自動化控制技術(shù)在電廠的綜合應用

文/徐亮

電氣工程自動化控制技術(shù)是最近才興起的一個高新技術(shù)，短時間內(nèi)這種高新技術(shù)就在電廠內(nèi)得到了普遍應用，特別是電氣工程自動化控制技術(shù)在火力發(fā)電中的應用，有著綜合控制的實際作用，大大提升了火力發(fā)電的效率。本文從自動化監(jiān)測應用和智能應用兩方面，對具體的綜合應用措施進行了全面分析。

1 自動化監(jiān)測應用

1.1 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)

自動化控制技術(shù)在電廠監(jiān)測技術(shù)方面應用有著特別的優(yōu)勢，因為電廠的鍋爐容量較大，監(jiān)測火焰直接影響電廠的工作效應，為了防止出現(xiàn)工作問題，采用爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)t膛內(nèi)的火焰進行切實有效地檢測，使鍋爐燃燒系統(tǒng)中各設備按規(guī)定的操作順序和條件安全啟(投)、停(切)，并能在危急工況下迅速切斷進入鍋爐爐膛的全部燃料(包括點火燃料)。特別是使用最先進的火焰圖像檢測器采用微處理器，不再是圖像的處理，而是對火焰信息進行數(shù)值形式的處理，形成計算機記憶計算，便于人工監(jiān)測更為方便快速、穩(wěn)定安全。

1.2 光纖傳感監(jiān)控系統(tǒng)

自動化控制技術(shù)在電廠的綜合監(jiān)測運用，要借助光纖傳感監(jiān)控系統(tǒng)，使用諸如光纖光柵的印跡等加工程序，或者采用特殊的光纖振動傳感技術(shù)采用光纖作為前端介質(zhì)，同時通過光纖將前端信號傳輸至監(jiān)控中心主機主，主機響應后通過電力專網(wǎng)向遠程調(diào)度，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。特別是其中的微結(jié)構(gòu)光纖，顯示了在電廠發(fā)動機在活動中獲得高度靈敏的檢測流體壓力的能力。

1.3 軟測量技術(shù)

軟測量是生產(chǎn)過程知識有機的結(jié)合起來，應用計算機技術(shù)對難以測量或者暫時不能測量的重要變量，選擇另外一些容易測量的變量，通過構(gòu)成某種數(shù)學關系來推斷或者估計，以軟件來替代硬件的功能。自動化控制技術(shù)之中的軟測量技術(shù)能夠根據(jù)實際數(shù)據(jù)對鍋爐煙氣含氧量進行檢測和控制，這種測量主要是通過策略鍋爐內(nèi)煙氣氧含量的情況，針對性地對助燃空氣流量、助燃空氣溫度、燃氣流量、燃氣熱值、鍋爐溫、鍋爐壓、鍋爐排煙溫度等進行軟測量的輔助，這種軟測量是對火焰情況策略的輔助，便于建立火焰直接監(jiān)測的關聯(lián)模型建設，更好地監(jiān)測電廠的工作狀況。

2 自動化控制的應用

2.1 智能控制

智能化應用可以在電氣工程發(fā)揮智能診斷故障、智能控制設備、優(yōu)化整體設計等作用，電氣工程也早已脫離傳統(tǒng)的概念，已經(jīng)有著更加新穎的含義。首先，智能控制要在電廠內(nèi)建立系統(tǒng)管理組件系統(tǒng)，便于對電廠的自動化設備進行有效地控制調(diào)節(jié)，包括測量值、設定值和輸出值的動態(tài)棒圖與數(shù)字雙重顯示，所有的PID調(diào)節(jié)均設手自動切換按鈕，可實現(xiàn)手動與自動控制之間的無擾切換。

2.2 MATLAB仿真

現(xiàn)階段電廠能耗指標評估主要使用傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計方法，這些方法難以挖掘數(shù)據(jù)深層次的信息。所以，電廠內(nèi)部采用MATLAB仿真技術(shù)，利用自動化仿真控制能夠避免安裝和維護費用過大等問題。因為，MATLAB仿真技術(shù)能夠利用軟件計算，通過數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理等手段，對電廠內(nèi)部的DEH(汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng))等內(nèi)容進行模擬化的動態(tài)系統(tǒng)參數(shù)處理，讓各系統(tǒng)的工作運行過程有動態(tài)的仿真預測，通過這樣的預測能夠避免一些不必要的設備維護，讓電廠自動化控制系統(tǒng)能夠更高效地工作。

2.3 總線技術(shù)革新

總線技術(shù)能夠形成自動化的通信連接，實現(xiàn)智能儀器儀表、控制器和電力執(zhí)行系統(tǒng)等設備的有效連接，使這些設備能夠形成一個有機的整體，各設備能夠互相配合。特別是分布式控制在一定程度上意味著，PLC、I/O模塊與現(xiàn)場設備之間建立了連接，能夠?qū)⑤斎牒洼敵瞿K逐漸進行轉(zhuǎn)換，變?yōu)楝F(xiàn)場的檢測器或執(zhí)行器。逐漸實現(xiàn)統(tǒng)一系統(tǒng)平臺的全面建設，為各種自動化項目進行設計、測試以及實施的過程中提供周期性的支持，并使效率得到全面提高

3 自動化節(jié)能減排

燃料管理水平對于火電廠經(jīng)濟效益及安全生產(chǎn)具有重要作用。電廠燃料管理系統(tǒng)使用自動化控制技術(shù)，能夠顯著提高電廠燃料管理水平及效率，對于提高電廠節(jié)能減排工作有著重要的作用。

（1）自動化節(jié)能減排設置要在電廠自動化電氣設施內(nèi)使用變頻技術(shù)，這種技術(shù)能夠自動調(diào)整開關頻率，按照電動機噪聲、溫升變化的要求持續(xù)動態(tài)調(diào)整，適應電動機狀態(tài)，確保不會發(fā)生降容問題。

（2）要適當?shù)剡\用燃料預測控制算法，根據(jù)生產(chǎn)過程響應對過程動態(tài)行為進行描述的一種數(shù)學模型，然后根據(jù)優(yōu)化指標將控制量時間序列確定出來，使未來一段時間中被控制變量和期望軌跡之間的誤差降到最低。這樣做能夠確保節(jié)能工作一直在可控范圍之內(nèi)。

綜上所述，現(xiàn)代社會隨著科學技術(shù)進步，電氣自動化技術(shù)在電廠的應用效果不斷提升，特別是從監(jiān)控、自動化控制方面，均能有效提高電廠運行效率與質(zhì)量，其未來的發(fā)展將會依據(jù)電氣自動化技術(shù)的革新，向著低頻逐漸發(fā)展到高頻，與計算機技術(shù)緊密結(jié)合等方面更深自動化方向前進。