論電廠集控運行與機組協調控制應用

文/魏濤，蒙東能源有限公司鄂溫克發電廠

1 電廠集控運行的構成

1.1 整體控制模式

整體控制模式其實就是以計算機信息技術為基礎，對計算機上的數字信息進行分析處理。能夠把每一個控制設備緊密的聯系在一起，更有效的展開高效作業。

1.2 集合控制模式

集合控制模式的運用非常的重要，主要是有效的控制生產過程中的每一個工序，確保傳輸信息數據的高效與準確，保證生產效率和質量。

1.3 分級控制模式

分級控制模式和分散控制一樣，能夠對生產過程中的不同層次進行有效的管理，來保證生產工序的整體性。以上電廠集控運行的三種模式，相互聯系但又不同，相互作用、促進，保障集控運行的生產高效性安全性完整性。

2 電廠機組協調控制的重要性分析

2.1 電廠機組協調控制是確保機組運行效率的前提

通過協調控制系統，可以在很大程度上實現機組各部分運行參數的平衡性，充分發揮出節能的效果，促使風、燃料等得到科學有效的利用，可大幅度提升機組的負荷響應功能。

2.2 電廠機組協調控制是機組安全運行的基礎

在機組協調控制系統之下，汽輪機與鍋爐被看作是一個綜合性的整體，二者能實現同期協調運行，整個控制過程采用自動化操作方式，能大大避免人工操作條件下的失誤，進一步提高操作的精準性，同時，運行參數的變化也比較小。機組各部分的運行保持在相對穩定的狀態，當遇到鍋爐或者汽輪機出現某些部位非正常掉線的情況時，系統將會自動轉換到基礎調節方式，也就是BF 方式或者TF 方式，以免出現故障范圍進一步蔓延的情況，也能為檢修人員快速查找和排除故障提供便利，通過利用負荷變化率對機組的負荷進行調控，可防止因負荷更迭過快而出現熱應力偏高的情況，使機組的正常使用壽命得到根本性的保障，此外，該系統的監控保護效果也十分強大，對電廠機組的安全可靠運行來說大有裨益。

2.3 電廠機組協調控制可提升機組的響應速度

當電廠機組處于正常運轉的狀態并且條件允許時，通過采用協調控制方式，能很大程度的提升機組的負荷響應速率，減小負荷跟蹤延遲等情況發生的頻率，使得機組能高效地發揮出負荷跟蹤的作用。

3 集控運行與協調控制的改進方式

3.1 參數控制

系統的負荷一旦出現變化時，會使得負荷調節器的作用受到一定程度的影響。如果此時系統能夠恢復穩定，則目標負荷與實際負荷差異會有所降低，前饋信號的動態過程便會結束。而根據這一特點，可以采用控制調節器參數的方法來降低達到目標負荷的要求。而在實際生產中，目標負荷與實際負荷中的差異也可以利用調節器的比例系數調整來實現相對平衡。

3.2 調節水功能

3.2.1 調節水溫度

為確保中間點溫度設定的合理性，可以利用分離器出飽和蒸汽壓力對應的溫度，以及根據實際運行狀態，由操作人員通過手動偏置與減溫水比例的方式進行處理。其中，利用減溫水流量所占總給水流量比值法進行校正，可以彌補手動偏置處理存在的偏差，使得溫度調整合理性更高。

3.2.2 調節給水量

日常生產活動中，如果采用手動的方式進行給水操作，主調節器的輸出量和給定值都會產生變化。如果采用自動給水方式，則可以通過中間溫度PID 來控制給水量。而在正常情況下，生產過程中燃料的消耗與給水量的比例是相對平衡的，只有當燃料產生變化時，給水量才會因為煤水比的變化而增加。

4 增強電廠機組協調控制效果的措施分析

4.1 注重硬件方面的合理配置

在電廠機組協調控制水平提升控制中，為了優化該控制系統的使用功能，則需要注重其硬件方面的合理設置。具體表現為：（1）選用性能可靠的網絡模塊，滿足機組協調控制中的現場調節、檢測及系統分析方面的要求。其中，現場調節模塊的作用是負責接收變送器傳輸的信號，并將這些信號按照事先系統設定好的運算方式進行計算，從而將這些計算結果傳送給現場的分析設備；檢測模塊作為機組系統控制系統的重要處理設備，有利于增強信息的傳輸和接收過程安全性；系統分析模塊的作用在于和服務器之間的通訊，并在通訊環節中為操作人員的工作開展提供了便利；（2）加強內置系統設計。在完善該系統設計方案的過程中，需要設計人員注重其中的整體控制模塊、鍋爐模塊等不同模塊配合使用、使得電廠機組能夠處于高效的運行狀態。

