解析電廠集控運行與機組協調控制應用

田 磊

(山西漳電大唐塔山發電公司，大同 037001)

0 引 言

在電廠運行過程中，集控系統的重要性不言而喻，能夠及時發現機組與車間生產的變化，并獲得具有實際意義的數據，為領導決策提供有力依據。在改革開放后，國民生活水平不斷提高，用電總量隨之增加，提高電廠生產效率與安全性顯得十分必要。對此，應做好集控運行工作，促進機組協調控制水平提升，推動電廠穩定快速發展。

1 電廠集控運行的主要模式

在新形勢下，傳統電機組難以滿足發展需求，電廠集控運行與協調控制的應用可為電力生產營造良好環境。當前，電廠集控運行、機組協調控制具有三種模式。一是整體控制，該模式以計算機技術為基礎，針對數字信息進行分析處理，可將各個設備聯系起來，發揮合力，實現高效運作；二是集合控制，該模式的應用十分關鍵，可有效控制生產過程的各個工序，使傳輸信息更加精準高效，使生產質量與效率得到切實保障；三是分級控制，與分散控制相似，可針對生產階段的多個層次進行管理，使生產過程整體性得到保證。對于上述模式來說，雖然有所聯系但又存在區別，可確保集控運行高效完成。

2 電廠協調控制的必要性

在電廠運行中，通過協調控制系統的應用可促進機組各項參數平衡，使節能效果得以充分發揮，對風力、燃料等高效利用，負荷響應功能得到全面提升。在協調控制系統應用中，可將鍋爐與汽輪機看成是統一整體，二者相結合共同協調運行，整個系統采用自動化運行模式，可有效規避人工運行的弊端，使工作效率得以提升，操作更具精準性。同時，運行參數的變化較小。在機組中各部分均保持相對穩定狀態，當鍋爐、汽輪機中的局部位置出現異常時，系統將自動切換到基礎調節模式，即BF或者TF方式，避免故障范圍擴大，此舉可為維修人員迅速尋找故障提供更多便利。通過負荷變化率的應用，使機組負荷得到靈活調控，有效避免因負荷更迭更快導致熱應力偏高現象，延長機組使用壽命；該系統的監控性能較為強大，對機組安全運行有諸多裨益。當機組正常運行時，可采用協調控制的方式，促進機組負荷響應速率提升，縮短負荷跟蹤延遲，使機組的負荷跟蹤作用得到充分發揮[1]。

3 電廠集控運行與機組協調控制措施

3.1 加強軟硬件配置，提高協調控制力

3.1.1 硬件方面

硬件配置主要包括網絡模塊與內置系統。對于前者來說，主要包括現場調節、系統分析、系統檢測等內容。現場調節主要是接收變送器傳輸信號，將信號根據事先設定的運算模式進行計算，將計算結果傳遞給現場分析設備。檢測模塊則是系統中的處理設備，為信息接受和處理提供依據；分析模塊可與服務器之間展開通訊，以此實現各站操作員之間的有效交流。對于后者來說，包括鍋爐、整體控制、汽機等多個模塊。通常情況下，爐、機能量平衡可通過能量平衡的方式實現；爐主控利用汽機能量需求信號發布指令，可使給水、風量控制系統之間處于正常工作狀態，實現二者的平衡，計算公式為：

式中，NRGD代表的是能量平衡信號；P1代表的是調節級壓力；PT代表的是機前壓力；PS代表的是壓力預設值。鍋爐控制系統的運行模式分為手動和自動兩種，具有主蒸汽壓力閉環控制力，可對鍋爐的傳輸量進行調整，降低能量失衡度，促進生產效率提升。汽機模塊的作用在于協調汽輪機運行，下達指令等，當各系統均處于正常運行模式時，便可實現安全穩定的生產。

3.1.2 軟件方面

該結構主要分為客戶端與服務端兩項內容，通過二者協調配合，豐富管理內容，減少系統運行成本。服務端由兩臺服務器構成，可實現相互間的信息傳輸與通訊。這樣做的優勢在于當一臺服務器出現故障時，可及時將任務切換到另一臺設備上，確保系統始終連續穩定的工作。操作員系統的作用在于向服務器發布信息，充分發揮工作站的處理能力，加速數據整合，在分析后傳回服務器，使整體系統在有序的環境下運行。在功能系統中，機組協調可與集控系統相結合，針對系統運行狀態實時監控，并獲取最新信息，有助于系統各項功能劃分；電廠中的各模塊下分為許多小模塊，應做好各模塊的協調工作，促進系統高效運行[2]。

