燃煤电厂集控运行与机组协调控制

燃煤电厂集控运行与机组协调控制

李哲

李哲

（大唐国际张家口发电厂河北省075133）

摘要：为满足社会生产生活需求，燃煤电厂机组容量不断加大，相应电网对负荷调节性要求也更高，需要在现有基础上对协调控制系统做更进一步的完善。集控运行是电厂自动化控制的主要方式，其中协调控制也是重要组成部分，以提高电厂生产系统运行稳定性与可靠性为目的，需要结合电厂生产特点，对控制系统的优化进行分析。

关键词：燃煤电厂；集控运行；机组协调

前言

火力发电作为我国主要的发电形式，长期以来为社会提供充足的电能资源供应。特别近年来，在各种新能源和新材料的应用过程中，火电厂也加快了自身的改造进程，火电厂通过应用集散控制系统来有效的实现了技术上的创新，这是一种集各种新技术于一体的自动化和智能化系统，将火电厂的生产运行和管控技术有效的融合在一起，实现了火电厂发电机组管理和运行的信息化和现代化。

1.火力发电厂集控运行的现状

在当前火电厂运行过程中，各项新技术在火电厂设备上得以应用，火电厂的运行模式实现了集散化控制，这不仅有效的提高了火电厂机组运行的安全性和稳定性，而且对机组运行效率的提升也起到了十分积极的作用。但在当前火力发电机组集控运行应用过程中，由于对系统应用和分析缺乏严格的要求，这就导致系统在安装和运营过程中核心技术的作用没有充分的发挥出来，给运营成本带来了一定的不利影响。再加之管理和检修工作中存在许多不足之处，这就导致事故发生率较高，不利于系统运行的可靠性。

2.电厂集控技术运行条件与控制模式分析

2.1电厂集控系统运行的技术与环境条件的构建

在我国的电厂内一般是采用分散性的控制装置，在计算机系统的协助下，在电厂内电气设备的运行中能够形成良好的环境，对整体的温度进行控制，实现对电源的控制，通过对不同因素的控制，最终实现集中的控制，提高电厂的发电效率。在电厂的集控运行控制系统中，主要是实现对发电机组的控制，在发电机组运行之前，应该对系统的接地装置进行分析，检查其是否出现故障，防止信号被屏蔽，确保系统的顺利运转。

2.2电厂集控系统运行模式构建

2.2.1分散控制模式

分散控制模式被简称为DCS，是一种分散型的控制系统，其技术控制要点是比较复杂的，要借助电子通讯技术和计算机技术实现远程的控制，而且其在运行中应该满足不同的条件，要运用高性能的计算机系统，并且能够分析当地的线路环境和温度的控制等，在对分散控制模式进行构建中，应该实现对发电机组的控制，当发电机组在运行之前，应该分析其电源，确保在运行中不会中断。在分散控制模式构建时，应该对信号的发放过程进行分析，如果信号的发放出现了故障，就会导致分散控制模式的操作失误，应该在分散控制模式构建前对信号检查，确保集控运行模式条件的稳定。

2.2.2等级化控制模式

等级化的控制模式是在分散控制模式发展的基础上出现的，其能够对实际的操作流程细化，实现阶梯化的管理模式，并且能够实现等级化的管理，使管理的实效性增强。在等级化控制模式构建中，集控的运行模式被分成不同的级别，实现了集约化的管理方式，能够改善管理中效率低下的问题。电厂集控运行模式中可以采用通讯技术，提高数据传输的效率，而且能够对信息进行高效率的处理。在等级化控制模式的构建中，应该注意运行条件的分析，设计计算机远程控制模式，实现对电厂运行模式的实时化的处理，借助信息技术，实现多元化的系统联合。

