天然氣管網(wǎng)壓縮機(jī)參數(shù)優(yōu)化遠(yuǎn)控技術(shù)的改造及應(yīng)用

艾力群，張 鵬，李國(guó)軍，馬自山，龔志偉，艾 威

（1.國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)油氣調(diào)控中心，北京 100013；2.西南管道公司，四川成都 610095；3.北京興油工程項(xiàng)目管理有限公司，北京 100083；4.重慶建筑科技職業(yè)學(xué)院，重慶 401331）

0 引言

由于設(shè)計(jì)和歷史等因素，每條天然氣管道的設(shè)計(jì)理念、壓縮機(jī)組型號(hào)、自動(dòng)化水平、人機(jī)匹配各有不同，管理模式也大不一樣。合建壓氣站場(chǎng)采用了多個(gè)OEM 廠的機(jī)組，如GE、RR、D-R 及國(guó)產(chǎn)的沈鼓和703 所等，不同廠家的機(jī)組性能不同，驅(qū)動(dòng)方式也有燃驅(qū)和電驅(qū)之分。隨著“集中調(diào)控、區(qū)域化管理”持續(xù)推進(jìn)，油氣調(diào)控中心在實(shí)施天然氣管道壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場(chǎng)少人值守、無(wú)人干預(yù)時(shí)，面臨較多問(wèn)題。

在運(yùn)維中心—作業(yè)區(qū)管理模式下，基于天然氣管網(wǎng)壓氣站實(shí)施無(wú)人站、少人站值守模式研究，依據(jù)管網(wǎng)所轄管道及站場(chǎng)的運(yùn)行管理特點(diǎn)，梳理典型合建站場(chǎng)壓縮機(jī)組參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制技術(shù)存在技術(shù)難點(diǎn)和問(wèn)題。未來(lái)管線增輸，站場(chǎng)機(jī)組的組合會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，生產(chǎn)運(yùn)行要求各站中的壓縮機(jī)應(yīng)該能夠根據(jù)輸氣量任意組合自動(dòng)負(fù)荷分配、遠(yuǎn)程操控和穩(wěn)定運(yùn)行，需要更優(yōu)化的控制方案和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)中控系統(tǒng)控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制、一鍵操作，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人干預(yù)是集中調(diào)控急需解決的問(wèn)題。

1 遠(yuǎn)控參數(shù)調(diào)整控制問(wèn)題

某管廊帶內(nèi)合建壓氣站場(chǎng)從機(jī)組廠家以及驅(qū)動(dòng)方式存在多達(dá)7 種不同組合方式，機(jī)組廠家或型號(hào)不同，轉(zhuǎn)子性能不同，需要并網(wǎng)輸氣時(shí)中心調(diào)度員只能分別對(duì)同期同廠家的機(jī)組實(shí)施遠(yuǎn)程控制。機(jī)組負(fù)荷分配控制操作依據(jù)中心調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)，使用手動(dòng)操作調(diào)節(jié)多機(jī)組等轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行負(fù)荷分配的方式，造成機(jī)組和管網(wǎng)運(yùn)行效率降低、控制難度增加、中心調(diào)度員操作量大、遠(yuǎn)控模式下停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)高、多臺(tái)并聯(lián)壓縮機(jī)負(fù)荷分配不平衡等，手動(dòng)操作難以實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜的調(diào)節(jié)。因此，改造負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，收集分析壓縮機(jī)遠(yuǎn)控問(wèn)題：

（1）遠(yuǎn)控壓力設(shè)定步長(zhǎng)不優(yōu)化，中心調(diào)度員操作量大；遠(yuǎn)控時(shí)，單次壓力調(diào)整幅度為0.02～0.10 MPa，為達(dá)到目標(biāo)壓力需多次調(diào)整，且等待時(shí)間較長(zhǎng)，壓氣站和壓縮機(jī)組數(shù)量較多，尤其在管道輸量調(diào)整時(shí)，調(diào)度員工作量大。

（2）無(wú)關(guān)鍵參數(shù)報(bào)警保護(hù)，停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)高。機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到報(bào)警值不能繼續(xù)提高負(fù)荷時(shí)，UCP 不能及時(shí)反饋給SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）系統(tǒng)和調(diào)度員，調(diào)度員無(wú)操作參考，機(jī)組停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)高。

