基于智能控制的電廠熱工自動(dòng)化研究

呂玉香

[摘? ? 要]在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷更新和發(fā)展的形勢下，智能控制作為重要產(chǎn)物，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行中，加強(qiáng)對智能控制的應(yīng)用，能夠充分實(shí)現(xiàn)對自動(dòng)化生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的控制，從根本上減少生產(chǎn)安全問題，降低故障發(fā)生率。文章首先闡述智能控制的關(guān)鍵技術(shù)。其次研究電廠熱工自動(dòng)化中對智能化控制的具體應(yīng)用。最后總結(jié)電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用智能控制的效果。

[關(guān)鍵詞]智能控制;電廠;自動(dòng)化

[中圖分類號(hào)]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]Under the situation of continuous update and development of modern science and technology， intelligent control， as an important product， has been widely used in various industries. In the power plant's thermal automation operation， strengthening the application of intelligent control can fully realize the control of each link of automated production， fundamentally reduce production safety issues and reduce the incidence of failures. In the research， the article first elaborates the key technology of intelligent control. Secondly， study the specific application of intelligent control in power plant thermal automation. Finally， summarize the effects of intelligent control in the thermal automation of power plants.

[Keywords]intelligent control; power plant; automation

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，電力行業(yè)取得了顯著的成就。在電力行業(yè)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，電廠熱工生產(chǎn)已經(jīng)沒有辦法滿足當(dāng)前電力行業(yè)的發(fā)展需求。電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)出不同程度的下降。在此背景下，提高電廠熱工自動(dòng)化性能與水平，成為電廠熱工生產(chǎn)的必然趨勢。從某種角度來說，將智能控制技術(shù)應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中，可從智能控制層面實(shí)現(xiàn)對故障的控制，保障電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高經(jīng)濟(jì)效益。由此來看，本次研究具有一定的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義。

1 智能控制的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 專家控制技術(shù)

專家控制技術(shù)是主要的智能控制技術(shù)。該技術(shù)主要是為了解決工業(yè)過程控制問題。通常情況下，專家控制技術(shù)在電廠熱工自動(dòng)化控制中，根本目的是為了提高集散智能控制系統(tǒng)在自動(dòng)診斷故障方面的準(zhǔn)確性。就電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)來說，其復(fù)雜性較強(qiáng)。所以，為應(yīng)對其系統(tǒng)的復(fù)雜性，專家控制技術(shù)可分成2種：①專家控制系統(tǒng);②專家控制器。

在輔助集散智能控制系統(tǒng)處理電廠運(yùn)行問題中，應(yīng)用專家控制系統(tǒng)時(shí)，需要有已經(jīng)建立的專家控制理論和數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)和前提。應(yīng)用專家控制器時(shí)，則需要智能的比例-積分-微分控制器，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與穩(wěn)態(tài)性能。從整體上來看，在電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)控制中應(yīng)用專家控制技術(shù)，可提高非線性系統(tǒng)問題的處理水平和自適應(yīng)能力，在控制參數(shù)精確性方面的提升也有明顯作用。

1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

在智能控制中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是比較重要的技術(shù)之一。該技術(shù)作為新興技術(shù)，主要是對人腦神經(jīng)元工作進(jìn)行模擬。

在電廠熱工系統(tǒng)中，將智能控制中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)引入到自動(dòng)化運(yùn)行中，不僅可以科學(xué)計(jì)算出發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，也可以計(jì)算出鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。通過對相關(guān)參數(shù)的掌握，可以發(fā)揮輔助作用，智能化地控制電廠熱工機(jī)組設(shè)備。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)進(jìn)行分析，可明確該技術(shù)借助非線性特征原理，收集并計(jì)算機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)運(yùn)行信息，并整理計(jì)算后的相關(guān)信息。

電廠熱工智能控制中對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用，主要是將其應(yīng)用于機(jī)組運(yùn)行特性的分析中，從非線性特征角度上，總結(jié)并描述機(jī)組運(yùn)行特性，構(gòu)建穩(wěn)態(tài)模型。在此基礎(chǔ)上，從非線性操作量中探索最佳的操作量，尋找到最優(yōu)的目標(biāo)量，控制機(jī)組設(shè)備。

1.3 模糊控制技術(shù)

模糊控制技術(shù)也是智能控制中比較關(guān)鍵的技術(shù)。通過對模糊控制技術(shù)的分析，該技術(shù)主要是對模糊推理、模擬思考的原理的利用，實(shí)現(xiàn)對模糊系統(tǒng)的構(gòu)建。

從某種角度來說，模糊系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌瑔栴}進(jìn)行分析，應(yīng)用價(jià)值較高。在將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于電廠熱工智能控制中，能夠從不同角度對鍋爐燃燒過程進(jìn)行分析，通過模糊性推理分析與全面思考，總結(jié)效率較高的控制方法。

