談火電機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀與前景

摘要：介紹了當(dāng)前運行優(yōu)化系統(tǒng)在國內(nèi)電站機組的應(yīng)用現(xiàn)狀，闡述了國內(nèi)外運行優(yōu)化系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在的問題，并提出了相應(yīng)的改進意見。對機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的未來發(fā)展進行了展望，指出機組運行優(yōu)化系統(tǒng)將利用先進技術(shù)設(shè)備和信息平臺，與電站管理緊密結(jié)合，在日益規(guī)范的市場中不斷發(fā)展完善，為提高電站經(jīng)濟性發(fā)揮更大的作用。

關(guān)鍵詞：火電機組 運行優(yōu)化 熱能動力工程 軟件應(yīng)用

1、國外研究動態(tài)和商業(yè)化產(chǎn)品

作為機組運行優(yōu)化的基礎(chǔ)性研究工作，西方發(fā)達國家早在20世紀(jì)70年代初就開展了電站熱力系統(tǒng)性能監(jiān)測方面的研究。在這一發(fā)展過程中，美國電力科學(xué)研究院(EPRD發(fā)揮了主導(dǎo)作用，集中了大批人力物力進行深入研究，同時通過與眾多電力公司合作完成了大量試驗驗證工作，并在此基礎(chǔ)上制定了一系列行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對世界范圍內(nèi)機組運行優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。隨后，英國、德國、日本等國家的電站設(shè)備制造商和科研機構(gòu)也展開了相關(guān)研究與試驗，使得世界范圍內(nèi)的機組運行水平有了普遍提高。

2、國內(nèi)研究動態(tài)

與國外公司相比，國內(nèi)自主開發(fā)機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的單位無論在資金支持、技術(shù)儲備和開發(fā)梯隊上都不具備優(yōu)勢，加上由于體制約束往往需要獨立完成從核心模型、實現(xiàn)算法到軟件平臺的全部開發(fā)，嚴(yán)重影響了開發(fā)效率和產(chǎn)品性能。因此，應(yīng)學(xué)會通過合作開發(fā)和軟件外包等方式提高系統(tǒng)整體性能，降低開發(fā)成本，同時發(fā)揮自身專業(yè)背景和技術(shù)優(yōu)勢解決關(guān)鍵問題，以提高產(chǎn)品的核心競爭力。

3、國內(nèi)機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

國內(nèi)機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的自主研發(fā)雖然起步較晚，但是通過參考國外成熟產(chǎn)品和應(yīng)用經(jīng)驗，避免了大量理論研究和現(xiàn)場試驗所需要的先期投入，加上直接運用先進的軟件技術(shù)，使得產(chǎn)品具有后發(fā)優(yōu)勢。同時，國內(nèi)運行優(yōu)化系統(tǒng)與國外同類產(chǎn)品相比具有明顯的價格優(yōu)勢，在升級維護方面也具有國外產(chǎn)品無法比擬的本土優(yōu)勢。

4、機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

機組運行優(yōu)化系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)電站得到比較廣泛的應(yīng)用，但是系統(tǒng)中一些懸而未決的技術(shù)難題一直困擾著研究開發(fā)人員和電站運行管理人員，至今沒有完善的解決方案。

4．1 機組運行參數(shù)指標(biāo)的有效獲取

機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的準(zhǔn)確性有賴于參數(shù)指標(biāo)的有效獲取，同時，系統(tǒng)的實時性也為重要參數(shù)的實時獲取提出了更高的要求，而171前對于機組運行參數(shù)指標(biāo)的有效獲取還存在以下問題。1)部分重要參數(shù)指標(biāo)的實時獲取還存在技術(shù)障礙。2)現(xiàn)場測量值的數(shù)據(jù)檢驗工作還存在很大不足。電站的運行環(huán)境使得測量數(shù)據(jù)經(jīng)常由于傳感器故障、漂移和各種干擾而產(chǎn)生不良值。3)電站復(fù)雜的信息環(huán)境不利于指標(biāo)獲取。

