電廠集控運行控制模式及應用分析

何 杰

（湛江寶發賽迪轉底爐技術有限公司， 廣東 湛江 524000）

引言

電力供應是用電設備工作的前提，電力資源是社會發展的能源支撐。隨著科技的不斷發展，社會對電力能源控制提出了更高要求。同時，電力控制系統的優劣，決定了電力發輸電與供配電的效率。集控運行控制系統是目前比較常用和技術成型的控制系統[1]。網絡信息技術的迅速發展為電廠能源的管理模式提供了更加實時的、遠程的有效載體[2]。此外，集控運行控制系統能夠有效調控節能減排，通過優化系統來降低運營成本，在一定程度上提升了運行效率。

1 控制模式

1.1 核心技術

集控運行控制模式是目前通用的一種電力控制方式，旨在實現最優的控制管理模式，在現代工業中占有舉足輕重的作用。傳統模式使用的是單獨運行控制管理技術，整個系統僅有一個母控制系統，各部分均獨立存在，彼此沒有關聯性，而現代管理模式屬于多融合技術模式，包括電力電子技術、通信技術、網絡信息技術、自動化技術及其人工智能等，具體而言，集控運行控制模式是一個多關聯的融合系統下的管理運營方式，做到事故防患于未然。

1.2 運行條件

分散型控制方式是當前電廠集控運行的具體方式，主要通過計算機平臺將各種電氣設備進行軟件互聯，主要體現在電廠電氣設備運行線路（多采用監控模式）。在電廠運行中，溫度和電源也是要充分考慮的條件，因此，各種電氣設備（尤其是發電機組，這是整個控制系統的核心組件）的溫度及產生的電能需要被實時監控，確保減少設備因溫度過高而燒壞及發電機組段路或短路帶來的事故率，以提高電廠運行的工作效率。此外，為了進一步減少事故率的發生，按周期巡檢也是極其重要的。具體而言，在機組運行前，應當仔細核查接地的完好性，以防機組外殼因漏電而帶電，同時，檢查信號是否被屏蔽。信號被屏蔽的影響因素很多，應仔細逐一排查，否則會影響整個分散型控制系統，因而也是重要的運行條件之一。

2 集控優化評判

在一般情況下，模糊綜合評判涉及三個量。設與被評價對象相關的因素存在n 個，記作U= {u1，u2，…，un}，稱它為因素集。又設全部可能出現的評語存在m個，記作V= {v1，v2，…，vm}，稱它為評判集。因為每種因素所處的地位不一樣，其作用也不相同，所以出現衡量標準即權重，記作A= {a1，a2，…，an}。

將七元組合數列作為表述量即：

式中：N 為參加監控的人員數和被監控的設備對象，假如監控（或被監控）中的數量多于兩個，則定義為系統監控（或被監控）。但是，在計算時，可以將其合并，定義二者數量均為1；S 為監控質量情況。不同的監控質量情況可用{S1，S2，…，Sk}表示；A 為監控者的監控行為。不同的監控行為記作{a1，a2，…，aM}，在某一監控情況Sk下，監控行為Ak?A，并且Ak=A；D 為設備的監控狀態。不同的監控狀態記作{d1，d2，…，dN}，在某一監控情況Sk下，監控狀態Dk?D，并且；P 為集控情況的變化概率，P∶0≤S×A×D≤1，記作P（S，A，D）；R 為集控后收益情況，可通過S×A×D 計算獲得，記作Rh（S，A，D）；V可作為集控行為合理性的判斷。將總收益值作為目標函數可記作：

在某一集控情況Sk下，集控對策記為（di）），則對策可作為平等機率事件的充要條件為

除了這一充要條件之外，模型的應用需要集控的隨機性、非合作性以及動態演化性。因此，基于該模型的集控方法并非能夠應用于所有電廠集控運行模式。以下將利用模糊綜合評判法，評價該法的適用領域。

模糊綜合評判的步驟按如下方法進行：

1）設定因素集U= {u1，u2，…，un}。

2）設定評判集V= {v1，v2，…，vm}。

3）進行單因素評判得ri= {vi1，vi2，…，vim}。

4）構造綜合評判矩陣：

綜合評價：對于權重A= {a1，a2，…，an}，計算

并且需要根據最大隸屬度原則做出評價。

在綜合評判時，根據算子B=A·R 不同的定義就存在不同的模型。

1）模型Ⅰ：M（∧，∨）——主因子決定類型。計算方法為：bj=max（ai∧rij），i=1，2，…，n，j=1，2…，m。該模型評判結果由在總評判中發揮主要作用的因素決定的，其他的因素都不影響評判，相對而言，這種模型適合單項評判最優就認為綜合評判最優的情況。

2）模型Ⅱ：M（●，∨）——主因子突出類型。計算方法為：bj=max（ai·rij），i=1，2，…，n，j=1，2…，m。該模型和Ⅰ模型有些相似，但是它要比Ⅰ模型更為細化。它不僅突出主要因素，也兼顧其他因素。這種模型適用于模型Ⅰ不適用的范圍，也就是在各種因素不可以區別開來但是需要進行細化時的情況。

