關(guān)于電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制研究

秦占勇

摘要：文章介紹電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)的概念，分析電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制的重要性及其控制要點(diǎn)，并提出了電廠集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)控制的策略，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：電廠；集控運(yùn)行；機(jī)組協(xié)調(diào)控制

1引言

隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電力的需求量不斷增加，而且現(xiàn)代化生產(chǎn)方式的改變，對(duì)電力供應(yīng)提出了較高的要求。在電廠規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下，在電廠中實(shí)現(xiàn)集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)控制，在提高電廠系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，促進(jìn)電廠的電氣自動(dòng)化建設(shè)，并向智能化和自動(dòng)化方向逐步發(fā)展。

2電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)概述

電廠集控運(yùn)行系統(tǒng)是電廠的大腦，起到指揮、監(jiān)視和控制作用，主要對(duì)電廠機(jī)組的運(yùn)行狀況和整個(gè)發(fā)電過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，為電廠的生產(chǎn)決策提供最原始的依據(jù)，是電廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的基礎(chǔ)部分，為提高電廠的發(fā)電效率和電力質(zhì)量具有重要意義。根據(jù)集控運(yùn)行系統(tǒng)所收集的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以對(duì)電廠的總系統(tǒng)和子系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)配置，有效避免各種安全事故和故障的發(fā)生，為確保電廠系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性也具有重要的作用。此外，電廠的集控運(yùn)行系統(tǒng)所收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)還能作為日后對(duì)電廠及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)研究和生產(chǎn)規(guī)劃的理論依據(jù)，為今后對(duì)電廠系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和優(yōu)化，以及生產(chǎn)決策的制定具有重要的指導(dǎo)作用。

3電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制的重要性及要點(diǎn)分析

3.1電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制的重要性

3.1.1提高發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率

在電廠中采用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的各個(gè)子系統(tǒng)和各電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行平衡，實(shí)現(xiàn)機(jī)組各部分的優(yōu)化運(yùn)行，從而提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，使燃燒系統(tǒng)可以確保燃料的充分燃燒，并對(duì)煙氣等進(jìn)行充分的回收利用，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，起到節(jié)能的效果，從而提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

3.1.2確保發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行

電廠機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)將電廠中的汽輪機(jī)和鍋爐看做一個(gè)整體進(jìn)行管理和控制，不僅可以使二者實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)行，而且整個(gè)協(xié)調(diào)與控制的過(guò)程都是以自動(dòng)化的方式進(jìn)行的，在大大降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，顯著提高了自動(dòng)化調(diào)節(jié)的精確性，降低人工操作的失誤率，而且由于系統(tǒng)可以對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，所以降低了運(yùn)行參數(shù)的變化和波動(dòng)的幅度，可以將系統(tǒng)保持在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，從而降低了系統(tǒng)故障概率，確保了系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

不僅如此，當(dāng)鍋爐或汽輪機(jī)一旦出現(xiàn)非正常掉線等故障時(shí)，此系統(tǒng)會(huì)將調(diào)節(jié)方式自動(dòng)轉(zhuǎn)換為BF或TF等基礎(chǔ)調(diào)節(jié)方式，可以有效防止故障的擴(kuò)大化，起到有效的隔離作用，而且為檢修人員進(jìn)行快速故障查找和排除提供較大的便利。此外，此系統(tǒng)還可以采用負(fù)荷變化率來(lái)對(duì)機(jī)組的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控，從而有效避免因?yàn)樨?fù)荷更迭過(guò)快而出現(xiàn)的熱應(yīng)力偏高等問(wèn)題，對(duì)機(jī)組起到保護(hù)作用，同時(shí)延長(zhǎng)其使用壽命，減少電廠對(duì)機(jī)組進(jìn)行維修和部件更換的費(fèi)用，確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

3.1.3提升發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速度

采用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，可以在電廠機(jī)組正常運(yùn)行的過(guò)程中，在相應(yīng)條件滿足要求的情況下，可以提升機(jī)組的負(fù)荷相應(yīng)速度，減小負(fù)荷跟蹤延遲等引發(fā)的一系列問(wèn)題，提高機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)能力，更好地發(fā)揮出機(jī)組高效的負(fù)荷跟蹤的作用。

3.2電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制的要點(diǎn)

3.2.1提高給水工作的質(zhì)量

在電廠中想要實(shí)現(xiàn)集控運(yùn)行和機(jī)組協(xié)調(diào)控制首先需要對(duì)給水工作質(zhì)量，主要是對(duì)給水流量和中間點(diǎn)溫度進(jìn)行控制，而對(duì)前者的控制方式主要有自動(dòng)給水和手動(dòng)給水兩種方式，在手動(dòng)給水模式下，給水流量發(fā)生變化時(shí)會(huì)改變主調(diào)節(jié)器的輸出量，從而影響中間點(diǎn)的溫度，導(dǎo)致定值發(fā)生改變；而在自動(dòng)模式下，由于水和煤的比例被自動(dòng)控制在穩(wěn)定的比例狀態(tài)下，當(dāng)燃料量發(fā)生較大的改變時(shí)才會(huì)導(dǎo)致給水流量發(fā)生變化，此時(shí)，操作人員需要根據(jù)電廠的實(shí)際情況以及不同的給水模式進(jìn)行綜合分析，對(duì)給水流量進(jìn)行控制。而對(duì)于中間點(diǎn)溫度的控制，通常是由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行手動(dòng)控制的，但是此方式難以控制中間點(diǎn)溫度的合理性，且容易出現(xiàn)人為操作失誤，所以對(duì)中間點(diǎn)溫度的控制可以采用改變減溫水比例的方式來(lái)控制，這樣可以大大提高中間點(diǎn)溫度控制的有效性和科學(xué)性。