在電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行過程中，對模糊控制技術(shù)的智能技術(shù)應(yīng)用，主要是通過對計(jì)算機(jī)的利用，實(shí)現(xiàn)對智能控制系統(tǒng)的綜合管理與控制。同時(shí)，對智能控制中出現(xiàn)的時(shí)變問題、時(shí)質(zhì)問題展開分析，從比較客觀的角度上優(yōu)化控制量。由此，利用鍋爐性能控制站實(shí)現(xiàn)對電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行中鍋爐性能的優(yōu)化控制。

2 電廠熱工自動(dòng)化中智能控制的應(yīng)用研究

2.1 智能控制在鍋爐燃燒中的應(yīng)用

在電廠熱工自動(dòng)化中，智能控制在鍋爐燃燒中有比較廣泛的應(yīng)用。就電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)來說，鍋爐燃燒的效率與熱工自動(dòng)生產(chǎn)效率有密切的關(guān)系。

已經(jīng)有不少電力企業(yè)在發(fā)展中認(rèn)識(shí)到鍋爐燃燒效率的重要性，并開始關(guān)注鍋爐燃燒的過程，提高鍋爐燃燒效率。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不少電力企業(yè)在反映鍋爐燃燒問題時(shí)，多以鍋爐燃燒精度把握不足、煤耗把控不精準(zhǔn)等為主。且在多種因素的共同作用下，降低鍋爐燃燒的效率。

而在鍋爐燃燒中應(yīng)用智能控制，不僅可提高電廠熱工自動(dòng)化中鍋爐的燃燒效率，同時(shí)可提高熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的智能化水平。利用智能控制，能夠極大程度上解決鍋爐燃燒中耗費(fèi)燃料的問題，也可有效實(shí)現(xiàn)對燃燒系統(tǒng)精準(zhǔn)度的控制。

借助智能控制中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，能夠促進(jìn)燃料的充分燃燒，避免燃料的浪費(fèi)，使鍋爐燃燒的智能化控制目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是在鍋爐燃燒期間，若出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，利用智能控制還能夠及時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞到主控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對鍋爐燃燒安全性能的強(qiáng)化。由此可以看出，電廠熱工自動(dòng)化鍋爐燃燒中，應(yīng)用智能控制是極為有必要的。

2.2 智能控制在負(fù)荷裝置中的應(yīng)用

電廠熱工自動(dòng)化機(jī)組負(fù)荷裝置中也開始應(yīng)用智能控制。通過對電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷裝置的作用較大。

在此種情況下，為使自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，要在電廠熱工自動(dòng)化機(jī)組負(fù)荷裝置中激發(fā)智能控制潛力。目前，加強(qiáng)電廠熱工自動(dòng)化精準(zhǔn)度的主要舉措，是將智能控制應(yīng)用于單元機(jī)組負(fù)荷裝置中。通過智能控制技術(shù)能在一定程度上增強(qiáng)電廠熱工機(jī)組負(fù)荷裝置的抗干擾能力。這種抗干擾能力集中體現(xiàn)在智能測試中。

智能控制中的模糊控制技術(shù)也是機(jī)組負(fù)荷裝置技術(shù)適應(yīng)性能強(qiáng)化的關(guān)鍵，可以從整體上提高機(jī)組的負(fù)荷裝置運(yùn)轉(zhuǎn)速率。

在電廠熱工自動(dòng)化機(jī)組負(fù)荷裝置中應(yīng)用智能控制，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，也能夠及時(shí)掌握裝置運(yùn)行中潛在的隱患，可以為電廠負(fù)荷裝置技術(shù)水準(zhǔn)的增強(qiáng)提供參考。在模糊控制技術(shù)下，智能控制在負(fù)荷裝置中的應(yīng)用可降低模糊語言對裝置的干擾，能夠方便電廠熱工自動(dòng)化機(jī)組負(fù)荷裝置對信號(hào)的接收或是傳輸，可為信號(hào)的準(zhǔn)確性提供保障。

2.3 智能控制在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速中的應(yīng)用

就智能控制在電廠熱工自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，智能控制在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速中已經(jīng)有所應(yīng)用。一般來說，電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中汽輪機(jī)的作用比較明顯。

汽輪機(jī)能夠影響電廠熱工自動(dòng)化的生產(chǎn)效率。汽輪機(jī)中的調(diào)速控制系統(tǒng)在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速把控中是比較關(guān)鍵的設(shè)施，對于電廠的經(jīng)濟(jì)效益有直接性的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國計(jì)算機(jī)水準(zhǔn)不斷提升。在此背景下，電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，應(yīng)用智能化控制技術(shù)是必然趨勢。汽輪機(jī)在把控轉(zhuǎn)速時(shí)，可以從比較全面的角度上將智能控制的效率、功能體現(xiàn)出來。效率與功能的體現(xiàn)是我國電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中汽車輪機(jī)調(diào)速控制智能化發(fā)展的重要開端。

