论电厂集控运行与机组协调控制应用

文/魏涛，蒙东能源有限公司鄂温克发电厂

1 电厂集控运行的构成

1.1 整体控制模式

整体控制模式其实就是以计算机信息技术为基础，对计算机上的数字信息进行分析处理。能够把每一个控制设备紧密的联系在一起，更有效的展开高效作业。

1.2 集合控制模式

集合控制模式的运用非常的重要，主要是有效的控制生产过程中的每一个工序，确保传输信息数据的高效与准确，保证生产效率和质量。

1.3 分级控制模式

分级控制模式和分散控制一样，能够对生产过程中的不同层次进行有效的管理，来保证生产工序的整体性。以上电厂集控运行的三种模式，相互联系但又不同，相互作用、促进，保障集控运行的生产高效性安全性完整性。

2 电厂机组协调控制的重要性分析

2.1 电厂机组协调控制是确保机组运行效率的前提

通过协调控制系统，可以在很大程度上实现机组各部分运行参数的平衡性，充分发挥出节能的效果，促使风、燃料等得到科学有效的利用，可大幅度提升机组的负荷响应功能。

2.2 电厂机组协调控制是机组安全运行的基础

在机组协调控制系统之下，汽轮机与锅炉被看作是一个综合性的整体，二者能实现同期协调运行，整个控制过程采用自动化操作方式，能大大避免人工操作条件下的失误，进一步提高操作的精准性，同时，运行参数的变化也比较小。机组各部分的运行保持在相对稳定的状态，当遇到锅炉或者汽轮机出现某些部位非正常掉线的情况时，系统将会自动转换到基础调节方式，也就是BF 方式或者TF 方式，以免出现故障范围进一步蔓延的情况，也能为检修人员快速查找和排除故障提供便利，通过利用负荷变化率对机组的负荷进行调控，可防止因负荷更迭过快而出现热应力偏高的情况，使机组的正常使用寿命得到根本性的保障，此外，该系统的监控保护效果也十分强大，对电厂机组的安全可靠运行来说大有裨益。

2.3 电厂机组协调控制可提升机组的响应速度

当电厂机组处于正常运转的状态并且条件允许时，通过采用协调控制方式，能很大程度的提升机组的负荷响应速率，减小负荷跟踪延迟等情况发生的频率，使得机组能高效地发挥出负荷跟踪的作用。

3 集控运行与协调控制的改进方式

3.1 参数控制

系统的负荷一旦出现变化时，会使得负荷调节器的作用受到一定程度的影响。如果此时系统能够恢复稳定，则目标负荷与实际负荷差异会有所降低，前馈信号的动态过程便会结束。而根据这一特点，可以采用控制调节器参数的方法来降低达到目标负荷的要求。而在实际生产中，目标负荷与实际负荷中的差异也可以利用调节器的比例系数调整来实现相对平衡。

3.2 调节水功能

3.2.1 调节水温度

为确保中间点温度设定的合理性，可以利用分离器出饱和蒸汽压力对应的温度，以及根据实际运行状态，由操作人员通过手动偏置与减温水比例的方式进行处理。其中，利用减温水流量所占总给水流量比值法进行校正，可以弥补手动偏置处理存在的偏差，使得温度调整合理性更高。

3.2.2 调节给水量

日常生产活动中，如果采用手动的方式进行给水操作，主调节器的输出量和给定值都会产生变化。如果采用自动给水方式，则可以通过中间温度PID 来控制给水量。而在正常情况下，生产过程中燃料的消耗与给水量的比例是相对平衡的，只有当燃料产生变化时，给水量才会因为煤水比的变化而增加。

4 增强电厂机组协调控制效果的措施分析

4.1 注重硬件方面的合理配置

在电厂机组协调控制水平提升控制中，为了优化该控制系统的使用功能，则需要注重其硬件方面的合理设置。具体表现为：（1）选用性能可靠的网络模块，满足机组协调控制中的现场调节、检测及系统分析方面的要求。其中，现场调节模块的作用是负责接收变送器传输的信号，并将这些信号按照事先系统设定好的运算方式进行计算，从而将这些计算结果传送给现场的分析设备；检测模块作为机组系统控制系统的重要处理设备，有利于增强信息的传输和接收过程安全性；系统分析模块的作用在于和服务器之间的通讯，并在通讯环节中为操作人员的工作开展提供了便利；（2）加强内置系统设计。在完善该系统设计方案的过程中，需要设计人员注重其中的整体控制模块、锅炉模块等不同模块配合使用、使得电厂机组能够处于高效的运行状态。