3.2.2負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置的參數(shù)調(diào)整

在電廠機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置是起到調(diào)節(jié)功能的重要部件，但是如果受到負(fù)荷的影響，則其調(diào)節(jié)功能則會(huì)受到很大影響而被弱化，其會(huì)在系統(tǒng)處于相對(duì)比較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，即調(diào)節(jié)目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷的差距比較小時(shí)，負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置的前饋信號(hào)就會(huì)自動(dòng)終止動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)?；谪?fù)荷調(diào)節(jié)裝置的這個(gè)特點(diǎn)，可以適當(dāng)增強(qiáng)負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)能力，對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以彌補(bǔ)其由于負(fù)荷改變而產(chǎn)生的消極作用。

3.2.3科學(xué)的控制方式

目前比較常用的電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式有分級(jí)階梯式控制、集中控制和綜合控制三種方式。其中第一種控制方式在目前電廠的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中占有重要的地位，采用此控制方式可以實(shí)現(xiàn)電廠系統(tǒng)的分層次管理，將電廠生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)劃分為不同的層級(jí)，充分發(fā)揮出各個(gè)層級(jí)的基礎(chǔ)性功能，進(jìn)而提升操作系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量；而集中控制方式就是將所有的生產(chǎn)任務(wù)組織在一起進(jìn)行控制從而提高其控制效率，此控制方式不僅能夠提升數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男剩夷軌蛱岣咂鋫鬏斮|(zhì)量；而最后一種控制方式就是采用各種先進(jìn)的通信設(shè)備和信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制的，此方式通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)各個(gè)部分的有機(jī)結(jié)合，來(lái)滿足操作協(xié)調(diào)性的控制要求。在對(duì)控制方式進(jìn)行選用時(shí)，應(yīng)對(duì)電廠的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，選擇最適合電廠自身的最佳控制方式[2]。

4電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略

4.1硬件系統(tǒng)的配置

硬件系統(tǒng)主要分為主控系統(tǒng)、汽機(jī)主控系統(tǒng)和鍋爐主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)模塊的主要任務(wù)就是向自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)傳送ACC負(fù)荷指令，并實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)，而且在機(jī)組關(guān)鍵輔機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，將負(fù)荷值調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)值附近；對(duì)其汽機(jī)主控系統(tǒng)模塊，主要是確保每一項(xiàng)指令的下達(dá)，通常處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；鍋爐主控系統(tǒng)模塊則是既能在自動(dòng)模式下也能在手動(dòng)模式下進(jìn)運(yùn)行，其與主控系統(tǒng)配合完成機(jī)組的有效控制。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)包括監(jiān)測(cè)調(diào)控部分、系統(tǒng)服務(wù)部分和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控部分，監(jiān)測(cè)調(diào)控則包括操作員中心和工程師中心，用于與服務(wù)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，確保各類信息的溝通和傳播；系統(tǒng)服務(wù)則是指系統(tǒng)服務(wù)器，它通過(guò)冗余網(wǎng)連接控制裝置和監(jiān)控部分的計(jì)算機(jī)，進(jìn)而完成對(duì)收據(jù)信息的收發(fā)?，F(xiàn)場(chǎng)控制部分的主要功能是接收變送器、傳感器傳來(lái)的信號(hào)，并根據(jù)先前制定好的控制措施開(kāi)展邏輯計(jì)算，最后把計(jì)算結(jié)構(gòu)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行設(shè)備。

4.2軟件系統(tǒng)的配置

軟件系統(tǒng)模塊主要有鍋爐主控、主控、汽機(jī)和相關(guān)子系統(tǒng)模塊，其整體架構(gòu)包括客戶端和服務(wù)端，主要是對(duì)各類硬件進(jìn)行深入的環(huán)境分析，對(duì)其管理任務(wù)的配置進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行成本的控制。

5結(jié)語(yǔ)

電廠機(jī)組在運(yùn)行的過(guò)程中承擔(dān)著越來(lái)越大的負(fù)荷，所以起控制和協(xié)調(diào)作用的系統(tǒng)一定要跟上負(fù)荷的需要。集控運(yùn)行和協(xié)調(diào)控制都是電廠管理中的重要課題，我們可以從一個(gè)新的角度出發(fā)，研究二者之間的相互聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫偉佳. 關(guān)于燃煤電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制[J]. 科研，2016（12）：00288-00288.

[2]張偉. 關(guān)于電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制探討[J]. 中國(guó)高新區(qū)，2017（18）.