（3）負(fù)荷分配測(cè)試發(fā)現(xiàn)耗時(shí)長(zhǎng)、升速快、燃機(jī)排氣升溫過(guò)快、壓縮機(jī)入口濾芯高報(bào)警問(wèn)題。

（4）壓縮機(jī)負(fù)荷分配不均衡，影響機(jī)組出力。圖1、圖2 所示為等流量百分比控制策略下的問(wèn)題：圖1 中QP，1=QP，2，QP為計(jì)算等流量，QC為機(jī)組通過(guò)流量，QP-QC為循環(huán)回流量；圖2 中Dev1=Dev2，但流量和轉(zhuǎn)速并不相等。某合建壓氣站采用“1 燃+2 電”組合運(yùn)行，當(dāng)出站壓力提高至11.5 MPa 時(shí)，電驅(qū)的變頻器電流已接近報(bào)警值，不能再提高出站壓力設(shè)定。而此時(shí)燃驅(qū)的轉(zhuǎn)速在5022 r/mim，進(jìn)口流量（10 350 mm H2O）也較小，負(fù)荷較低，相比6100 r/mim 的額定轉(zhuǎn)速空間非常大，但受小機(jī)組（18 MW）限制，大機(jī)組（31 MW）不能再提高負(fù)荷。在不改變控制系統(tǒng)邏輯的情況下，如果想繼續(xù)提高出站壓力，方案有兩個(gè)：一是增啟一臺(tái)燃驅(qū)，以“2 燃+3”電組合型式運(yùn)行，但會(huì)造成能耗增大，方案不可取；二是中控放棄遠(yuǎn)控操作權(quán)限，切至站控手動(dòng)提高機(jī)組負(fù)荷，以達(dá)到出口壓力要求，不會(huì)造成額外能耗增加。

圖1 等流量控制策略

圖2 等喘振裕度控制策略

（5）壓力控制時(shí)機(jī)組工況波動(dòng)大。當(dāng)管道流量發(fā)生波動(dòng)時(shí)，機(jī)組在定出站壓力控制模式下，工況調(diào)節(jié)頻繁；壓縮機(jī)PLC 控制反饋調(diào)節(jié)精度各不相同，造成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)頻繁，站場(chǎng)無(wú)法維持中心控制模式，需要站控干預(yù)。

為實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)中控系統(tǒng)控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制、一鍵調(diào)整和優(yōu)化壓縮機(jī)遠(yuǎn)控方式，根據(jù)壓縮機(jī)組不同功能特點(diǎn)及運(yùn)行現(xiàn)狀，開展技術(shù)研究，分析制定壓氣站實(shí)施無(wú)人值守站規(guī)劃目標(biāo)，通過(guò)配套支撐系統(tǒng)的優(yōu)化改造及可靠性改造，并作為規(guī)劃實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守站管理模式的標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)集中調(diào)控向高質(zhì)量發(fā)展。

2 遠(yuǎn)控參數(shù)自控研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線

以典型合建壓氣站多型號(hào)燃驅(qū)壓縮機(jī)組為試驗(yàn)點(diǎn)，收集分析壓縮機(jī)集中調(diào)控操作需求，開展技術(shù)調(diào)研，初步確定優(yōu)化方案并討論可行性，開展研究和試驗(yàn)，編制一鍵設(shè)定自動(dòng)調(diào)整技術(shù)方案。

2.1 研究目標(biāo)

（1）優(yōu)化控制方法，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出口壓力目標(biāo)值設(shè)定一步到位，解決中心調(diào)度員操作頻繁的問(wèn)題，降低誤操作風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。

（2）實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)保護(hù)功能，機(jī)組自動(dòng)調(diào)整時(shí)，控制邏輯與負(fù)荷調(diào)整相關(guān)的關(guān)鍵保護(hù)參數(shù)關(guān)聯(lián)，作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的邊界條件，提升機(jī)組運(yùn)行安全性。

（3）優(yōu)化負(fù)荷分配控制策略，解決不同廠家、不同機(jī)型、不同功率、不同驅(qū)動(dòng)方式的壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的負(fù)荷分配不平衡問(wèn)題。