4.2 注重软件方面的有效配置

在增强机组协调控制效果、提升其控制系统实践应用水平的过程中，需要注重该系统软件方面的有效配置。具体表现为：（1）技术人员应通过对系统软件中客户端与服务端的合理设置，优化系统软件结构，从而提高机组协调控制中的信息传递效率；（2）通过对系统分析模块、主控制模块等不同模块的有效设置，确保机组运行稳定性，从而提升其协调控制水平。

5 电厂集控运行与机组协调控制系统的设计方案

5.1 硬件系统的配置

5.1.1 功能模块

（1）主控系统。对电网自动调度系统传输的ACC 负荷指令，以及运行人员手动调整负荷指令进行限速、限幅处理。如果机组主要辅机出现运行问题，保证机绢能够自动进入相应控制系统，将负荷调整到相应目标值。

（2）锅炉主控系统。可以在自动模式与手动模式下运行，与汽轮机主控系统在机组不同运行条件下来完成控制功能，指令间的锅炉输出与负载匹配关系。锅炉主控系统具有主蒸汽压力闭环控制能力，以及负荷质量前馈控制功能，来确保输入能量符合电厂锅炉节能要求。其中，前馈控制可以起到“一定概调”作用，即对锅炉输入、输出量关系失衡状态进行调整，确保将能量失衡限制在较小范围内。

（3）汽机主控系统。汽机主控是协调控制系统的执行结构，主要负责协调整个汽轮机整体控制控制，完成各项指令的下达，确保汽机生产活动的正常开展，要求其一般情况下应处于自动状态。汽机主控是机组级协调控制系统与DEH 等系统的中间层控制系统，下达指令有由DEH 来完成汽轮机调速汽门开度的控制，确保可以获得足够的蒸汽量，满足机组负荷要求，并使得生产系统中锅炉与汽轮机能够处于一个相对平衡的状态。其中，在机跟炉模式下，汽机控制对象为主蒸汽压力，而主蒸汽压力由负荷压力函数生成。

5.1.2 网络体系结构

本系统的网络体系结构主要包括监测调控部分、系统服务部分和现场调控部分。其中，监测调控部分主要涵盖操作员中心、工程师中心等，负责完成与服务终端的实时通信，使各类信息能得到及时有效地沟通与传播。系统服务部分主要指的是系统服务器，它通过冗余网连接控制装置和监控部分的计算机，进而完成对收据信息的收发。现场控制部分的主要功能是接收变送器、传感器传来的信号，并根据先前制定好的控制措施开展逻辑计算，最后把计算结果发送到现场的执行设备。

6 电厂集控运行与机组协调控制应用

6.1 生产过程控制方面的应用

通过对集控运行与机组协调控制系统的构建与使用，实现对电厂生产过程的有效控制，则有利于改善电厂生产状况，减少其生产过程中的问题发生。因此，电厂应将集控运行与机组协调控制应用于生产过程中，满足其控制工作开展要求。具体表现为：（1）基于集控运行与机组协调控制的电厂生产作业开展，有利于实现其中的存在问题高效处理，从而提升电厂生产过程控制水平；（2）在集控运行与机组协调控制系统的支持下，有利于提高电厂生产过程中的信息采集与利用效率，从而改善电厂生产过程的控制状况，增强其控制工作落实效果。

6.2 生产设备保护方面的应用

电厂生产过程中的紧急保护系统作用在于: 保障机组与工作人员的安全，降低生产风险。因此，需要结合该系统的功能特性，注重集控运行与机组协调控制方式的配合使用，从而实现电厂生产设备的有效保护。具体表现为：（1）在集控运行及机组协调控制方式的作用下，若电厂生产设备发生故障时，需要及时关闭机组协调控制系统，避免设备故障影响范围的扩大，并为其处理工作开展提供一定的便利，满足电厂生产设备保护要求；（2）电厂应将集控运行及机组协调运行控制方式应用于生产设备运行过程中，从而了解设备的运行工况，使得生产设备保护措施运用更具针对性。

总之，而今，电厂机组在运行的过程中承担着越来越大的负荷，所以起控制和协调作用的系统一定要跟上负荷的需要。集控运行和协调控制都是电厂管理中的重要课题，我们可以从一个新的角度出发，研究二者之间的相互联系。