淺談電廠集控運行控制模式及其智能化應(yīng)用

李安峰

摘? 要：電力供應(yīng)是現(xiàn)代社會運轉(zhuǎn)的基本需求，電力資源是社會發(fā)展的能源支撐。隨著科技的不斷發(fā)展，對電力能源的智能化控制提出了更高要求。電力控制系統(tǒng)的自動化程度，也決定了電廠生產(chǎn)運行的效率。集控運行控制是目前比較常用和技術(shù)成型的控制模式，通過優(yōu)化系統(tǒng)來降低運營成本，能夠有效調(diào)控節(jié)能減排，在一定程度上提升運行效率。信息技術(shù)的迅速發(fā)展為電廠運行的控制模式提供了更加實時的、遠程的有效載體。本文結(jié)合作者在國內(nèi)外一些電廠建設(shè)和運維項目中的執(zhí)行經(jīng)驗，對集控模式的智能化應(yīng)用情況進行了一些探討。

關(guān)鍵詞：智能化;集控運行;控制模式;應(yīng)用

1電廠集控運行控制模式

1.1集控運行模式概述

集中控制運行模式是目前常用的一種電力控制模式，致力于實現(xiàn)最優(yōu)控制管理，在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)模式采用獨立運行控制管理技術(shù)。整個系統(tǒng)只有一個主控模塊，各部分獨立存在，互不相關(guān)。隨著控制水平的不斷提升，現(xiàn)代管理模式已發(fā)展為多融合技術(shù)模式，包括電力電子技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、自動化技術(shù)和人工智能等，都在系統(tǒng)中發(fā)揮各自的重要作用。具體而言，集中運行控制模式是多融合系統(tǒng)的管理和運行模式，通過系統(tǒng)性的管理提供智能化的運行方案。

1.2集控運行系統(tǒng)條件

對于當(dāng)前國內(nèi)外的絕大多數(shù)電廠來說，DCS（分散型控制系統(tǒng)）是集控運行的主流方式。主要通過系統(tǒng)平臺將各種運行設(shè)備和控制測點進行軟件互聯(lián)，實時監(jiān)控并分析當(dāng)前參數(shù)，動態(tài)調(diào)節(jié)合理的運行狀態(tài)。在電廠運行中，設(shè)備和系統(tǒng)的運行參數(shù)是要充分考慮的條件，轉(zhuǎn)動設(shè)備的震動、轉(zhuǎn)速，熱力設(shè)備的溫度、膨脹，管道系統(tǒng)的壓力、流量，電力系統(tǒng)的電壓、頻率，環(huán)保監(jiān)測的含量、濃度，全部需要被實時監(jiān)控，確保當(dāng)前系統(tǒng)處于安全、健康的狀態(tài)，提高電廠運行的工作效率。為了保障電廠實時生產(chǎn)運行過程的高效安全，需要對生產(chǎn)運行過程建立一套完整的監(jiān)視、控制和管理系統(tǒng)。為了進一步提升這套系統(tǒng)的可靠性，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼鎸嵑陀行б彩直匾?。需要定期巡檢設(shè)備是否有異常、測點是否受損壞、接地是否完好、信號是否被干擾等。對于重要設(shè)備和測點，通常還會采取“三取二”、“五取三”等冗余方式添加更多的備用保障，一旦某個單體的數(shù)據(jù)與其他同類參數(shù)偏差過大，可以實現(xiàn)智能化的隔離并同時發(fā)出預(yù)警，以免形成系統(tǒng)誤判。對于發(fā)現(xiàn)問題及時排查，確保整個系統(tǒng)運行的健康、可靠。

2電廠集控運行模式應(yīng)用

2.1科學(xué)策劃

對于電廠來說，運行方式不僅影響其進行生產(chǎn)活動，與職業(yè)健康和運營成本也有著巨大的關(guān)系。一旦運行中出現(xiàn)問題或故障，輕則影響工作效率，重則發(fā)生生產(chǎn)或安全事故，對員工的安全和健康造成傷害，對電廠甚至電力系統(tǒng)造成損失。當(dāng)前的新建或改造項目，在建設(shè)階段通常已經(jīng)重點關(guān)注對于未來運行方式的科學(xué)策劃。揚棄傳統(tǒng)觀念，嘗試改革創(chuàng)新，對運行方法進行合理化的定制。吸取先進的控制理念，關(guān)注系統(tǒng)穩(wěn)定性的特征，并在廠區(qū)內(nèi)加強信息技術(shù)的應(yīng)用，從而對電廠的各項資源起到監(jiān)控和保護作用。

2.2技術(shù)應(yīng)用

一鍵啟停、無人值守是電廠控制智能化發(fā)展的方向，借助當(dāng)今信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，集控運行控制系統(tǒng)也在與時俱進，不斷更新?lián)Q代。立足于最新的信號處理和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，電廠內(nèi)的絕大多數(shù)系統(tǒng)均可實現(xiàn)遠程信號的可靠采集和控制。智能化技術(shù)有其自身的特點，對電廠而言，信號處理首先要保證的是全面、及時，這就要求控制系統(tǒng)中不但要配置大量的I/O測點，信號接收、整合、發(fā)送也都應(yīng)實時、可靠，以保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過現(xiàn)代化的監(jiān)測設(shè)備和大數(shù)據(jù)技術(shù)進行數(shù)據(jù)的采集、分類和處理，再進一步根據(jù)設(shè)備性能定制化的打造順控邏輯。集控系統(tǒng)中創(chuàng)建的智能化邏輯，能夠?qū)β?lián)鎖設(shè)備的狀態(tài)實時監(jiān)測，進行自動化的條件分析和流程判定，執(zhí)行設(shè)備的啟停、開關(guān)的投切、系統(tǒng)的調(diào)節(jié)等操作，最終只需簡單的指令輸入即可實現(xiàn)運行狀態(tài)的智能化控制和調(diào)整。以信息化技術(shù)替代傳統(tǒng)的人工判斷、干預(yù)和操作，提升了工作效率，也兼顧了運行的安全。在確保電廠設(shè)備安全穩(wěn)定啟動、運行、停機的前提下，智能化地降低人為失誤造成的風(fēng)險。