（4）實(shí)現(xiàn)中心投用負(fù)荷分配功能，中心控制壓縮機(jī)組并網(wǎng)、退網(wǎng)，從啟機(jī)到負(fù)荷分配投用及自動(dòng)加載全程無(wú)需壓氣站現(xiàn)場(chǎng)干預(yù)，實(shí)現(xiàn)壓氣站無(wú)人值守站建設(shè)目標(biāo)。

（5）單臺(tái)機(jī)組跳機(jī)時(shí)剩余機(jī)組轉(zhuǎn)速保持，不增加剩余機(jī)組停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

（6）實(shí)現(xiàn)機(jī)組增減提示報(bào)警功能，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)比機(jī)組工況和控制目標(biāo)值，給中心調(diào)度人員發(fā)出增減機(jī)組提示。

（7）探索實(shí)現(xiàn)負(fù)荷偏置功能，達(dá)到節(jié)能效果。

（8）針對(duì)有流量控制需求的壓氣站，探索目標(biāo)流量控制方法。

（9）建立科學(xué)合理的壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程控制評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)壓氣站無(wú)人值守。

2.2 研究?jī)?nèi)容

隨著技術(shù)引進(jìn)和國(guó)產(chǎn)化，壓縮機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)得到了應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外天然氣輸送壓縮機(jī)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)有以下4 種：

（1）基準(zhǔn)負(fù)荷控制。固定部分機(jī)組負(fù)荷，一臺(tái)機(jī)組調(diào)負(fù)荷，該方式不穩(wěn)定、能耗高。

（2）等速控制。機(jī)組全部等轉(zhuǎn)速運(yùn)行，要求機(jī)組型號(hào)、廠家、轉(zhuǎn)子性能完全相同。該方式技術(shù)簡(jiǎn)單，不同性能壓縮機(jī)負(fù)荷分配不能投入。

（3）等流量控制。控制機(jī)組的流量相同，控制算法過(guò)于簡(jiǎn)單，不同性能機(jī)組不能投入負(fù)荷分配，遠(yuǎn)程操控不穩(wěn)定，運(yùn)行效率不高。

（4）動(dòng)態(tài)優(yōu)化負(fù)荷控制。在壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)等距的基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)優(yōu)化分配負(fù)荷，能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，提高機(jī)組和管網(wǎng)運(yùn)行效率。負(fù)荷平衡按照需要改變每臺(tái)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速以將每臺(tái)壓縮機(jī)保持在與相應(yīng)喘振極限距離相等的點(diǎn)上運(yùn)行。負(fù)荷分配通過(guò)一定技術(shù)手段（等距離、等比例、等速、等流量等）控制壓縮機(jī)組的運(yùn)行，并通過(guò)動(dòng)態(tài)優(yōu)化手段（工藝布置、偏置補(bǔ)償、效率平衡）實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)行，提高機(jī)組和管網(wǎng)運(yùn)行效率。

由于原有各機(jī)組控制系統(tǒng)并不開放，就不能實(shí)現(xiàn)高級(jí)的優(yōu)化功能。如果中心調(diào)度人員不能隨時(shí)掌握每臺(tái)壓縮機(jī)組的運(yùn)行效率（壓氣量與燃?xì)夂牧恐g的關(guān)系），僅追求壓縮機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)等距的運(yùn)行方式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。而這種高級(jí)優(yōu)化方式的實(shí)現(xiàn)在原有封閉的軟/硬件平臺(tái)上是不可能實(shí)現(xiàn)的，只有開放的軟/硬件平臺(tái)才能進(jìn)行高級(jí)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)中控系統(tǒng)控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制，才能真正得到效益。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)路線

為了提高運(yùn)行穩(wěn)定性、降低運(yùn)行成本、提高管網(wǎng)效率，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)中控系統(tǒng)控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制、一鍵調(diào)整和優(yōu)化壓縮機(jī)遠(yuǎn)控方式，已成為基本要求，并且隨著不斷的增輸，壓縮機(jī)配置越來(lái)越復(fù)雜，需要優(yōu)化負(fù)荷分配、參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制得到越來(lái)越多的應(yīng)用，需要掌握的關(guān)鍵技術(shù)：

（1）不同廠家、不同型號(hào)的機(jī)組負(fù)荷分配及負(fù)荷平衡控制技術(shù)。按照生產(chǎn)需要將總負(fù)荷分配到不同廠家、不同型號(hào)的壓縮機(jī)組上，負(fù)荷分配及負(fù)荷平衡控制技術(shù)，即將總負(fù)荷按照壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制線的絕對(duì)距離，分配每臺(tái)壓縮機(jī)的負(fù)荷，保證壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)到喘振控制線的距離相等。

