电厂热工智能自动化控制过程的先进方法研究分析

电厂热工智能自动化控制过程的先进方法研究分析

黎锐

山东电力建设第三工程有限公司山东青岛266100

摘要：电厂热工智能自动控制系统是如今电厂实现全厂自动化控制的关键，其发展和进步的方向也是电厂自动化水平的根本体现，一定程度上代表工业自动化生产的水平，当今社会人力资源成本高昂，对环境保护的重视程度，是所有企业面临的共同问题，而提高智能自动化水平是有有效解决这两个问题的重要手段。

关键词：电厂热工；智能自动化控制；技术分类；应用

1电厂热工智能自动化概述

随着社会经济的不断发展，我国对电力的需求量也越来越大，而人工成本也不断增加，为了保证供电能力能够满足社会的用电需求，各大电厂都进行了自动化发电工程的建设。根据我国电厂的实际情况对电厂的设备加以设计，使得其产热过程中信息能够自动处理，设备可以自动进行监测、控制等，并保证设备的安全性、经济性和实用性，达到在没有操作人员的条件下，各种自动化设备和自动化仪表完全能够对电厂的产热过程进行控制的目的，这一系列过程叫做电厂的热工智能自动化。电厂的热工智能自动化一方面降低了电厂操作人员的工作量，改善了操作人员的整体工作环境，降低了电厂发电的人力成本，提升了单位产电的经济效益；另一方面提升了电厂产电的可靠性以及产电效率，提升了电厂生产的安全性。因此电厂的热工智能自动化在电力生产中有着举足轻重的作用。

2智能控制技术分类

在我国电厂建设过程中，通常需要运用各种智能控制技术，包括专家控制技术、模糊控制技术、神经网络控制技术等，来研究不同的控制技术，为其有效实施奠定了坚实的基础。

2.1模糊控制技术

随着蒸汽机和锅炉的应用，模糊控制得到了广泛的应用。模糊控制的概念是基于模糊推理和仿真思维。它能有效地控制系统控制过程中的问题。通过模糊控制技术的有效应用，有效地控制了计算机系统的闭环，从而有效地控制了非线性、时滞和时变问题。

2.2专家控制技术

根据系统运行过程的复杂性，系统可分为专家控制系统和专家控制器两类。其中，专家控制系统是通过数据库的应用和理论推理的实现。同时，系统结构比较完善，可以更全面地处理其相关问题。专家控制器数据库图像较小，可以进行更有效的控制，通常在工业专家控制器中进行有效的应用。

2.3神经网络控制技术

该技术是模拟人脑神经元，不断学习和调整体重，从而实现神经网络模拟的有效应用，通过神经网络可以直接或间接地进一步应用到调节工作中，确保智能控制的实现。该技术具有非线性特性，可以在一定程度上构造非线性图像。同时，根据并行结构和并行能力，能够有效地记住周围的环境信息，从而能够同时处理多变量信息。

3电厂热工智能自动化控制过程的先进方法及应用

3.1汽轮机电液控制中模糊控制的应用

智能控制在汽轮机电液控制中的应用往往使用模糊控制方法，有3种基本的控制功能。首先是转速控制功能。其工作内容主要是自动控制并网之前的机组转速。其次是负荷控制功能。它是对并网之后的机组负荷的自动控制。第三种是阀门的管理功能。它是用来保证前两个功能的正常工作。汽轮机把热量作为输入量，控制锅炉内的气压，这就需要阀门的管理。只有3种功能相互协调，才能提高其控制水平，从而使汽轮机的自动控制达到最佳状态。

3.2智能控制系统在汽轮机中的应用

汽轮机相关控制系统和常规控制系统间存在一定的联系，考虑到功能系统的要求，需要对转速控制功能，负荷体系及阀门管理等进行有效的控制。功能控制系统分为三个方面：一是转速的控制，根据并网的指标要求，并网前要对转速控制流程进行分析，按照流程要求进行处理，二是对负荷体系进行有效的控制，机组的控制，不同机组控制系统对自动设计案例有不同程度的要求，可以通过负荷控制功能对其进行约束。三是阀门的控制，可以以转速功能和负荷体系为基础，对阀门控制流程进行对比。