2.3運行管理

國內(nèi)的電廠通常管理模式成熟、體系建設(shè)完善。隨著“一帶一路”沿線國家電力建設(shè)項目的不斷增多，對于國外的一些電廠，尤其在一些發(fā)展中國家，在對火電廠進行集控運行建設(shè)的同時，還需要特別注意加強對后期運行管理工作的策劃。通過制定相關(guān)的管理制度，讓管理人員能夠有制度可依，規(guī)范進行工作。如對于信息采集和監(jiān)控系統(tǒng)，可以額外注意天氣的變化，尤其是雨季或冬季受到外界天氣的影響比較突出，容易出現(xiàn)測點故障的現(xiàn)象?？梢砸蟊O(jiān)管人員定期進行巡檢，檢查各個系統(tǒng)的工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該立即報修處理。建立完善的巡檢和維修記錄臺賬，按時記錄檢查的內(nèi)容和設(shè)備的狀態(tài)、出現(xiàn)的問題以及故障處理的跟蹤情況。

2.4人員因素

電廠集控運行控制模式的實現(xiàn)，體現(xiàn)在資源的合理優(yōu)化，最根本的依賴還是落實在運行人員的具體執(zhí)行上。人員的專業(yè)知識，專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)實踐能力，是決定電廠集控運行控制模式順利實施的關(guān)鍵。從操作層面看，對于協(xié)同控制的精準(zhǔn)和多系統(tǒng)調(diào)節(jié)的匹配，人工操作的精確性固然不如DCS系統(tǒng);但是在管理層面，專業(yè)的業(yè)務(wù)能力、深入的執(zhí)行理念、良好的操作實踐才能夠更有效的運用集控系統(tǒng)并保障可靠運行。國內(nèi)電力系統(tǒng)的人才儲備和專業(yè)程度毋庸置疑，但是對于海外項目來說，這又是一個需要重點關(guān)注的方向。對于海外當(dāng)?shù)卣衅傅倪\維員工，考慮到文化和教育經(jīng)歷的差異，需要定期進行系統(tǒng)化培訓(xùn)，幫助員工更多的理解技術(shù)，以便更好地運用到具體工作中。在持續(xù)的培訓(xùn)融合中，也需要不斷加強合作意識和團隊責(zé)任感、歸屬感。在完善人員專業(yè)素養(yǎng)的同時，同樣致力于磨合團隊協(xié)作的默契度和企業(yè)文化的配合度，實現(xiàn)電廠集控運行控制模式從系統(tǒng)運行到人文生態(tài)的全面優(yōu)化。

2.5老廠集控運行改造

對于老舊電廠來說，也可以通過各種改造方案實現(xiàn)集控運行，其中以增加輔網(wǎng)的方式最為簡單有效。只需配置基本的輔網(wǎng)操作員站和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就可以把輔助系統(tǒng)的運行控制與DCS連接起來。當(dāng)然這種簡易方式仍然存在一些不足，例如不方便進行集中管理，或者在數(shù)據(jù)共享和實時響應(yīng)上也有一定的限制。如果進一步希望更深入的實現(xiàn)火電廠集控運行模式的使用，更好地進行管理工作，還可以在此基礎(chǔ)上引入OPC方案，通過OPC服務(wù)器建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，有效擴大數(shù)據(jù)庫的覆蓋范圍以便更好地進行數(shù)據(jù)采集和處理工作。如輔助廠區(qū)的輸送、排放、堆儲系統(tǒng)，都可以通過OPC模式與機組DCS進行結(jié)合，或同時創(chuàng)設(shè)Modbus通信方案，從而實施有效的遠程監(jiān)管工作。如果由于信號較多，數(shù)據(jù)量過大，也有可能會超出原有程控系統(tǒng)的處理能力，產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理緩慢的問題。這種情況下可以通過調(diào)整控制通訊的波特率，變更接入信號的類型，或者增加控制模塊的數(shù)量等方案進行局部改造，確保數(shù)據(jù)傳輸通暢，有效地提高綜合處理能力。

3結(jié)束語

經(jīng)過對火電廠的集控運行模式的研究，可以通過應(yīng)用這項技術(shù)，使電廠運行變得更加集中化、信息化、智能化，更符合電力企業(yè)建設(shè)和發(fā)展的要求。電廠是提供能源的場所，電力供應(yīng)的穩(wěn)定對社會經(jīng)濟有直接的影響。運用智能化的信息技術(shù)有效管控電廠運行的各個環(huán)節(jié)，提升管理效率，保障安全生產(chǎn)，提高環(huán)保節(jié)能的效率，將為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展支撐起堅固的基礎(chǔ)。

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