簡析電廠熱工自動化運行中智能控制的應用

劉欣強

摘 要：在當前智能時代的背景下，國內(nèi)電廠熱工技術(shù)水平，尤其是自動化水平不斷提高，且技術(shù)使用范圍逐漸擴大，在促進國內(nèi)電廠可持續(xù)發(fā)展方面起到了非常重要的作用。因此，對智能控制方法進行了分析，并在此基礎上，討論了智能控制技術(shù)在電廠熱工自動化運行過程中的應用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能控制；電廠；模糊控制；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.090

雖然智能控制技術(shù)有其應用優(yōu)勢，但在電廠熱工領(lǐng)域，尤其是自動化領(lǐng)域的應用實踐中依然存在需要改善之處。加強智能化控制，對實現(xiàn)電廠熱工的快速發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

1 智能技術(shù)方法和應用方向

1.1 智能控制方法

對于智能控制方法而言，常用的是模糊控制、專家控制以及神經(jīng)控制等方法。其中，模糊控制主要利用模糊控制器，采用近似推理法和模糊規(guī)則，對被控對象模糊模型進行描述，特別是其性能指標和動態(tài)性，從而達到控制的目的。對于這種技術(shù)而言，其強調(diào)的是人員的經(jīng)驗，機理是代替人來控制系統(tǒng)。對于神經(jīng)控制而言，其主要是指神經(jīng)網(wǎng)絡控制，對神經(jīng)網(wǎng)絡進行嚴格的管控。在控制系統(tǒng)內(nèi)部，利用神經(jīng)網(wǎng)絡工具對無法精確描述的非線性對象建模，從而充分控制設備進行優(yōu)化計算、推理以及故障診斷，兼具上述功能組合即為神經(jīng)網(wǎng)絡管控系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡的功能具有多元化特點，不僅可以作為控制器優(yōu)化計算，還可以用于推理和診斷。對于專家控制方法而言，其結(jié)合了控制技術(shù)和專家理論技術(shù)，通過模仿專家智能達到控制的目的。

1.2 智能控制的應用方向

1.2.1 自動控制

在電廠熱工自動化運行的過程中，涉及調(diào)節(jié)、流程控制和遠程控制等方面的內(nèi)容。智能技術(shù)在自動控制的應用中，達到了自動調(diào)節(jié)設備的目的，為系統(tǒng)提供了安全條件。

1.2.2 自動檢測

電廠熱工自動檢測主要利用儀表測量設備的運行數(shù)據(jù)，包括成分、溫度、濕度和流量等，可對熱工參數(shù)進行自動檢測，保證機組的正常運行，實現(xiàn)系統(tǒng)運行自動化。值得一提的是，系統(tǒng)本身可結(jié)合檢測結(jié)果調(diào)整參數(shù)，從而為收益計算、報警提供條件。

1.2.3 自動保護

對于電廠熱工自動保護而言，其作為自動檢測的延伸應用，采用了檢測機制來激發(fā)自動功能，還原了數(shù)據(jù)信息，確保了系統(tǒng)的安全運行。如果生產(chǎn)條件難以達到，系統(tǒng)會自動暫停，避免因設備異常而出現(xiàn)錯誤或偏差，在阻止事故擴散方面具有非常重要的作用。

1.2.4 自動報警

基于檢測和保護功能，該系統(tǒng)可自動報警，通過紅燈燈光、警報聲等通知異常情況，并及時向操作和管理人員報警和傳達信息。自動報警功能的應用有利于設備的及時維修、養(yǎng)護和安全生產(chǎn)。

2 電廠熱工智能控制

2.1 模糊控制

模糊控制技術(shù)主要應用在給水、加藥流程自動化控制過程中。在電廠熱工發(fā)展的過程中，普遍存在給水不足等現(xiàn)象，且資源應用缺乏科學考慮，導致了資源的嚴重浪費。針對這一問題，應創(chuàng)新和改進，加強智能管控的應用。在此過程中，主要應用了模糊控制技術(shù)控制給水電動旋轉(zhuǎn)設備，從而實現(xiàn)自動給水、加藥。這樣既可以確保給水質(zhì)量，又可以提高電廠熱工生成產(chǎn)效率。