（2）總負(fù)荷變化時(shí)自動(dòng)加減載機(jī)組的控制技術(shù)。當(dāng)總負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)在機(jī)組允許的時(shí)間內(nèi)，（考慮到電驅(qū)和燃驅(qū)機(jī)組爬坡率要求不同，按15 min 計(jì)算，實(shí)際調(diào)試中按照現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整），快速完成加減載的控制目標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)無(wú)出口匯管壓力擾動(dòng)2%以內(nèi)。

（3）負(fù)荷偏置的計(jì)算技術(shù)。多機(jī)組并聯(lián)時(shí)，機(jī)組的布置位置、型號(hào)、驅(qū)動(dòng)方式等，對(duì)機(jī)組負(fù)荷平衡都有一定影響，通過(guò)機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)到喘振控制線的距離相等，機(jī)組的效率不一定是最優(yōu)的，但是通過(guò)增加或減少偏置值，可以達(dá)到優(yōu)化的負(fù)荷平衡。

（4）控制算法的通用化、國(guó)產(chǎn)化。對(duì)控制算法的研究分析，將控制算法進(jìn)行歸納總結(jié)，采用標(biāo)準(zhǔn)編寫程序，使控制算法在實(shí)現(xiàn)時(shí)就具有通用的特性，以便技術(shù)推廣。并且通過(guò)控制程序的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)控制程序的國(guó)產(chǎn)化。

3 控制參數(shù)自動(dòng)調(diào)整控制功能

在典型合建壓氣站場(chǎng)安裝一套新的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，在新硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，多臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)，調(diào)整機(jī)組運(yùn)行轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的總出口管線壓力，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)需求；同時(shí)在滿足生產(chǎn)需求的情況下，調(diào)整每臺(tái)壓縮機(jī)的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)組高效運(yùn)行?？梢愿鶕?jù)生產(chǎn)需求調(diào)整運(yùn)行的壓縮機(jī)組數(shù)量，達(dá)到每臺(tái)機(jī)組效率最大化，滿足油氣調(diào)控中心的技術(shù)需求。

3.1 壓力設(shè)定一步到位

步長(zhǎng)優(yōu)化包含三項(xiàng)關(guān)鍵程序：①步長(zhǎng)分解；②根據(jù)實(shí)測(cè)壓力反饋逐步臺(tái)階下發(fā)步長(zhǎng)；③壓縮機(jī)升降速率限制。在程序中由比較計(jì)算器算出負(fù)荷區(qū)間，再由選擇器選擇單次下發(fā)的步進(jìn)值，發(fā)給負(fù)荷分配控制器。當(dāng)出站壓力反饋滿足一個(gè)步進(jìn)值后，控制器再次下發(fā)下一個(gè)步進(jìn)值，直至滿足壓力設(shè)定。

控制目標(biāo)為大步長(zhǎng)值設(shè)定后，轉(zhuǎn)速升降平緩、不增加停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)管網(wǎng)擾動(dòng)小。轉(zhuǎn)速升降平均速率≤30 r/min2,壓力設(shè)定后調(diào)整到位時(shí)間：平穩(wěn)運(yùn)行階段≤60 min/（1 MPa）；超調(diào)值小于±0.05 MPa；穩(wěn)定工況下轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍在±20 r/min。

比選兩種方案：方案1，一次函數(shù)，y=k（x-3965）+b；方案2，log 函數(shù)，y=-log（m）（x-3865）+b（圖3～圖4）。

圖3 一次函數(shù)

圖4 log 函數(shù)

除轉(zhuǎn)速和步長(zhǎng)計(jì)算結(jié)果外，兩個(gè)函數(shù)中的其余均為可調(diào)變量。一次函數(shù)曲線計(jì)算結(jié)果步長(zhǎng)值變化平緩，log 函數(shù)計(jì)算結(jié)果在低轉(zhuǎn)速時(shí)變化過(guò)陡，且一次函數(shù)調(diào)整變量操作更簡(jiǎn)單。經(jīng)比選，選用一次函數(shù)進(jìn)行步長(zhǎng)優(yōu)化，將步長(zhǎng)計(jì)算方法寫入MCP（Management Control Program）管理控制程序，同時(shí)對(duì)壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)速升速速率做了限值，避免升速過(guò)快（＜30 r/min2）。

