電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性分析

國家能源集團(tuán)諫壁發(fā)電廠 談瑞強(qiáng)

近年來我國各界的用電需求日漸多樣化，持續(xù)增長的電能需求量也使得電廠面臨著較高挑戰(zhàn)。為保證電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行，電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性必須得到保障，由此可見本文研究具備的較高現(xiàn)實(shí)意義。

1 電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)基本構(gòu)成

為更好滿足社會(huì)電能需求，電廠需不斷擴(kuò)大自身的運(yùn)營規(guī)模和機(jī)組容量，更多投運(yùn)的系統(tǒng)機(jī)組對(duì)熱控自動(dòng)化系統(tǒng)也會(huì)提出更高要求，現(xiàn)階段熱控自動(dòng)化系統(tǒng)已成為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、電廠運(yùn)行效率提升的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)階段熱控自動(dòng)化系統(tǒng)的低碳環(huán)保性能開始引起業(yè)界重視，能否優(yōu)化熱控效果、貫徹和落實(shí)節(jié)能降耗原則已成為系統(tǒng)的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)這類目標(biāo)，現(xiàn)有管理機(jī)制的創(chuàng)新、新型智能化技術(shù)的應(yīng)用也開始引起廣泛關(guān)注，電廠的生產(chǎn)效率及自動(dòng)化水平提升能夠獲得有力支持。

電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)一般可細(xì)分為三部分，包括分散控制系統(tǒng)、輔助控制系統(tǒng)、視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)由開發(fā)維護(hù)接口、通信接口、操作接口、現(xiàn)場流程控制接口組成，負(fù)責(zé)分散控制接口且集中顯示操作，電廠通信網(wǎng)絡(luò)用于各接口聯(lián)系，各類設(shè)備能通過不同的模塊在接口支持下由系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，這種控制具備可靠、靈活等特點(diǎn)；輔助控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)無人運(yùn)行中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，通過控制器進(jìn)行指令的設(shè)置，即可自動(dòng)控制各類設(shè)備，交換機(jī)和數(shù)據(jù)接口的穩(wěn)定性也能得到保障。

傳輸過程的數(shù)據(jù)信息也能夠由輔助控制系統(tǒng)集中控制，系統(tǒng)控制可由中央控制室實(shí)現(xiàn)，保證自動(dòng)化運(yùn)作在無人管理情況下實(shí)現(xiàn)；視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由控制、傳輸、攝像、記錄、顯示等部分組成，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電廠運(yùn)行情況，在高清攝像機(jī)的支持下，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集工作人員的工作狀況及各類設(shè)備的運(yùn)行情況，并通過網(wǎng)絡(luò)電纜向計(jì)算機(jī)主機(jī)傳輸，在云平臺(tái)的支持下，操作人員可負(fù)責(zé)控制攝像頭的方向及變焦，圖像的錄入、存儲(chǔ)、回放也能夠通過應(yīng)用錄像處理模式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于出現(xiàn)異常的電廠，錄像回放能夠保證故障原因快速找出[1]。

2 電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性提升策略

2.1 引進(jìn)智能化分散控制系統(tǒng)

為提升電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)引進(jìn)智能化分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程I/O功能，且能有效提升系統(tǒng)兼容性。通過對(duì)智能控制技術(shù)的引進(jìn)，分散控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)和控制邏輯能不斷優(yōu)化，并形成高度穩(wěn)定性的單元模塊，智能化提升的單元控制機(jī)組在降低誤動(dòng)、拒動(dòng)等問題發(fā)生幾率方面表現(xiàn)出色。分散控制系統(tǒng)的負(fù)荷率及可靠性指標(biāo)的考量及分析屬于智能化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，并保證存在允許范圍內(nèi)的系統(tǒng)通信總線負(fù)荷率，保證存在均衡的負(fù)荷率。在建設(shè)智能化分散控制系統(tǒng)的同時(shí)，還需關(guān)注電廠的信息溝通交流需要，開展分散控制模式優(yōu)化探索，以此結(jié)合電廠實(shí)際情況階梯化分散控制各類設(shè)備，分成多個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)電機(jī)組控制在提升管理有效性和針對(duì)性方面具備較高價(jià)值[2]。

2.2 持續(xù)更新控制軟件技術(shù)

