電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制探討

崔金偉

（寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 靈武 750400）

電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制探討

崔金偉

（寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 靈武 750400）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)電廠的生產(chǎn)要求也逐漸提高。電廠不斷地加大資金和技術(shù)投入，引進(jìn)了許多新型的設(shè)備和技術(shù)，以此來保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全和性能。生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)越來越復(fù)雜，就要求對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)格的控制。新型的集控運(yùn)行方式如今已在我國(guó)的電廠中得到了廣泛的應(yīng)用，再加上機(jī)組的協(xié)調(diào)控制，就可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理調(diào)控，提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效率。本文詳細(xì)地分析和探討了集控運(yùn)行系統(tǒng)以及機(jī)組協(xié)調(diào)控制。

電廠；集控運(yùn)行；機(jī)組協(xié)調(diào)控制

0 引言

如今，人類社會(huì)對(duì)電能的需求越來越大，為了滿足需求，電廠的機(jī)組容量也在持續(xù)加大，這就要求負(fù)荷調(diào)節(jié)功能的強(qiáng)大與穩(wěn)定，那么就必須進(jìn)一步完善現(xiàn)有的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。電廠自動(dòng)化控制的主要方式是集控運(yùn)行，而機(jī)組的協(xié)調(diào)控制就是集控運(yùn)行的重要組成部分。為了提高電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，我們有必要深入地探討集控系統(tǒng)和機(jī)組協(xié)調(diào)控制。

1 集控運(yùn)行系統(tǒng)的工作內(nèi)容

作為電廠的指揮監(jiān)控中心，集控運(yùn)行管理系統(tǒng)能夠收集各個(gè)子系統(tǒng)的信息和數(shù)據(jù)，并將收集到的所有信息進(jìn)行分析處理和存儲(chǔ)。通過這項(xiàng)工作能夠給管理工作提供準(zhǔn)確化的信息依據(jù)和數(shù)據(jù)支持，使管理工作更加科學(xué)，更加合理。電廠主要依靠集控運(yùn)行來實(shí)行自動(dòng)化管理，將集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制結(jié)合起來，就能夠?qū)ιa(chǎn)流程進(jìn)行全方位的管理。利用集控系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，分析生產(chǎn)系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)系，找出生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行中的不足之處，對(duì)癥下藥，優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的配置，逐漸完善系統(tǒng)的運(yùn)行性能。另外，還需注意對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，對(duì)運(yùn)行故障進(jìn)行預(yù)防，一旦有故障跡象可以及時(shí)排除［1］。

2 優(yōu)化協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的方法探究

（1）改變負(fù)荷調(diào)節(jié)器參數(shù)。負(fù)荷調(diào)節(jié)器具有一定的調(diào)節(jié)作用，但有時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷會(huì)發(fā)生變化，一定程度上削弱了調(diào)節(jié)作用。負(fù)荷調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是一旦系統(tǒng)負(fù)荷恢復(fù)了穩(wěn)定的狀態(tài)，即實(shí)際負(fù)荷和目標(biāo)負(fù)荷比較接近時(shí)，負(fù)荷前饋信號(hào)就會(huì)結(jié)束動(dòng)態(tài)過程。根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)器的這一特點(diǎn)，我們可以采取相應(yīng)的措施來提高調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)能力，彌補(bǔ)變化的負(fù)荷給調(diào)節(jié)器帶來的負(fù)面影響，例如改變調(diào)節(jié)器的參數(shù)就是一種比較有效的方法。

（2）優(yōu)化給水工作。1）保持合理的中間點(diǎn)溫度。在實(shí)際工作中，電廠一般是由技術(shù)操作人員來對(duì)中間點(diǎn)溫度進(jìn)行手動(dòng)偏置處理，但是這種處理方式不可避免地會(huì)存在一定程度的偏差。為了彌補(bǔ)手動(dòng)偏置的不足，還有一種比較好的方式是調(diào)節(jié)減溫水比例。兩種方式結(jié)合起來運(yùn)用，可以有效地保持合理的中間點(diǎn)溫度。2）給水流量。電廠的給水方式有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。在手動(dòng)給水模式中，水量的改變會(huì)引起主調(diào)節(jié)器輸出量的改變，中間點(diǎn)溫度的改變會(huì)引起給定值的改變。在自動(dòng)給水模式在一般情況下，若機(jī)組的運(yùn)行處于正常狀態(tài)，煤水比也一直處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，所以燃料量的變化，就會(huì)造成煤水比的變化，那么給水流量也會(huì)隨之發(fā)生變化了［2］。