4．2 機組運行目標(biāo)工況的確定

機組運行171標(biāo)工況的確定是電站運行優(yōu)化的核心問題。但是，171前對于機組運行171標(biāo)工況的定位還沒有形成統(tǒng)一認識，不同的開發(fā)商往往根據(jù)各自的技術(shù)優(yōu)勢采用不同的實現(xiàn)方案，在電站運行管理人員中引起一定的分歧和爭議。

機組的運行機理和特性相當(dāng)復(fù)雜，呈現(xiàn)出高度的耦合性和非線性。由于按照目前掌握的領(lǐng)域知識建立整體機理模型十分困難，分解優(yōu)化成為研究的主流方案。分解優(yōu)化將機組劃分為不同的子系統(tǒng)分別進行研究，確定各自的最優(yōu)運行工況，再通過協(xié)調(diào)手段達到機組的整體優(yōu)化，針對具體系統(tǒng)和具體指標(biāo)的標(biāo)值確定問題，在實現(xiàn)時出現(xiàn)了設(shè)計值、試驗值、計算值、經(jīng)驗值和統(tǒng)計值等多種方案。

5、機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的未來展望

目前國內(nèi)電力行業(yè)對運行優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)形成了巨大的市場需求，部分運行優(yōu)化系統(tǒng)已經(jīng)為實施電站機組優(yōu)化運行創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益，具有廣闊的研究和發(fā)展前景。

5．1 運用先進技術(shù)設(shè)備解決存在難題

近年來，測量技術(shù)和人工智能技術(shù)取得了很大的進步，將其引入到機組的運行優(yōu)化領(lǐng)域能夠起到巨大的推動作用。一方面，隨著先進測量元件和測量技術(shù)的不斷完善[3 ，燃料和飛灰特性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)逐漸從離線化驗過渡到在線測量，針對煙氣連續(xù)監(jiān)測、排煙N和關(guān)鍵流量溫度點的測量也出現(xiàn)了不少新裝置，這些裝備的投入使用都將對提高運行優(yōu)化系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實時性起到積極作用。另一方面，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊集合、模式識別等人工智能技術(shù)在電站運行的應(yīng)用研究也已起步。為數(shù)據(jù)校驗、動態(tài)尋優(yōu)、故障診斷、操作指導(dǎo)的發(fā)展提供了新的技術(shù)思路和技術(shù)手段。人工智能技術(shù)與領(lǐng)域先驗知識的互相推動將使機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的內(nèi)涵獲得本質(zhì)提升。

5．2 機組運行優(yōu)化系統(tǒng)實施平臺的轉(zhuǎn)變

電站信息平臺是實施運行優(yōu)化系統(tǒng)的主要環(huán)境，為機組優(yōu)化運行提供所需的數(shù)據(jù)信息，因此，信息平臺的可靠性、實時性和穩(wěn)定性直接影響著機組運行優(yōu)化系統(tǒng)。機組運行優(yōu)化系統(tǒng)向SIS平臺的遷移是目前的發(fā)展趨勢。事實上，目前70％以上新實施的SIS都集成了機組運行優(yōu)化功能。

5．3 軟件系統(tǒng)與管理制度的進一步融合

機組運行優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)于電站的運行管理和生產(chǎn)管理，在目前操作指導(dǎo)還不能實現(xiàn)智能化的情況下，需要運行人員建立經(jīng)濟運行意識，發(fā)揮主觀能動性，根據(jù)系統(tǒng)反饋信息進行操作調(diào)整，而管理人員則要在系統(tǒng)的支持下對機組運行的安全性和經(jīng)濟性進行評估考核。由此不難得出結(jié)論，配套管理制度的建立和執(zhí)行直接關(guān)系到系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

6、結(jié)語

隨著中國電力行業(yè)信息化建設(shè)的不斷深入和先進經(jīng)營管理理念的逐步貫徹，國內(nèi)電站正向著現(xiàn)代化企業(yè)的戰(zhàn)略框架邁進，從而為機組運行優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更大的空間，同時也提供了更廣闊的思路。雖然目前機組運行優(yōu)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用還存在一些不盡如人意的地方，但是從長遠利益看，在廣大研究人員和電站運行管理人員的共同努力與密切配合下，機組運行優(yōu)化系統(tǒng)將會在應(yīng)用的深度和廣度上不斷取得突破，為電力行業(yè)和國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

參考文獻：

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