在設(shè)計(jì)電廠熱控系統(tǒng)的自動(dòng)化控制程序模塊環(huán)節(jié)，應(yīng)設(shè)法優(yōu)化系統(tǒng)控制指標(biāo)及控制范圍，提升系統(tǒng)對(duì)外部干擾的抵抗能力，同時(shí)對(duì)自動(dòng)控制過程軟件進(jìn)行優(yōu)化，保證其具備更強(qiáng)的過程控制處理能力，以此提供顯示軟件服務(wù)滿足過程控制需要，熱控自動(dòng)化系統(tǒng)即可在滿足現(xiàn)場監(jiān)控需求的同時(shí)具備更高穩(wěn)定性。在控制軟件技術(shù)的持續(xù)更新過程中，順序控制的強(qiáng)化也不容忽視，考慮帶電廠運(yùn)行的安全和穩(wěn)定直接受到熱控自動(dòng)化系統(tǒng)有序性影響，控制軟件技術(shù)的更新需關(guān)注相關(guān)內(nèi)容，并做好對(duì)操作人員的培訓(xùn)，系統(tǒng)控制規(guī)范的制定、工作人員操作的規(guī)范、常見操作問題的規(guī)避均需要得到重視，以此強(qiáng)化順序控制系統(tǒng)，電廠機(jī)組故障停機(jī)時(shí)間縮短、系統(tǒng)的整體性能提升均可順利實(shí)現(xiàn)[3]。

2.3 關(guān)注輔助系統(tǒng)和冗余設(shè)計(jì)

電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性提升還應(yīng)關(guān)注輔助系統(tǒng)和冗余設(shè)計(jì)。電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)中輔助系統(tǒng)的重要性較高，需設(shè)法提升該系統(tǒng)的應(yīng)用率，具體可從管理隊(duì)伍建設(shè)入手，保證相關(guān)人員能合理使用輔助控制系統(tǒng)，以此提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效益。還應(yīng)設(shè)法處理物理接口與設(shè)備通信間協(xié)調(diào)關(guān)系，保證不同協(xié)議和接口的契合度有效提升，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、信息傳輸安全性均可得到保障。冗余設(shè)計(jì)關(guān)系著熱控設(shè)備監(jiān)督管控能否更好實(shí)現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)行中安全隱患和異常狀況能通過冗余設(shè)計(jì)更好找出，這對(duì)系統(tǒng)故障幾率降低、相應(yīng)處理工作開展均能夠帶來積極影響。因此，熱控設(shè)備的本身功能、監(jiān)控功能均需嚴(yán)格設(shè)置，以此通過冗余設(shè)計(jì)，更好保證電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

2.4 設(shè)法優(yōu)化系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)

結(jié)合電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)要求，為更好提升其運(yùn)行穩(wěn)定性，技術(shù)人員須設(shè)法升級(jí)優(yōu)化系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，如升級(jí)邏輯判斷系統(tǒng)，運(yùn)行過程中電廠系統(tǒng)的浮動(dòng)和故障能有效減少，具體操作需采用“3類2類”格式，同時(shí)借鑒25項(xiàng)反措等經(jīng)驗(yàn)，通過充分發(fā)揮保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)程序質(zhì)量提升，全方位系統(tǒng)化的所有監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)測將更好開展，異常信號(hào)找出、反饋處理工作針對(duì)性優(yōu)化自然能夠順利實(shí)現(xiàn)。在邏輯判斷系統(tǒng)的支持下，分析、判斷信號(hào)邏輯并進(jìn)行改進(jìn)，工作人員工作負(fù)擔(dān)將有效減輕，系統(tǒng)穩(wěn)定性也能夠同時(shí)提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行安全隱患規(guī)避具備較高實(shí)用價(jià)值。

2.5 健全檢修模式

電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)代化設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)近年來不斷增多，智能化和自動(dòng)化水平持續(xù)提升，但這對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性也帶來了很多新的挑戰(zhàn)。結(jié)合實(shí)際調(diào)研可發(fā)現(xiàn)，在檢修管理熱控自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)傳統(tǒng)檢修模式仍較為常見，這種傳統(tǒng)模式無法滿足自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展要求，因此必須設(shè)法健全檢修模式，充分應(yīng)用傳感技術(shù)、溫度測量儀等實(shí)時(shí)監(jiān)測熱控自動(dòng)化系統(tǒng)，通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)掌握，檢修工作可結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)針對(duì)性開展，檢修不及時(shí)、過度檢修等問題均可有效規(guī)避。此外還應(yīng)設(shè)法優(yōu)化相應(yīng)的子系統(tǒng)，提高其控制能力、信息處理能力、計(jì)算能力，保證子系統(tǒng)更好響應(yīng)熱控系統(tǒng)中的各類程序，系統(tǒng)運(yùn)行效果和效率能夠更好得到保障。