3.2 加強集控管理，促進協調控制改進

在電廠運行中，應通過強化集控管理的方式，促進協調控制改進效率提升。具體措施為：首先，加強參數控制。當系統負荷發生改變時，負荷調節器的功能將受到影響，如若系統能夠恢復穩定，則目標負荷與實際值均會隨之降低，前饋信號動態過程便可結束。在這一特點下，可通過改變調節器參數的方式，達到降低目標負荷的要求。在實際操作中，二者的差異還可通過調整調節器比例系數的方式來實現；其次，功能調節。該項工作主要依靠電廠自動監控系統來實現，通過網絡傳輸的方式，將現場采集、主控層、遠端控制聯系起來，重點對模擬量、溫度等信息進行采集和控制，如圖1所示。在溫度指標調節中，應設定合理的中間值，發揮分離器的作用，依靠手動糾偏的方式，使蒸汽飽和溫度得到有效控制；在給水量調節中，如若采用手動操作，則主調節器的輸出與給定值均會發生改變；如若采用自動操作，則可通過中間溫度PID對給水量進行調整。在常規狀態下，燃料消耗與給水量比例為均衡狀態，當燃料發生改變時，隱煤水比發生變動，才會使給水量隨之增加。

圖1 電廠自動監控系統

3.3 多管齊下，完善生產控制方式

在現代化電力生產中，應將系統與控制方式相結合，選出最佳控制方式，促進控制效率提升，具體如下。

(1)生產過程控制。通過協調控制系統的構建與應用，可提高電廠生產過程的控制效率，進而改善電廠生產狀態，避免安全事故發生。對此，電廠在生產中應滿足控制工作的各項要求。具體措施為：一方面，在集控運行與協調控制的基礎上開展作業，使各項生產問題得到有效處理，生產過程得到高效控制；另一方面，在協調系統支持下，有助于提高生產階段信息采集與利用效率，使生產過程控制情況得以改善，促進控制成果落實。

(2)生產設備保護。在生產階段，緊急保護系統的功能在于保護機組與操作者的安全，降低生產風險。對此，應根據功能特殊性，與集控和協調控制搭配使用，使生產設備得到有效保護。具體措施為：在集控運行模式下，當設備出現故障時，應及時閉合協調控制系統，避免故障蔓延，滿足設備保護要求；通過集控與協調系統的應用，了解設備運行狀態，使設備保護更具針對性。

(3)控制方式優化。在新形勢下，為了提高生產狀況，使生產計劃控制方式更加有效，電廠應注重控制方式的更新換代。具體措施為：重視監督控制工作的開展，增加技術含量，盡可能的滿足生產計劃安全要求；根據生產實踐要求，不斷優化控制方式，增強機組穩定性，使電廠控制工作效率達到預期目標，實現生產計劃深入實施[3]。

3.4 完善集中控制模式，健全應急處理預案

在實際工作中，采用遠程監控與站內值班相結合的方式，該模式適用于單一電站，集控中心與電站間的距離應在50 km以內。在該模式下，自控化系統與相關專業數據均處于建設階段，集控中心只需開展必要的實時控制工作即可，如構建監控系統操作員站、生產信息傳輸等等，為發電機組建成過渡打好基礎；其次，集中調度與現場操作相結合。在機組初步構建中，可采取該模式，要求集控中心與電站之間相距100～1 000 km，通信通道為一對多運行，可保障監控系統與調度系統相連，實時掌握電廠的生產情況，實時接收上級調度部門的指令，促進各電站設備的高效運行。中心電站為24 h值班，成本投入控制在最小范圍內；最后，健全應急處理預案，一旦電廠因故障導致停產，不但會影響企業效益增加，還會為用戶日常生活帶來諸多不便。對此，電廠應成立突發事件應急小組，做好應急處理預案。加強對小組成員的應急培訓，培養其各類突發事件的處理能力，定期舉辦突發事件模擬演練等等，提高成員反應能力與處理能力，一旦出現突發事故時，應急小組可迅速采取科學應對方式，減少人員傷亡與財產損失。

4 結束語

綜上所述，當前人們生產生活的用電量增加，為了提高電廠系統穩定性，應從集控運行、協調控制兩個層面著手，通過加強軟硬件配置、重視集控管理、完善生產控制方式、健全應急處理預案等方式，使機組設備間的關系得到良好的協調，充分發揮機組在電力生產中的作用與價值。在未來的發展中，還應引入先進信息技術，提高電氣自動化水平，使電廠效益達到最大值，推動整個電力行業朝著智能化、自動化的方向發展。