3.燃煤电厂协调控制系统设计方案分析

3.1软件系统设计

3.1.1软件架构

主要包括客户端与服务端两层结构，即C/S架构形式，可以通过两端硬件环境优势，合理分配任务管理内容，来控制系统运行成本。承担服务端的为两台服务器，两者之间能够实现数据实时通讯，起到冗余作用，即便其中一台服务器故障，系统也可以通过自动切换的方式转移到另一台服务器端，确保系统安全运行[3]。承担客户端的为操作员站，主要完成客户端信息向服务器的传递，服务器为客户端服务，此种架构形式可以充分发挥客户操作员站处理能力，在客户端处理后再传送给服务器。

3.1.2功能模块

在对电厂协调控制系统进行设计时，可以将其与集控运行管理系统相结合，通过对各子系统运行状态信息的分析，将其作为协调控制的基础。基于此可以将整个系统的控制模块分为将主控系统、汽机主控、锅炉主控以及子系统等四部分，并且每个模块又分为多个子模块，来实现协调控制系统功能的正常运行。其中，结合燃煤电厂生产特点，重点为汽轮机与锅炉主控系统，主要功能是维持锅炉、汽轮发电机正常运行，在负荷变化率较大情况下，两者之间能够保证能量平衡，来确保主蒸汽压力的稳定，由此可见两者相互联系、相互影响，如果一个出现故障势必会对另一系统的正常运行产生影响。

3.2硬件系统设计

3.2.1网络架构

主要包括现场控制层、系统服务层、检测控制层三部分。第一，现场控制层。将现场控制站DPU与数据采集DPU站集中安装在与主控室相邻电子设备室内，主要负责接收传感器、变送器传输的信号，并利用预先设定控制策略进行逻辑运算，将最终结果传输给现场执行器。第二，系统服务层。即系统服务器，利用冗余网实现与监控层计算机、控制器连接，实现收据信息的接收与发送。第三，监测控制层。包括操作工程师站、操作员站等，主要实现与服务器的实时通讯，完成各项信息的传输。

3.2.2功能模块

（1）主控系统。对电网自动调度系统传输的ACC负荷指令，以及运行人员手动调整负荷指令进行限速、限幅处理。如果机组主要辅机出现运行问题，保证机组能够自动进入相应控制系统，将负荷调整到相应目标值。（2）锅炉主控系统。可以在自动模式与手动模式下运行，与汽轮机主控系统在机组不同运行条件下来完成控制功能，指令间的锅炉输出与负载匹配关系。锅炉主控系统具有主蒸汽压力闭环控制能力，以及负荷质量前馈控制功能，来确保输入能量符合电厂锅炉节能要求。其中，前馈控制可以起到“一定概调”作用，即对锅炉输入、输出量关系失衡状态进行调整，确保将能量失衡限制在较小范围内。（3）汽机主控系统。汽机主控是协调控制系统的执行结构，主要负责协调整个汽轮机整体控制控制，完成各项指令的下达，确保汽机生产活动的正常开展，要求其一般情况下应处于自动状态。汽机主控是机组级协调控制系统与DEH等系统的中间层控制系统，下达指令有由DEH来完成汽轮机调速汽门开度的控制，确保可以获得足够的蒸汽量，满足机组负荷要求，并使得生产系统中锅炉与汽轮机能够处于一个相对平衡的状态。其中，在机跟炉模式下，汽机控制对象为主蒸汽压力，而主蒸汽压力由负荷压力函数生成。

结束语

在对再热汽温系统进行应用过程中，需要对燃烧器装置的使用性能进行有效的保证，而且还要进一步强调烟气档板调节及烟气再循环检修，而且在对系统进行维护过程中，需要将系统的分散化控制模式和等级控化控制模式的效用更好的发挥出来，确保实现各系统管理和控制的优化。

参考文献

[1]姜玉成.浅析加强电厂集控运行的具体措施[J].机电信息,2015,09:159+161.

[2]袁会超.现代发电厂发电机组集控运行技术探讨[J].科技创新与应用,2015,16:123.

[3]吴长洪.水电站集控运行安全风险分析及应对措施[J].水电厂自动化,2015,03:35-37.