火電廠熱工自動化中自動控制理論的實際使用

王月嬌

（國網能源和豐煤電有限公司,新疆 塔城地區 834700）

一、火電廠熱工自動化的組成及現狀

火電廠熱工自動化是指企業在生產過程中使用自動化儀器來代替一部分的人工操作，加強對火電廠運作的智能化管理和控制，對提高生產效率，強化預警機制有著重要的現實意義。一般情況下，我們將自動控制理論劃分成經典控制理論、現代控制理論和智能控制理論。經典控制理論主要是通過狀態空間法建立更為系統的數學模型，在此基礎上對系統運行的狀態進行規律性探究，在逐步優化產品性能的過程中實現最優目標。而現代控制理論主要通過線性控制理論和最優估計的方式，對動態系統進行自我辨識和控制，進一步實現自動化。而智能控制理論則是結合了前兩者的優勢，交叉發展，能夠綜合火電廠的問題，實現機組負荷調節與控制，有利于減少機前的操作壓力，進一步形成火電廠的自動化系統。

現階段，我國的火電廠主要涉及四個方面的內容，包括自動檢測、自動控制、自動保護和自動報警。自動檢測主要是指該項作業是由自動化儀器自行完成對火電廠氣壓、溫度、流量等參數的實時測量，能夠保證機組的正常運轉，具有至關重要的作用。而自動控制貫穿于整個生產環節中，當設備不再滿足運行條件時，自動保護功能將直接對機組進行初步地診斷和調試，面對重大數據問題將直接終止工程。而自動報警將會提示工作人員盡快修改參數，減少由于機組故障帶來的損失。

六七十年代，計算機事業在我國蓬勃發展，自動化技術在我國取得了突破性發展，自動控制系統不再是傳統的輸入和輸出。因此，如何將信息技術與火電廠進行智能化的結合，仍是一個緊迫的問題。近幾年，我國首臺60萬超臨界機組實現了初步運行，這也是我國火電廠在生產設備上的一次重大突破。此外，SIS的開發和投放使用能夠解決一些實際問題，但是想要達到更高的水平，與國際接軌還有一段很長的路要走。

二、火電廠熱工自動化中自動控制系統的重要作用

（一）高級算法模塊逐漸豐富

伴隨我國科技水平的不斷發展，我國的自動化技術在不斷進步和完善，火電廠熱工自動化技術中的高級算法模塊逐漸得到豐富。例如：ZT600系統，逐步達到對故障進行自我報警和維修的目標。實現了生產信息快速對接計算機，進而使得生產效率和生產的安全性、穩定性得到大幅度的提高。

（二）熱工自動調節理論多元化發展

伴隨我國經濟水平和科學技術的快速發展，我國的自動化技術也在不斷進步，火電廠熱工自動化技術也得到長足進步。現階段我國火電廠中的控制設備的選用一般以PID調節其為基礎。伴隨我國計算機水平的提高，逐步將智能控制理論和現代控制理論相結合，DCS系統的性能大大提升。例如：韓忠旭提出的控制系統緊密結合了狀態反饋和PID控制，可以達到精確控制鍋爐氣溫的目的；楊平利提出的控制系統以預測控制（GPC）為基礎，實現測控鍋爐氣壓的目的；邱忠宇提出一項新技術，以模糊神經網絡算法為基礎，診斷火電汽輪機出現的故障等。伴隨我國經濟實力和科技水平的不斷提高，我國不斷加大對火電廠熱工自動化中自動控制理論研究的人力、物力、財力的投入，越來越多的控制理論、控制方法被研究出來，并不斷從理論面向實際生產，使得火電廠熱工自動化中自動控制理論的多元化發展。

（三）信息管理系統得到擴展

火電廠熱工自動化技術的提高和發展離不開計算機技術，而自動化技術作為一種信息管理的綜合控制系統，其重要技術支撐是計算機技術，理論依據是自動控制理論。目前階段，我國火電廠熱工自動控制體系中比較成熟的產品是DCS系統，其構架模式非常成功，廣受市場歡迎，極大方便了人們日常的生產生活。

（四）有利于火電廠產業結構的調整

伴隨我國經濟實力和科技實力的增強，國家逐步放寬對電力供需的要求，而且隨著綠色家園、可持續發展理念的深入，國家和企業對節能減排越來越重視，因此，我國對于火力發電廠產業結構的調整力度逐步加大。

三、火電廠熱工自動化控制的應用

在火電廠熱工自動化過程中，主要運用的就是自動化控制系統，這需要應用熱能控制系統、智能設備、計算機控制、信息化技術等合作完成。通過對熱工參數的監測以及管控，是對火電廠發電全過程進行控制管理的前提條件，因此通過在火電廠中應用自動化控制理論，可以有效的提高發電工作的安全性、穩定性。

（一）信息控制系統

火電廠的自動化控制過程就是通過計算機設備以及其他輔助技術對發電設備進行全面穩定的控制，也就是建設自動化信息控制系統。其中DCS系統就是較為常用的自動化控制系統，這一系統主要是采用分散式控制，擁有較高的數據控制功能，但是DCS系統的成本造價過于高昂，很難做到在火電廠全面應用DCS系統，因此會在一些對控制系統穩定性要求不高的位置設置PCL系統作為輔助，實現對火電廠發電信息的全面控制，在降低成本的同時能夠有效增加自動化控制系統的覆蓋范圍。

（二）高級算法

在自動化控制系統中擁有許多高級算法模塊，有的控制系統中出現了可以針對系統故障進行自動報警以及自動維護的設計功能，能夠進一步的增加火電廠發電的安全性以及工作效率。當前很多自動化控制系統都采用0.5k的邏輯計算總量來對發電設備進行計算控制，而這需要設置更多的計算模塊來完成PCL系統的控制工作，因此PCL系統在存在著一定程度的應用問題需要解決，才能保證使用的穩定性。

結束語：

綜上所述，在自動控制理論的作用下，有利于保持火電廠良好的熱工自動化工況，從而提升火電廠實踐中的生產水平，滿足其可持續發展要求。因此，未來在實現火電廠熱工自動化的過程中，應給予自動化控制理論在其中的應用必要的關注，促使該理論作用下的熱工自動化水平得以提升，滿足火電廠生產活動開展的多樣化需求。