3 電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

3.1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）軟件架構(gòu)。協(xié)調(diào)控制軟件系統(tǒng)的架構(gòu)主要組成部分是服務(wù)端和客戶端，它的優(yōu)勢(shì)在于它能夠?qū)啥说挠布M(jìn)行環(huán)境分析，科學(xué)化、合理化地對(duì)管理工作進(jìn)行分配，借此來達(dá)到控制系統(tǒng)運(yùn)行成本的目的。此架構(gòu)中的服務(wù)端有兩臺(tái)可以同時(shí)工作的服務(wù)器，它們之間可以進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，分享數(shù)據(jù)信息。之所以設(shè)計(jì)兩臺(tái)服務(wù)器，就是為了避免服務(wù)器出現(xiàn)故障后影響系統(tǒng)運(yùn)行的問題出現(xiàn)。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障后，還可以自動(dòng)切換到另一臺(tái)，讓它獨(dú)立承擔(dān)服務(wù)端的工作?？蛻舳说墓ぷ魇怯刹僮鲉T站來完成的，它的主要職能是給服務(wù)端傳遞信息，以保證服務(wù)端能夠接收并完成客戶端的要求。這種軟件架構(gòu)模式能夠考驗(yàn)客戶端操作員站處理信息的能力。

（2）功能模塊。在設(shè)計(jì)電廠的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，要充分考慮到盡量使集控運(yùn)行系統(tǒng)和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)相結(jié)合，它們緊密結(jié)合分析出的數(shù)據(jù)和信息時(shí)電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制工作的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制有四大功能模塊，分別是主控系統(tǒng)、汽機(jī)主控、鍋爐主控和子系統(tǒng)。這四個(gè)小模塊又都可以分為多個(gè)子模塊，所有的模塊一起工作來保證協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全和性能。

3.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。協(xié)調(diào)控制硬件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由三個(gè)部分構(gòu)成，即現(xiàn)場(chǎng)控制層、系統(tǒng)服務(wù)層和檢測(cè)控制層。首先，現(xiàn)場(chǎng)控制層的工作方式為：在與主控室相鄰電子設(shè)備室內(nèi)，集中安裝現(xiàn)場(chǎng)控制站DPU與數(shù)據(jù)采集站DPU，它們的主要工作是接收信號(hào)，再進(jìn)行邏輯運(yùn)算，傳輸運(yùn)算結(jié)果，反饋給現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器。其次，系統(tǒng)服務(wù)層的主要功能是對(duì)冗余網(wǎng)進(jìn)行有效利用，連接監(jiān)控層的計(jì)算器和控制器，接受和發(fā)送收據(jù)信息。最后，檢測(cè)控制層的主要工作機(jī)構(gòu)是操作工程師站和操作員站，它能夠與服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，傳輸各項(xiàng)信息。

（2）功能模塊。硬件功能模塊主要包括以下幾個(gè)部分：其一，主控系統(tǒng)。主控系統(tǒng)的工作是限速、限幅處理電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)傳輸?shù)摩C負(fù)荷指令和運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)整負(fù)荷指令。萬一機(jī)組中的主要輔機(jī)發(fā)生了運(yùn)行故障，要確保機(jī)組能夠主動(dòng)進(jìn)入相應(yīng)的控制系統(tǒng)，并調(diào)整負(fù)荷，使之與目標(biāo)值相適應(yīng)。其二，鍋爐主控系統(tǒng)，它由自動(dòng)和手動(dòng)兩種運(yùn)行模式。在機(jī)組的不同運(yùn)行條件下，鍋爐主控系統(tǒng)與汽輪機(jī)主控系統(tǒng)相配合來完成控制的功能，對(duì)鍋爐的輸出工作和負(fù)載匹配關(guān)系作出相關(guān)指令。它能夠控制主蒸汽壓力閉環(huán)以及負(fù)荷質(zhì)量前饋，以此來保證輸入能量能夠適應(yīng)電廠鍋爐的節(jié)能要求［3］。其三，汽機(jī)主控系統(tǒng)。它在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的主要工作對(duì)象是整個(gè)汽機(jī)，對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，保證汽機(jī)的生產(chǎn)活動(dòng)能夠正常運(yùn)行，一般來說汽機(jī)主控系統(tǒng)都應(yīng)該處在自動(dòng)控制的狀態(tài)之中。一般是由汽機(jī)主控系統(tǒng)下達(dá)指令，再由DEH系統(tǒng)來實(shí)施對(duì)汽輪機(jī)的控制，調(diào)整汽門開度，以保證蒸汽量能夠滿足機(jī)組負(fù)荷的需要，并使鍋爐與汽輪機(jī)之間能夠保持一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)。

而今，電廠機(jī)組在運(yùn)行的過程中承擔(dān)著越來越大的負(fù)荷，所以起控制和協(xié)調(diào)作用的系統(tǒng)一定要跟上負(fù)荷的需要。集控運(yùn)行和協(xié)調(diào)控制都是電廠管理中的重要課題，我們可以從一個(gè)新的角度出發(fā)，研究二者之間的相互聯(lián)系。

［1］陳毅藝.燃煤電廠集控運(yùn)行與機(jī)組協(xié)調(diào)控制［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（04）∶110.

［2］蔣甲丁.火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.廈門大學(xué)，2014.

［3］李輝.火電廠集控運(yùn)行管理系統(tǒng)［D］.吉林大學(xué)，2015.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.150