3.2 關(guān)鍵參數(shù)保護(hù)功能

控制目標(biāo)為與機(jī)組負(fù)荷調(diào)整相關(guān)的關(guān)鍵保護(hù)參數(shù)，作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的邊界條件。有參數(shù)達(dá)到高報(bào)警，機(jī)組停止升速；機(jī)組自動(dòng)降速，當(dāng)離開報(bào)警值區(qū)間，按時(shí)間設(shè)定，再次下發(fā)負(fù)荷調(diào)整命令；有參數(shù)達(dá)到高報(bào)警、機(jī)組不能繼續(xù)升速時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示并上傳至調(diào)控中心監(jiān)控畫面。以典型合建壓氣站為例，設(shè)置有13 個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的限制條件（表1）。

表1 關(guān)鍵參數(shù)保護(hù)功能

3.3 負(fù)荷分配控制功能優(yōu)化

控制目標(biāo)為每臺(tái)機(jī)組能基本發(fā)揮最大出力，當(dāng)一臺(tái)機(jī)組達(dá)到負(fù)荷極限時(shí)，不影響其余機(jī)組出力，其余機(jī)組負(fù)荷率≥90%。優(yōu)先使用“等喘振控制點(diǎn)距離”控制策略，滿足負(fù)荷平衡。

（1）故障停機(jī)時(shí)的保護(hù)。單臺(tái)機(jī)組跳機(jī)時(shí)，剩余機(jī)組保持當(dāng)前轉(zhuǎn)速，負(fù)荷分配控制命令暫不起作用，剩余運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)速不猛升。待重新投用負(fù)荷分配功能或重新給定壓力目標(biāo)值時(shí)，負(fù)荷分配再起作用，從而不增加剩余機(jī)組停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）中心控制負(fù)荷分配投用/退出。調(diào)控中心可以遠(yuǎn)程投用或退出負(fù)荷分配系統(tǒng)，通過(guò)增加站控系統(tǒng)-負(fù)荷分配MCP 控制盤間硬接線方式實(shí)現(xiàn)。

（3）單臺(tái)機(jī)組并/退網(wǎng)。增機(jī)、減機(jī)、切機(jī)操作時(shí)，通過(guò)并退網(wǎng)操作，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)輔助干預(yù)，通過(guò)增加站控系統(tǒng)—負(fù)荷分配MCP 控制盤間硬接線方式實(shí)現(xiàn)。

（4）負(fù)荷投用/退出無(wú)擾切換：投用時(shí)各機(jī)組不進(jìn)入喘振工況；退出后，機(jī)組進(jìn)入當(dāng)前轉(zhuǎn)速控制模式。

3.4 并網(wǎng)操作關(guān)閉防喘閥

現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)將單臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)時(shí)，需待防喘閥關(guān)閉后，再投入并網(wǎng)（圖5）。如果進(jìn)站流量偏低，新開機(jī)組進(jìn)口流量不足（如B 點(diǎn)），防喘閥有一直不能關(guān)閉的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)法并網(wǎng)。通過(guò)優(yōu)化并網(wǎng)方法，由負(fù)荷分配計(jì)算器自動(dòng)計(jì)算多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行防喘振裕度，根據(jù)計(jì)算結(jié)果（如A 點(diǎn)），先將新啟機(jī)組并網(wǎng)，再給新并網(wǎng)機(jī)組分配流量和提速，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)自動(dòng)并網(wǎng)。

圖5 并網(wǎng)操作關(guān)閉防喘閥

3.5 自動(dòng)增減機(jī)提示

每臺(tái)機(jī)組能基本發(fā)揮最大出力，當(dāng)一臺(tái)機(jī)組達(dá)到負(fù)荷極限時(shí)，不影響其余機(jī)組出力，其余機(jī)組負(fù)荷率≥90%。優(yōu)先使用“等喘振控制點(diǎn)距離”控制策略，滿足負(fù)荷平衡。