4.2 注重軟件方面的有效配置

在增強機組協調控制效果、提升其控制系統實踐應用水平的過程中，需要注重該系統軟件方面的有效配置。具體表現為：（1）技術人員應通過對系統軟件中客戶端與服務端的合理設置，優化系統軟件結構，從而提高機組協調控制中的信息傳遞效率；（2）通過對系統分析模塊、主控制模塊等不同模塊的有效設置，確保機組運行穩定性，從而提升其協調控制水平。

5 電廠集控運行與機組協調控制系統的設計方案

5.1 硬件系統的配置

5.1.1 功能模塊

（1）主控系統。對電網自動調度系統傳輸的ACC 負荷指令，以及運行人員手動調整負荷指令進行限速、限幅處理。如果機組主要輔機出現運行問題，保證機絹能夠自動進入相應控制系統，將負荷調整到相應目標值。

（2）鍋爐主控系統。可以在自動模式與手動模式下運行，與汽輪機主控系統在機組不同運行條件下來完成控制功能，指令間的鍋爐輸出與負載匹配關系。鍋爐主控系統具有主蒸汽壓力閉環控制能力，以及負荷質量前饋控制功能，來確保輸入能量符合電廠鍋爐節能要求。其中，前饋控制可以起到“一定概調”作用，即對鍋爐輸入、輸出量關系失衡狀態進行調整，確保將能量失衡限制在較小范圍內。

（3）汽機主控系統。汽機主控是協調控制系統的執行結構，主要負責協調整個汽輪機整體控制控制，完成各項指令的下達，確保汽機生產活動的正常開展，要求其一般情況下應處于自動狀態。汽機主控是機組級協調控制系統與DEH 等系統的中間層控制系統，下達指令有由DEH 來完成汽輪機調速汽門開度的控制，確保可以獲得足夠的蒸汽量，滿足機組負荷要求，并使得生產系統中鍋爐與汽輪機能夠處于一個相對平衡的狀態。其中，在機跟爐模式下，汽機控制對象為主蒸汽壓力，而主蒸汽壓力由負荷壓力函數生成。

5.1.2 網絡體系結構

本系統的網絡體系結構主要包括監測調控部分、系統服務部分和現場調控部分。其中，監測調控部分主要涵蓋操作員中心、工程師中心等，負責完成與服務終端的實時通信，使各類信息能得到及時有效地溝通與傳播。系統服務部分主要指的是系統服務器，它通過冗余網連接控制裝置和監控部分的計算機，進而完成對收據信息的收發。現場控制部分的主要功能是接收變送器、傳感器傳來的信號，并根據先前制定好的控制措施開展邏輯計算，最后把計算結果發送到現場的執行設備。

6 電廠集控運行與機組協調控制應用

6.1 生產過程控制方面的應用

通過對集控運行與機組協調控制系統的構建與使用，實現對電廠生產過程的有效控制，則有利于改善電廠生產狀況，減少其生產過程中的問題發生。因此，電廠應將集控運行與機組協調控制應用于生產過程中，滿足其控制工作開展要求。具體表現為：（1）基于集控運行與機組協調控制的電廠生產作業開展，有利于實現其中的存在問題高效處理，從而提升電廠生產過程控制水平；（2）在集控運行與機組協調控制系統的支持下，有利于提高電廠生產過程中的信息采集與利用效率，從而改善電廠生產過程的控制狀況，增強其控制工作落實效果。

6.2 生產設備保護方面的應用

電廠生產過程中的緊急保護系統作用在于: 保障機組與工作人員的安全，降低生產風險。因此，需要結合該系統的功能特性，注重集控運行與機組協調控制方式的配合使用，從而實現電廠生產設備的有效保護。具體表現為：（1）在集控運行及機組協調控制方式的作用下，若電廠生產設備發生故障時，需要及時關閉機組協調控制系統，避免設備故障影響范圍的擴大，并為其處理工作開展提供一定的便利，滿足電廠生產設備保護要求；（2）電廠應將集控運行及機組協調運行控制方式應用于生產設備運行過程中，從而了解設備的運行工況，使得生產設備保護措施運用更具針對性。

總之，而今，電廠機組在運行的過程中承擔著越來越大的負荷，所以起控制和協調作用的系統一定要跟上負荷的需要。集控運行和協調控制都是電廠管理中的重要課題，我們可以從一個新的角度出發，研究二者之間的相互聯系。