电厂集控运行与机组协调控制探讨

电厂集控运行与机组协调控制探讨

李晓明张海龙

（国家电投集团河南电力有限公司平顶山发电分公司467312）

摘要：随着科学技术的不断发展，我国电厂的生产要求也逐渐提高。电厂不断地加大资金和技术投入，引进了许多新型的设备和技术，以此来保证生产系统的安全和性能。生产系统的技术越来越复杂，就要求对系统运行进行严格的控制。新型的集控运行方式如今已在我国的电厂中得到了广泛的应用，再加上机组的协调控制，就可以实现统一管理调控，提高生产系统的效率。本文详细地分析和探讨了集控运行系统以及机组协调控制。

关键词：电厂；集控运行；机组协调控制

一、前言

如今，人类社会对电能的需求越来越大，为了满足需求，电厂的机组容量也在持续加大，这就要求负荷调节功能的强大与稳定，那么就必须进一步完善现有的协调控制系统。电厂自动化控制的主要方式是集控运行，而机组的协调控制就是集控运行的重要组成部分。为了提高电厂生产系统运行稳定性与可靠性，我们有必要深入地探讨集控系统和机组协调控制。

二、电厂集控系统的运行及组成

电厂集控运行系统采取单独控制模式，其中，机、电、炉等采取分离模式。可是集控技术和单独控制具有不同特点，其主要采取单元机组模式。发电机配套汽轮机或者锅炉等。对汽轮、发电机以及锅炉集中管理。所谓集控系统，就是这些设备统一操作，可是其中机组之间保持分离状态。

集控系统分为硬件系统和软件系统，其核心部件是微处理器，其主要组成部分包括变送器、电缆、硬件、CS系统、盘台设备和测量开关等。集控系统的组成相对复杂，其具有实时性强、存储容量大、安全性高等优势，通过软件组态等来实现各类高难度的控制策略，任何一个部件在系统中都起着至关重要的作用，如若其中有某个部件出现异常都会引发系统部分功能失效。为此，电厂要高度重视和完善硬件系统和软件系统，二者是不可分割的整体。

三、集控运行系统的工作内容

作为电厂的指挥监控中心，集控运行管理系统能够收集各个子系统的信息和数据，并将收集到的所有信息进行分析处理和存储。通过这项工作能够给管理工作提供准确化的信息依据和数据支持，使管理工作更加科学，更加合理。电厂主要依靠集控运行来实行自动化管理，将集控运行与机组协调控制结合起来，就能够对生产流程进行全方位的管理。利用集控系统存储的数据，分析生产系统中各个子系统之间的关系，找出生产系统运行中的不足之处，对症下药，优化生产系统的配置，逐渐完善系统的运行性能。另外，还需注意对生产活动的全过程进行实时监督，对运行故障进行预防，一旦有故障迹象可以及时排除。

四、优化协调控制系统的方法探究

1、改变负荷调节器参数

负荷调节器具有一定的调节作用，但有时系统的负荷会发生变化，一定程度上削弱了调节作用。负荷调节器的特点是一旦系统负荷恢复了稳定的状态，即实际负荷和目标负荷比较接近时，负荷前馈信号就会结束动态过程。根据负荷调节器的这一特点，我们可以采取相应的措施来提高调节器的调节能力，弥补变化的负荷给调节器带来的负面影响，例如改变调节器的参数就是一种比较有效的方法。

2、优化给水工作

（1）保持合理的中间点温度

在实际工作中，电厂一般是由技术操作人员来对中间点温度进行手动偏置处理，但是这种处理方式不可避免地会存在一定程度的偏差。为了弥补手动偏置的不足，还有一种比较好的方式是调节减温水比例。两种方式结合起来运用，可以有效地保持合理的中间点温度。