（1）增機(jī)提示如圖6 所示，一是機(jī)組負(fù)荷不能再提高（負(fù)荷率≥90%），且不能滿足壓力設(shè)定時(shí)；二是壓縮機(jī)性能曲線上工作點(diǎn)（A 點(diǎn)）進(jìn)入阻塞工況無(wú)法繼續(xù)提高過(guò)流量時(shí)。

圖6 自動(dòng)增減機(jī)提示

（2）減機(jī)提示：工作點(diǎn)（B 點(diǎn)）靠近喘振控制線（喘振裕度≤5%），即將進(jìn)入喘振區(qū)，進(jìn)口流量不足時(shí)。

3.6 遠(yuǎn)控?zé)o需站場(chǎng)輔助人工干預(yù)

負(fù)荷分配盤MCP 硬接線接入站控系統(tǒng)PLC，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分配功能遠(yuǎn)程投用、退出（圖7）。每臺(tái)機(jī)組的遠(yuǎn)控使能命令通過(guò)硬接線由UCP 接入負(fù)荷分配盤MCP，再通過(guò)軟點(diǎn)傳給站控PLC，可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)、退網(wǎng)。

圖7 機(jī)組遠(yuǎn)控模式變化

4 考核實(shí)現(xiàn)指標(biāo)

邏輯程序應(yīng)保證安全、穩(wěn)定，滿足壓縮機(jī)組自動(dòng)調(diào)整控制的需求，提出壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程控制評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)符合管道運(yùn)行要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）實(shí)現(xiàn)進(jìn)出站壓力設(shè)定一步到位。在大步長(zhǎng)值設(shè)定后，機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)整平緩，平均速率變化≤30 r/min2；不增加停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行擾動(dòng)??；壓力設(shè)定后，調(diào)整到平穩(wěn)運(yùn)行階段時(shí)間≤60 min；超調(diào)值小±0.05 MPa；輸量穩(wěn)定工況下轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍±20 r/min 內(nèi)。

（2）機(jī)組根據(jù)進(jìn)出站壓力設(shè)定自動(dòng)調(diào)整時(shí)，控制邏輯與負(fù)荷調(diào)整相關(guān)的關(guān)鍵保護(hù)參數(shù)關(guān)聯(lián)，作為機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的邊界條件。

（3）同時(shí)具備進(jìn)站壓力控制和出站壓力控制兩種控制模式。

（4）負(fù)荷分配模式運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)機(jī)組能基本發(fā)揮最大出力，功率大機(jī)組補(bǔ)償功率小機(jī)組負(fù)荷，不額外增啟機(jī)組、增加功耗。但某臺(tái)機(jī)組先達(dá)到負(fù)荷極限時(shí)，不能影響其余機(jī)組出力，其余機(jī)組負(fù)荷率≥90%。

（5）單臺(tái)機(jī)組故障停機(jī)時(shí)，剩余運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)速不猛升，不增加停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

（6）負(fù)荷分配系統(tǒng)投用、退出操作無(wú)擾切換。投用時(shí)各機(jī)組不進(jìn)入喘振工況，轉(zhuǎn)速變化變化≤30 r/min2；負(fù)荷分配系統(tǒng)退出后，機(jī)組進(jìn)入當(dāng)前轉(zhuǎn)速控制模式。

（7）實(shí)現(xiàn)調(diào)控中心遠(yuǎn)控操作，從啟機(jī)到負(fù)荷分配系統(tǒng)投用無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)干預(yù)操作，包括負(fù)荷分配系統(tǒng)投用/退出、單臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)/退網(wǎng)等關(guān)鍵操作。操作指令接入SCADA 系統(tǒng)，并連接至中控畫面。根據(jù)進(jìn)出站壓力設(shè)定值，負(fù)荷分配系統(tǒng)自動(dòng)判斷機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)是否滿足壓力設(shè)定要求，給出機(jī)組增減提示。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了優(yōu)化壓縮機(jī)組遠(yuǎn)程控制，建設(shè)適應(yīng)先進(jìn)管網(wǎng)集中調(diào)控體系，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)分析，對(duì)已投用站場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，研究壓縮機(jī)優(yōu)化的負(fù)荷分配技術(shù)應(yīng)用于不同機(jī)組廠家或相同廠家不同機(jī)型燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣站、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓氣站或兩種驅(qū)動(dòng)方式混合的壓氣站，使得壓縮機(jī)組處于高效運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到以人為本、高效可靠運(yùn)行的生產(chǎn)管理模式。