電站機組自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化的應(yīng)用

張宏杰

摘要：電力行業(yè)在當(dāng)今的發(fā)展十分迅速，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)在電站機組控制中所發(fā)揮的作用也越來越顯著。本文對某電站機組自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化進行分析，以此來為電站機組自動化性質(zhì)的提升提供相應(yīng)參考。

關(guān)鍵詞：電力行業(yè);電站機組;自動化控制系統(tǒng);合理優(yōu)化

引言：在某火電站，機組自動化控制系統(tǒng)主要包含五個部分，第一部分是鍋爐燃燒控制系統(tǒng)，其主要的組成部分有送風(fēng)控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、磨煤機控制系統(tǒng)和一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)等;第二部分是給水控制系統(tǒng);第三部分是汽溫控制系統(tǒng);第四部分是機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng);第五部分是機網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其主要的組成部分有AGG控制和一次調(diào)頻。同時，該機組中也包括其他的一些比較單一的控制系統(tǒng)。該機組自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的是傳統(tǒng)控制思路，發(fā)熱量比較高，且經(jīng)過了多年運行之后，機組中的很多設(shè)備都已經(jīng)出現(xiàn)了老化和磨損情況，目前的發(fā)熱量達不到投產(chǎn)調(diào)試發(fā)熱量的60%[1]。且由于當(dāng)今社會用電需求增加，電網(wǎng)改造過程中對機組品質(zhì)也提出了更好的要求，所以原來的機組自動化控制系統(tǒng)需要得到合理優(yōu)化。

一、系統(tǒng)優(yōu)化方案

（一）爐膛壓力控制系統(tǒng)優(yōu)化

1、引風(fēng)控制回路優(yōu)化

1）將調(diào)節(jié)偏差的死區(qū)增設(shè)在引風(fēng)控制回路里，以此來實現(xiàn)對引風(fēng)機動葉的頻率控制，讓動葉和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行更加適應(yīng)。

2）按照實際需求將控制器比例系數(shù)增大，讓控制系統(tǒng)提升快速性[2]。

3）對積分時間參數(shù)進行調(diào)整，以此來保障調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行的快速性和穩(wěn)定性。

2、送風(fēng)控制回路調(diào)節(jié)

1）進行前饋控制參數(shù)的預(yù)置和調(diào)節(jié)，將閉環(huán)控制投入到負(fù)壓控制回路里，對送風(fēng)系統(tǒng)的控制指令加以改變，通過多次的擾動試驗來修正送風(fēng)系統(tǒng)的前饋作用。

2）將閉環(huán)控制投入到送風(fēng)系統(tǒng)，讓機組負(fù)荷得以改善，通過對負(fù)壓響應(yīng)曲線的觀察來實現(xiàn)控制參數(shù)的進一步優(yōu)化，最終讓送風(fēng)系統(tǒng)達到穩(wěn)定運行、快速響應(yīng)的最佳運行狀態(tài)[3]。

（二）一次風(fēng)壓系統(tǒng)的優(yōu)化

1）將一次風(fēng)壓修正增加到一次風(fēng)壓調(diào)節(jié)回路主控里，在容量風(fēng)門開度達到上限時進行綜合判斷，讓一次風(fēng)指令在一定的時間范圍內(nèi)按照一定的增長率進行+值的疊加。

2）在容量風(fēng)門開度達到下限時進行綜合判斷，讓一次風(fēng)指令在一定的時間范圍內(nèi)按照一定的增長率進行-值的疊加[4]。

通過對兩臺一次風(fēng)機中的動葉調(diào)節(jié)，使其開度保持在合適的范圍內(nèi)，就可以讓熱一次風(fēng)母管中的風(fēng)壓得到合理優(yōu)化。

（三）給水控制系統(tǒng)的優(yōu)化

該機組的給水系統(tǒng)屬于單沖量/三沖量控制形式，通過對給水流量的控制，可以在不同負(fù)荷條件下將鍋爐中的汽包水位維持在一個穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。借助于擾動試驗來調(diào)整控制器積分時間和比例系數(shù)，以此來控制汽包水位的穩(wěn)定性。

（四）汽溫控制系統(tǒng)的優(yōu)化

將再熱器出口前饋裝置增加在再熱器控制回路里，以此來實現(xiàn)主調(diào)節(jié)器控制參數(shù)的優(yōu)化，在系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化控制后，可通過擾動試驗來實現(xiàn)控制參數(shù)的細(xì)致調(diào)節(jié)，讓汽溫控制系統(tǒng)達到最佳的品質(zhì)。