3）模型Ⅲ：M（●，+）——加權平均類型。計算方法為：，j=1，2，…，m。此模型依照各種因素的重要性對所有的影響因素全部考慮，相對而言適用于要求綜合最優的情況。

4）模型Ⅳ：M（∧，茌）——取小上界和類型。計算方法為：…，m。該模型在使用時，特別注意的是：每個ai不能取得偏大，否則就可能出現bj都為1 的情況；每個ai不能取得過小，否則會出現bj都等于每個ai之和的情況，這將導致單因素評價的相關信息丟失。

本文所建立的模型使用主因子決定類型的算子。

3 穩定運行

雖然電廠集控運行控制模式滿足了核心技術和運行條件，但整個系統還需要穩定地運行，即實現系統可靠性，這就要求需要運用多種手段進行處理來保證系統穩定運行。由于影響穩定運行的因素眾多，因而首先應先制定各種針對性的預處理方案，減少系統的非穩定運行狀態，減少成本，提高運行經濟性，有效降低事故發生率。

3.1 科學技術因素

電廠無人化方向是智能化發展的必然趨勢，借助當今信息技術的蓬勃發展，集控運行控制系統也應當與時俱進，不斷更新換代，并立足于最新的信號處理技術和網絡技術，實現發電機組的遠程信號可靠采集和控制。然而，無人化技術有其自身的特點，對電廠而言，信號處理應具有人性化，這就要求控制系統中信號接收和發送應實現簡單且保證實時可靠，提升系統工作效率。例如，當對發電機組產生電量進行統計時，通過大數據技術進行數據的搜索分類和處理，替代了傳統的人工統計，進而提升了工作效率，同時也兼顧了運行控制的安全性。

3.2 操作人員因素

縱觀目前的各級電廠，很多老舊設備依然存在，這類老舊設備從各個方面都勉強維持電廠集控運行控制模式，一旦操作不良，隨之而來的就是不斷產生各級故障，給電廠運行帶來不良后果。然而，鑒于實際情況和資金問題，設備還需要繼續使用，因此，操作資源就應當合理優化。操作資源主要依賴于操作人員，操作人員的專業知識，專業素養和專業實踐能力，這些是決定電廠集控運行控制模式順利實施的關鍵。操作人員在專業素養不斷完善的同時，不斷增加操作技術熟練度，實現電廠集控運行控制模式的整個系統運行合理優化。從管理上來看，操作人員在實際的工作過程中，還應當具有合作意識和團隊責任感，可以通過資源共享實現控制能力；從電廠角度出發，經常不定期地對操作人員進行深入的專業培訓，增強管理理念，加強業務能力，通過良好的實踐能力來維護電廠集控運行控制模式的可靠運行。

3.3 操作環境因素

電廠集控運行控制模式執行架構包括電子室和控制室。電廠集控運行控制模式的運行保障包括電能供應保障和接地系統保障。

首先，電廠集控運行控制模式執行架構有嚴格的環境要求，旨在保證機組的安裝與調試順利進行。再者，計算機作為電廠集控運行控制系統的核心部分，也需要良好的運行環境，為避免受到外界環境的巨大影響，應對計算機環境進行整改，保證其干燥通風，打掃環境減少粉塵，定期維護計算機機體，保證其信號順利接收發送。

接地系統是電廠集控運行控制系統的有效保護措施，使設備良好接地；抗干擾技術在電廠集控運行控制系統中占有極其重要的作用。交流電源所導致的干擾主要是來自50 Hz 交流電網。因此可以通過合理正確的布線方式、在系統電路中加入濾波器、系統電路中加入隔離變壓器、設置交流穩壓器和采用屏蔽法對電源變壓器進行屏蔽等方法，主要由電磁感應而產生的串模干擾這種情況下，提前將有用信號進行放大，與干擾信號進行有效區分，然后采取濾波器把干擾信號除去；回路中提前實現模/數轉換、采用屏蔽等措施。由于帶通濾波器的特性可以抑制串模干擾，因此需要在儀表設計電路中加入帶通濾波器。一般情況下，干擾信號均比有用信號變化速率快，在設計電路中作為模/數轉換器的輸入濾波器通常采用二級阻容低通濾波網絡。當有用信號的變化速率比干擾信號快時，應適當地改變二級阻容低通濾波網絡常數，以減小參數來抑制串模干擾信號。在工作環境充斥著強電或強電磁干擾時，為了避免使測量回路被電網電壓損壞，需要利用到隔離放大技術。

4 結論

電廠的自動化程度日新月異，因此在電廠集控運行控制模式的使用過程中需要改變傳統的管理模式，進而實現一種管理方式上的重大突破，通過與信息網絡、計算機技術等多種技術的結合來實現集控運行控制模式的完善，實現自動化的管理，這樣的管理模式使得工作人員的安排發生了非常大的改變，需要進行工作的重新統籌和職責的重新劃分，進而減少人力的投入、節約成本，提高實際工作效率，通過資源的合理優化配置來實現電廠更高效、更安全地進行工作。