在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速中應(yīng)用智能控制技術(shù)，可以有效提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。通過對智能控制的深入分析，利用智能控制中的模糊控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在汽輪機(jī)運(yùn)行中，因進(jìn)氣量大而出現(xiàn)大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象加以緩解，從而提高汽輪機(jī)工作的安全性。除此之外，智能控制也可提高熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的精準(zhǔn)度，減少外界因素對汽輪機(jī)運(yùn)行的干擾，為汽輪機(jī)的正常運(yùn)行提供有力的保障。

2.4 智能控制在給水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

給水控制系統(tǒng)在電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中起到至關(guān)重要的作用，所以，我國不少電廠企業(yè)在自動(dòng)化生產(chǎn)中已經(jīng)開始加強(qiáng)對給水控制系統(tǒng)的重視。傳統(tǒng)的電廠熱工給水模式中，給水具體情況的判斷由工作人員依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，具有一定的主觀性質(zhì)。無統(tǒng)一的給水標(biāo)準(zhǔn)，也沒有相應(yīng)的儀器對給水量進(jìn)行衡量。極容易導(dǎo)致給水量過多或是過少，無法保障給水質(zhì)量。

智能控制已經(jīng)開始投入到給水控制系統(tǒng)中。利用智能控制能夠從根本上提高電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中給水控制的技術(shù)水平。在給水控制過程中，對于相關(guān)的自動(dòng)化水平、智能化水平也有顯著的促進(jìn)作用。借助智能控制中的專家控制技術(shù)與模糊控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對變頻器的調(diào)整，其中，模糊控制技術(shù)的作用比較顯著。

模糊控制技術(shù)在電力輸出控制中發(fā)揮重要的作用。比較傳統(tǒng)的電廠熱工運(yùn)行系統(tǒng)、智能控制電廠熱工運(yùn)行系統(tǒng)，能夠發(fā)現(xiàn)給水控制系統(tǒng)應(yīng)用智能控制，可以有效改善電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)故障問題，控制給水的質(zhì)量，能夠極大程度上提高電廠自動(dòng)化設(shè)施的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3 電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用智能控制的效果

3.1 降低故障發(fā)生率

電廠熱工的工作體系比較復(fù)雜，且在人工控制下，會(huì)在增加人力資源勞動(dòng)量的同時(shí)，影響控制效果。在電廠熱工自動(dòng)化工作中應(yīng)用智能控制，能夠使智能控制在掌握電廠熱工自動(dòng)化生存狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，及時(shí)做出調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。通過此種方式，電廠熱工的自動(dòng)化抗干擾性能會(huì)有所增強(qiáng)，可促使電廠熱工自動(dòng)化的穩(wěn)定性生產(chǎn)，從根本上降低故障的發(fā)生率。

3.2 及時(shí)解決異常問題

智能控制中的自動(dòng)檢測功能和診斷功能，借助此兩種功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)情況的分析，根據(jù)熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的檢測結(jié)果與診斷結(jié)果，及時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。而且，智能控制過程中，能夠從較為全面的角度上收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及信號(hào)，可通過對所收集數(shù)據(jù)與信號(hào)的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱工自動(dòng)化運(yùn)行異?，F(xiàn)象，及時(shí)解決異常問題。

3.3 保護(hù)功能較好

智能控制應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化中，若自動(dòng)化生產(chǎn)出現(xiàn)故障問題，智能控制能夠自動(dòng)延伸出保護(hù)功能，及時(shí)將出現(xiàn)的故障信息傳達(dá)給相關(guān)工作人員，包括故障具體地理位置、出現(xiàn)故障的原因等。此種方式能夠?yàn)楣ぷ魅藛T及時(shí)解決故障提供相應(yīng)的依據(jù)。由此可以看出，在電廠熱工自動(dòng)化中應(yīng)用智能控制，效果比較明顯，可提高智能控制的應(yīng)用水平。

4 結(jié)束語

目前，不少電力企業(yè)在電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中逐漸開始加強(qiáng)對智能控制的應(yīng)用，對電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)起到了控制作用。借助自身控制方式，將智能控制深入到多個(gè)環(huán)節(jié)中，可有效提高控制效果。文章在研究中，分別從鍋爐燃燒、負(fù)荷裝置、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、給水控制系統(tǒng)等多個(gè)方面，深入分析智能控制在電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了智能控制的應(yīng)用效果。期望在本次相關(guān)內(nèi)容的探究下，能夠?yàn)槿蘸筇岣咧悄芸刂圃陔姀S熱工自動(dòng)化運(yùn)行中的應(yīng)用水平提供建議。

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