2.2 鍋爐控制

電廠熱工鍋爐溫度控制非常重要。在電廠生產(chǎn)實踐中，鍋爐的溫度會對電廠生產(chǎn)流程造成影響。從實踐的效果看，一旦出現(xiàn)鍋爐問題，比如溫度過高等，則會埋下安全隱患，對電廠的安全生產(chǎn)造成影響，甚至危及人員的生命安全。在電廠熱工生產(chǎn)過程中，采用人工方式很難對鍋爐溫度進行有效控制，這是生產(chǎn)全過程的重難點。而采用智能控制技術(shù)手段和方法可有效解決鍋爐溫度問題。在溫控過程中，利用模糊控制法可實現(xiàn)實時溫控。通常情況下，如果溫度異常，特別是溫度過高時，智能控制可基于模糊控制對熱量供給進行調(diào)節(jié)，達到溫控的目的。

2.3 電廠鍋爐流程監(jiān)控

在電廠熱工自動化生產(chǎn)實踐中，通常會遇到鍋爐方面的問題。比如，如果鍋爐燃燒時的效率相對較低，則不僅會導致燃料浪費，且無法滿足生產(chǎn)發(fā)電的需求。針對這一問題，應有效減少資源浪費，最大限度地提高資源有效利用率，使企業(yè)成本降低。在鍋爐燃燒流程控制的過程中，采用智能控制手段對鍋爐燃燒過程進行實時控制，可以實時監(jiān)控鍋爐的生產(chǎn)，并對所獲得的數(shù)據(jù)信息進行分析，從而及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。在燃燒過程中應用智能控制時，存在的影響因素非常多，如果不及時采取有效的防治措施，則會影響控制效果。

2.4 預警控制與神經(jīng)網(wǎng)絡的應用

電廠熱工運行中的神經(jīng)網(wǎng)絡應用主要體現(xiàn)在一次調(diào)頻技術(shù)手段中的神經(jīng)網(wǎng)絡運用。負荷變動會導致電網(wǎng)出現(xiàn)周波變化。在實踐中，如果利用鍋爐儲能，則機組協(xié)調(diào)控制、汽輪機調(diào)節(jié)等必須根據(jù)電網(wǎng)頻率進行合理應用。自動改變調(diào)門開度時，發(fā)電機的運行功率會隨之改變。在此過程中，通過隨機該變發(fā)電機的功率，可有效滿足整個電網(wǎng)負荷變化的需求。這一過程中，主要進行一次調(diào)頻。對于一次調(diào)頻技術(shù)手段而言，是單元機組、電網(wǎng)安全運行的基礎。當發(fā)電機組運行異常時，發(fā)電機及時利用鍋爐儲熱響應，從而縮小負荷差距，穩(wěn)定電網(wǎng)作業(yè)頻率。由于電網(wǎng)頻率變化非常快，因此，其頻率參數(shù)監(jiān)控工作非常重要。對于神經(jīng)網(wǎng)絡波形而言，其學習難度比較大，但所需的專業(yè)知識不多，也無需具備豐富的經(jīng)驗。對于用于神經(jīng)網(wǎng)絡自組織構(gòu)成的模糊控制機構(gòu)而言，該系統(tǒng)實際應用了兩個溫差實現(xiàn)反向?qū)W習型神經(jīng)網(wǎng)絡的傳遞：①將所有大系統(tǒng)方面作為大腦應用；②實際應用于被控對象的動態(tài)特征、特性領(lǐng)域的知識。從應用效果看，利用模糊控制器對電廠熱工系統(tǒng)進行控制的效果較高。

3 結(jié)束語

總而言之，自動化是電廠熱工發(fā)展的主流趨勢，采用智能控制技術(shù)已成為必然。智能控制技術(shù)手段的應用能有效促進電廠的生產(chǎn)和發(fā)展，提高熱工質(zhì)量和效率，從而有效促進國內(nèi)電力建設事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