（2）给水流量

电厂的给水方式有手动和自动两种模式。在手动给水模式中，水量的改变会引起主调节器输出量的改变，中间点温度的改变会引起给定值的改变。在自动给水模式在一般情况下，若机组的运行处于正常状态，煤水比也一直处于比较稳定的状态，所以燃料量的变化，就会造成煤水比的变化，那么给水流量也会随之发生变化了。

五、电厂协调控制系统设计方案分析

1、软件系统设计

（1）软件架构

协调控制软件系统的架构主要组成部分是服务端和客户端，它的优势在于它能够对两端的硬件进行环境分析，科学化、合理化地对管理工作进行分配，借此来达到控制系统运行成本的目的。此架构中的服务端有两台可以同时工作的服务器，它们之间可以进行实时通信，分享数据信息。之所以设计两台服务器，就是为了避免服务器出现故障后影响系统运行的问题出现。当一台服务器出现故障后，还可以自动切换到另一台，让它独立承担服务端的工作。客户端的工作是由操作员站来完成的，它的主要职能是给服务端传递信息，以保证服务端能够接收并完成客户端的要求。这种软件架构模式能够考验客户端操作员站处理信息的能力。

（2）功能模块

在设计电厂的协调控制系统，要充分考虑到尽量使集控运行系统和协调控制系统相结合，它们紧密结合分析出的数据和信息时电厂机组协调控制工作的基础。

系统的协调控制有四大功能模块，分别是主控系统、汽机主控、锅炉主控和子系统。这四个小模块又都可以分为多个子模块，所有的模块一起工作来保证协调控制系统运行的安全和性能。

2、硬件系统设计

（1）网络架构

协调控制硬件系统的网络架构主要由三个部分构成，即现场控制层、系统服务层和检测控制层。首先，现场控制层的工作方式为：在与主控室相邻电子设备室内，集中安装现场控制站DPU与数据采集站DPU，它们的主要工作是接收信号，再进行逻辑运算，传输运算结果，反馈给现场执行器。其次，系统服务层的主要功能是对冗余网进行有效利用，连接监控层的计算器和控制器，接受和发送收据信息。最后，检测控制层的主要工作机构是操作工程师站和操作员站，它能够与服务器进行实时通讯，传输各项信息。

（2）功能模块

硬件功能模块主要包括以下几个部分：其一，主控系统。主控系统的工作是限速、限幅处理电网自动调度系统传输的ACC负荷指令和运行人员手动调整负荷指令。万一机组中的主要辅机发生了运行故障，要确保机组能够主动进入相应的控制系统，并调整负荷，使之与目标值相适应。其二，锅炉主控系统，它由自动和手动两种运行模式。在机组的不同运行条件下，锅炉主控系统与汽轮机主控系统相配合来完成控制的功能，对锅炉的输出工作和负载匹配关系做出相关指令。它能够控制主蒸汽压力闭环以及负荷质量前馈，以此来保证输入能量能够适应电厂锅炉的节能要求。其三，汽机主控系统。它在协调控制系统中的主要工作对象是整个汽机，对其进行协调控制，保证汽机的生产活动能够正常运行，一般来说汽机主控系统都应该处在自动控制的状态之中。一般是由汽机主控系统下达指令，再由DEH系统来实施对汽轮机的控制，调整汽门开度，以保证蒸汽量能够满足机组负荷的需要，并使锅炉与汽轮机之间能够保持一个相对平衡的状态。

六、结束语

综上所述，现如今电厂机组在运行的过程中承担着越来越大的负荷，所以起控制和协调作用的系统一定要跟上负荷的需要。集控运行和协调控制都是电厂管理中的重要课题，我们可以从一个新的角度出发，研究二者之间的相互联系。

参考文献：

[1]蒋甲丁.火力发电厂协调控制系统的设计与实现[D].厦门大学，2014.

[2]李辉.火电厂集控运行管理系统[D].吉林大学，2015.

[3]陈毅艺.燃煤电厂集控运行与机组协调控制[J].科技创新与应用，2016（04）：110.