3.3电厂一次调频技术中神经网络的应用

负荷变动会引起电网的周波变化，汽轮机调节系统、机组协调控制系统要根据电网频率的变化情况合理利用锅炉蓄能的时候，调门的开度自动改变，这样就改变了发电机的功率。让发电机的功率与电网负荷的随机变动相适应，来满足电网负荷变化的基本需要。这一系列的过程，就是一次调频。一次调频技术的主要作用是维护单元机组和电网的稳定。发电机组出现异常现象或问题时，发电机就会及时运用锅炉蓄热快速响应，降低负荷差距，稳定相关电网的工作频率。电网频率的变化十分快速，因此，电网频率参数的监就显得尤为重要。

4提高自动化技术在电厂中应用的有效措施

4.1加大投资力度

想要经济进步就一定要发展科技，要想提高火力发电厂的产电效率，就必须加大资金的投入力度，企业应该积极引进国外的先进技术和先进设备，相关的工作人员积极学习国外的管理体系等等，虽然成本较高，但是避免了在后面产电过程中可能出现的麻烦。

4.2加强DCS控制系统的应用

4.2.1高配置操作站

系统操作站中，通过使用网络信息技术等先进技术和工业PC机配置，能够在局域型的控制系统下完成一系列监视操作，同时可以开展组态编程工作。此外，在配置上使用了高级CPU芯片，在硬盘上有高达80GB的容量，对应内存也达到了256MB。

4.2.2主控单元FM801

在系统配置上使用Pentium级别的工控机，这种软件能够最大程度地提升系统处理信息的能力，同时能进一步提高网络通信的能力。发电系统中，可以利用主控单元对I/O点数据和信息进行处理。发电站中需要配置现场控制站，要有至少两个互为冗余的主控单元。主控单元主要由机壳、CPU和电源模块等构成。主控单元中含有前面板，作为系统运行中指示状态的灯。也就是说，系统运行的状态能够通过面板指示灯直接反映。

4.2.3DCS系统组态软件

在发电系统中使用DCS系统组态软件，组态软件运行在工程师站上，操作系统使用的应用软件是服务器和控制器。服务器算法软件被应用在服务器上，用来承担负荷率组态。控制器算法软件使用在硬件配置和数据库定义上，在多种算法语言上编写控制方案，同时具有多种形式的控制组态，如顺序流程图、梯形图等。在发电系统中使用功能块图的组态方式，能够辅助电器设备对回路过程，同时协助仪表进行报警处理。系统中含有很多计算环节，使用功能块图的方式也能够进行相关运算。

4.2.4锅炉汽包水位控制算法

发电系统中，需要了解汽包液位、蒸汽流量以及给水量信号，从而实现三冲量的控制和收集。在合理运算后能够实现互相作用，以对控制锅炉给水阀。实时监控蒸汽流量能够控制蒸汽流量，避免蒸汽流量对汽包液位造成干扰，最大程度避免假象液位的出现，从而避免控制系统产生误动行为。通过控制锅炉给水量，能够将给水量转变为负变量。结合串级控制系统，副回路由于具有快速特点，能够排除外界带来的干扰，从而降低给水压力导致的水流量，使汽包液位产生对应的作用。在很多大型锅炉发电系统中，使用控制给水信号的方法十分常见，能够实现对汽包的水位控制和调节。此外，使用给水信号和控制蒸汽流量的方法，很大程度上可以避免出现“假液位”和干扰现象。

5结语

随着我国产业升级和环境保护的重视程度不断提升，为实现电厂高效、经济、环保运行，需要不断升级和优化电厂自动化控制系统。热工控制系统作为电厂自动化控制系统的重要组成部分，研究其控制过程自动化、信息化、智能化对热电厂有着重要的意义。

参考文献：

[1]梁锦凤.浅析火电厂热工智能自动化中自动控制理论的应用[J].大科技，2017.

[2]牛昆.浅谈智能控制在电厂热工智能自动化中的应用[J].中国高新区，2017（24）：116.