2.6 關(guān)注硬件管理和人員培訓(xùn)工作

硬件設(shè)備的支撐直接關(guān)系著電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行效果會(huì)直接受到硬件設(shè)備穩(wěn)定性影響，如存在經(jīng)常出現(xiàn)故障的系統(tǒng)硬件設(shè)備，成本投入增大、維護(hù)工作量提升、系統(tǒng)頻繁停機(jī)等問題均將頻繁出現(xiàn)，電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和連續(xù)性自然會(huì)受到影響。因此須做好系統(tǒng)硬件管理工作，保證硬件設(shè)施質(zhì)量，硬件的性能、質(zhì)量、性能需基于系統(tǒng)需求確定，電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行將更好得到保障。

在關(guān)注硬件管理的同時(shí)人員培訓(xùn)工作也需嚴(yán)格開展，對(duì)于運(yùn)行工藝繁瑣且復(fù)雜的熱控自動(dòng)化系統(tǒng)來說，系統(tǒng)本身涉及大量專業(yè)知識(shí)，對(duì)相應(yīng)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能掌握情況存在較高要求，如無法滿足這類要求系統(tǒng)運(yùn)行很容易受到各類因素限制，故障發(fā)生幾率也會(huì)大幅提升。因此，具體實(shí)踐需設(shè)法優(yōu)化相關(guān)人員的工藝技術(shù)、專業(yè)知識(shí)，以此有效控制各類干擾因素，降低運(yùn)營因素引發(fā)故障的幾率。在具體的崗位培訓(xùn)工作中，需保證參訓(xùn)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力有效提升，更好適應(yīng)崗位需要，具體培訓(xùn)需圍繞影響熱控自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素展開，如重點(diǎn)開展計(jì)算機(jī)編程語言的培訓(xùn)，輔以專業(yè)實(shí)踐小組的針對(duì)性建設(shè)，以及定期培訓(xùn)與考核的嚴(yán)格落實(shí)，即可保證工作人員熟練掌握電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)操作相關(guān)技能，更好為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。

3 實(shí)驗(yàn)論證

3.1 實(shí)驗(yàn)方法

以某電廠開展的智能化分散控制系統(tǒng)建設(shè)探索為例，該系統(tǒng)具備較高的靈敏度和較強(qiáng)的監(jiān)控能力，同時(shí)擁有更大的監(jiān)控范圍，系統(tǒng)的硬件型號(hào)基于設(shè)備環(huán)境針對(duì)性選擇，驗(yàn)收的嚴(yán)格開展、細(xì)節(jié)的維護(hù)也得到高度重視。智能化分散控制系統(tǒng)還擁有完善的自動(dòng)控制軟件，通過對(duì)軟件設(shè)備控制范圍的科學(xué)規(guī)劃，軟件設(shè)備的抗干擾性得到重視，系統(tǒng)的處理能力保障、設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)、監(jiān)控需求滿足也獲得有力支持。為驗(yàn)證智能化分散控制系統(tǒng)的實(shí)用性，分別對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)和智能化分散控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證。在針對(duì)性開展軟硬件設(shè)備性能檢測的過程中，通過UPS分別檢測硬件運(yùn)行穩(wěn)定性和軟件系統(tǒng)抗干擾性，具體實(shí)驗(yàn)前需做好現(xiàn)場周圍環(huán)節(jié)的嚴(yán)格勘察，并對(duì)熱工信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，以此保證實(shí)驗(yàn)有效性。

3.2 結(jié)果對(duì)比

開展實(shí)驗(yàn)對(duì)比可得到抗干擾性能對(duì)比結(jié)果，通過針對(duì)性對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)軟件設(shè)備存在較弱的抗干擾性能，而智能化分散控制系統(tǒng)采用的新方法存在較強(qiáng)抗干擾性能，電廠監(jiān)控及熱控自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行需要能夠較好滿足。傳統(tǒng)硬件設(shè)備存在較弱的穩(wěn)定性，而智能化分散控制系統(tǒng)則具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性需求滿足和工作效率提升得以實(shí)現(xiàn)。結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)可確定，抗干擾能力強(qiáng)的軟件設(shè)備能更好地服務(wù)于電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)，穩(wěn)定性更高的硬件設(shè)備也能夠?yàn)殡姀S熱控自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性保障提供支持。

綜上，電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性會(huì)受到多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的引進(jìn)智能化分散控制系統(tǒng)、設(shè)法優(yōu)化系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)等內(nèi)容，則提供了可行性較高的電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化路徑。為更好保障電廠熱控自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，電廠工作人員的統(tǒng)一管理、各環(huán)節(jié)的針對(duì)性技術(shù)改造同樣需要得到重視。