因為很多的因素都會對減溫系統(tǒng)造成干擾，所以在系統(tǒng)運行中需要對各項主要的影響因素進行觀察，并對其影響作用加以明確。在明確了主要影響因素及其影響作用后，可以將一個溫度信號綜合前饋控制器增設(shè)到汽溫系統(tǒng)中，以此來提升系統(tǒng)響應(yīng)速度[5]。

二、系統(tǒng)的優(yōu)化試驗

（一）爐膛壓力試驗

在完成了系統(tǒng)優(yōu)化之后，于2019年2月27日下午14：55進行了爐膛壓力試驗，試驗中，將擾動量設(shè)置為100Pa，飛行時間設(shè)置為154s。試驗過程中未出現(xiàn)明顯的超調(diào)情況，與系統(tǒng)的自動化控制要求完全相符。以下是具體的試驗數(shù)據(jù)：

（二）給水系統(tǒng)擾動試驗

本次試驗的時間是2019年2月27日下午15：30，試驗中，將擾動量控制在60mm，將飛升時間控制在1mon50s，將最大超調(diào)量控制在32.26mm，將穩(wěn)定時間控制在5mon6s。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，在本次優(yōu)化之后，給水系統(tǒng)的優(yōu)化性能十分優(yōu)良。具體試驗結(jié)果如下表所示：

三、系統(tǒng)的優(yōu)化后的經(jīng)濟效益

在對該火電站機組自動控制系統(tǒng)進行優(yōu)化之后，各個自動控制回路的調(diào)節(jié)速度都實現(xiàn)了明顯提升，并在極大程度上增加了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)的主汽壓力波動從原來的1.2MPa降低到了0.48MPa，壓力設(shè)定值從原來的15.5MPa提升到了16.3MPa。在該機組中，壓力設(shè)定值每提升1MPa，單位耗煤量就會降低1.682g/kWh，如果單機組的發(fā)電量按照每年19億kWh進行計算，則每一年可以節(jié)約燃煤3027.6噸，按照每噸950元的標(biāo)準(zhǔn)酶單價進行計算，該火電站每一年在燃煤方面就會節(jié)約287.6萬元的資金。

因為本次優(yōu)化讓機組運行的穩(wěn)定性得以顯著提升，汽包水位也達到了穩(wěn)定狀態(tài)，機組停止運行的風(fēng)險發(fā)生幾率得以顯著降低，負(fù)荷響應(yīng)能力實現(xiàn)了顯著提升。經(jīng)過一年的運行發(fā)現(xiàn)，單機組運行所產(chǎn)生的費用較優(yōu)化前節(jié)約了100萬元。

由此可見，通過對該火電站機組自動化控制系統(tǒng)的合理優(yōu)化，不僅提升了機組的整體運行效率，也可以為電站節(jié)約大量的成本，在運行方面和經(jīng)濟效益方面的優(yōu)化效果都十分顯著。

結(jié)束語：

綜上所述，在本次研究的火電站中，由于機組自動化控制系統(tǒng)的設(shè)備十分老舊，導(dǎo)致運行效率低且故障頻出，對電站的正常供電能力造成了很大阻礙?；谶@一情況，該火電站對機組自動化控制系統(tǒng)做出了合理優(yōu)化，經(jīng)優(yōu)化測試發(fā)現(xiàn)，本次優(yōu)化后的系統(tǒng)運行與機組的實際運行需求完全相符，在保障提升機組運行效率和電站供電能力的基礎(chǔ)上也實現(xiàn)了機組運行成本的有效節(jié)約。

參考文獻

[1]李玉芳， 馬德芳. 變電站電氣自動化控制系統(tǒng)分析及其應(yīng)用[J]. 商品與質(zhì)量， 2019， 000（005）：191.

[2]李祥鋒. 東武仕水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)改造[J]. 小水電， 2018， 000（003）：43-46.

[3]王聰中. 淺談發(fā)電廠電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 中國設(shè)備工程， 2018， 000（010）：161-162.

[4]孫昌穩(wěn)， 崔賢茂. 變電站綜合自動化控制系統(tǒng)的改造和優(yōu)化[J]. 安徽電力， 2018， v.35;No.142（02）：44-45+53.

[5]馬立才. 變電站電氣自動化控制系統(tǒng)分析及其應(yīng)用[J]. 電氣技術(shù)與經(jīng)濟， 2019， 000（001）：P.13-14.