廠需要的產品，如對入爐煤進行監測分析的系統，對給水水質進行分析的系統，對煙氣進行分析的系統等。
　　
　　7.新型儀表設備
　　
　　采用新的測量原理來簡化儀表、采用新的測量手段來提高精度、采用信息技術來提高儀表智能化等都是儀表的發展方向，這些儀表都是電廠需要的產品。
　　
　　4.2脫硫設備的儀表控制系統
　　
　　為了提高環保性能，對電廠超標的煙氣進行脫硫處理已是未來電廠建設的重要組成部分。云貴大部分電廠地處偏僻山區，目前尚未考慮該問題，但如安順、貴州等電廠，離城市較近或在市區，則必須考慮脫硫系統。目前國內的電廠煙氣脫硫已投入運行的工程有：重慶電廠、珞璜電廠、北京一熱、浙江半山電廠等，這些電廠都是引進德國STEINMILLER、日本MITSUBISHI的脫硫工藝技術。煙氣脫硫（FGD）目前有濕法脫硫、干法脫硫、半干法脫硫等，常用的是石灰石——石膏濕法脫硫工藝系統，這種脫硫效率可達到95%。近期，國內電廠煙氣脫硫工程正逐步走向采用國外核心技術，國內不過關的設備和材料考慮進口，其它一般的設備、材料可國內采購。
　　
　　下面就某2×300MW工程采用全煙氣脫硫所需的控制系統和一次檢測元件、儀表進行簡單介紹。
　　
　　該脫硫工程全部投資為1.5億元，其中儀表控制系統的投資在1200萬元左右。
　　
　　煙氣脫硫的控制采用就地車間集中控制方式，兩套脫硫系統集中監控。在控制室一般設置兩臺操作員站。脫硫主控制系統是采用獨立的分散控制系統，其基本功能分為DAS、MCS、SCS。每套DCS的I/O點數大約在2200點左右。對于那些公用系統例如：石灰石制備、石膏脫水、廢水處理、空壓站等可以考慮采用DCS遠程站的方式。DAS、SCS基本上是常規的監控。MCS的主要控制回路有：增壓風機的壓力控制，石灰石漿制備控制，石灰石漿給料控制，吸收塔液位自動控制，石灰石漿池液位自動控制，煙氣溫度控制，氧化風機的控制等。
　　
　　脫硫系統的介質一般為石灰石漿液，所以其閥門均采用陶瓷芯的進口閥門。對于脫硫系統的檢測儀表也有與常規火電廠的煙風、汽水等系統儀表的不同之處，考慮到被測介質的特殊性，大部分儀表均采用不銹鋼的材質。主要的儀表如下：
　　
　　（1）煙氣流量測量。脫硫煙氣風量測量元件，用于測理煙氣量計算脫硫效率。
　　
　　（2）脫硫島的煙氣入口的分析儀表（SO2、O2）。采用衡釋法或加熱法的分析儀表。
　　
　　（3）脫硫島的煙氣出口的分析儀表（SO2、O2、NOX、CO）。采用稀釋法或加熱法的分析儀表。
　　
　　（4）PH分析儀。用于測量吸收塔的PH值，PH的范圍在0~8。采用316不銹鋼。
　　
　　（5）液位測量儀。用于測量吸收塔、石灰石漿液等的液位，該儀表帶有反沖洗裝置。
　　
　　（6）PT100的熱電阻測量。采用316不銹鋼的材質，溫度范圍0~350℃。
　　
　　（7）電磁流量計。用于測量石膏漿液、石灰石漿液等的流量，殼體材料采用316不銹鋼。
　　
　　（8）FGD出口煙氣灰塵濃度分析儀。光衰減型，采用316不銹鋼材質，灰塵含量0~50mg/m3N。