火电厂 DCS控制系统优化研究与应用

火电厂 DCS控制系统优化研究与应用

李帅

大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江省七台河市 154600

摘要：大型燃煤火电厂通常采用PID线性控制算法来进行回路方面的反馈。但自从DCS控制系统的出现，PID线性控制算法逐渐被淘汰。DCS控制系统之所以得到广泛地运用是因为系统具有快速设定值响应功能，这是PID线性控制算法所不具有的优势。进入21世纪DCS控制系统变得越发成熟，因为有DCS控制系统的出现实际作用大不一样，无论从哪方面来讲DCS控制系统都更加适应大型燃煤火电厂的特点。为了确保大型燃煤火电厂能够源源不断的向社会输出能源应当注意进行优化研究，以控制系统为助力实现火电机组自趋优控制。

关键词：火电厂；DCS控制系统；系统优化

社会生产需要电力能源，要想实现各行各业产业经营就必须要有能源的支撑。火力发电是传统发电方式，这是当前社会最主要的发电形式，现有能源需求决定着要加大燃煤火电厂的投入。现如今，有越来越多的燃煤火电厂出现持续发挥着作用，在实际运行中发现当前并没有一个满意的工作情况，对问题进行分析发现原因在于工业常规控制算法具有滞后性。DCS控制系统的出现对大型燃煤火电厂的发展具有非常重要的前提性意义。DCS控制系统与高级算法模块融合在一起更好地支持现实工作。

1 概述

社会的需要是火电厂数量增多规模扩大的最直接原因。尤其是近几年，火电厂规模扩大幅度以百分之35以上的速度逐年加大。社会生产正在持续进行，各行各业在推动经济发展上发挥着重要作用。为了进一步满足需求也为了实现自身可持续发展燃煤火电厂完成工业常规控制算法更改，懂得借助DCS控制系统,自系统应用以来燃煤火电厂呈现出新的发展局势。这样说是具有一定现实依据和理论依据的。我们都知道火电厂热工控制系统非常关键，就影响力和价值而言再没有其他能够与之相比拟，若想推动火电厂的运行就必须在此处下功夫。由于其特殊性，在这方面必须要实现投入较多的时间和精力。通过分析调查我们发现在很多时候火电厂热工控制系统是有着一定问题的，这种情况下系统运行质量大打折扣，所造成的不良后果无法承担。以上问题存在，若不能及时解决将会影响到电力供应，会影响到火电厂的生产运行。一直以来业界人士致力于相关方面的研究为的是实现系统优化整定，整个事情具有紧迫性。目前有着系统优化的迫切需求，应当将系统优化工作提到日程上来，从而为火电厂提供持久的动力基础，为火电厂的快速持续健康发展奠定坚实的基础。

当前社会同以往阶段相比有着明显的变化，新能源趋向体现的日益明显。这是当前社会发展就一定程度上的必然趋势，形势不可阻挡。在这样的社会背景下新能源电力规模的扩大只是时间问题。在了解到我国电力结构出现变化的情况下火电厂必须要淘汰以往落后的工艺或技术，注重实现新的突破，需要借助有效手段不断提升燃煤机运行灵活性。当前我们能够接收到这一大讯息，燃煤机组将逐渐成为主要的互补性电源，燃煤机运行方式会越发灵活。那么在这种情况下我们会面临的一个问题，燃煤机高灵活性意味着机组可能并且时常处于深度变负荷运行工况，实际情形是非常复杂的。DCS控制系统虽然有着一定的进步性，在实际中发挥重要作用，但是其存在些许的不足。那就是机组DCS控制系统在控制工况下分系统的运行不够理想，是不能够满足要求的。我们了解到当前机组灵活调峰能力的制约是关键参数控制品质差。这一问题存在，将会直接影响到系统运行的稳定性与安全性，设备的寿命也会受到不同程度的。为此必须要加快相关研究步伐，注重有针对性的开展工作，对传统DCS及其控制进行优化。

2 热工控制系统可靠性存在的问题

在实际工作中我们会遇到各种各样的问题，这些问题的存在将会严重影响到控制系统的可靠性，甚至有可能导致系统无法正常发挥作用。通过问题整合发现在现实中可能会出现热逻辑混乱失控的情况。任何情况的发生皆有缘由，我们进行问题分析可以发现出现这一情况主要是因为区域之间数据传输速度较慢，继续分析发现问题起点在于工作区域距离较远。现实中这一情况的发生概率较高，值得引起人们的高度关注。火电厂为满足生产需要配置各项设备，每个设备皆有用处。这些设备中有些自动调控能力较强，而有的自动调控能力不甚如意。要知道外部条件具有多变性，自控能力较差的设备不能够在外部条件改变时及时做出反应，无法实现合理的参数调试，这种情况下自动化系统的可靠性是无法保障的。

电能供应不能够停止，火电厂各项设备需要不间断的工作。这种情况下设备老化情况严重，需要人员及时进行检修和养护，避免因设备部件老化而影响现实工作。然而现实与预期之间具有一定的差距，设备放置混乱，检修工作量大，人员很难保证定期定量完成检修和养护工作。由于对该项工作不够重视一些潜在问题没有发现，问题一旦产生就不会随着时间的推移而自动消失，只会变得越来越严重，设备部件问题影响到系统正常运行。

现今火电厂还未完全实现全自动化，有些工作需要传统人力，对人力的需求量较大。而人员素质水平的高低将会直接影响到热工控制系统的可靠性。火电厂在招聘人员时放低门槛，火电厂内部无法形成一支高素质高水平的队伍。操作人员大多没有学习过专业的知识，在实际操作中不能够严格按照工作要求。试想人员素质水平不过关，怎能安全规范操作？现实中极容易出现设备接线和插线固定不稳的情况，联锁保护出现误动再所难免。

3 全程自趋化智能协调控制设计思想

掌握实际情况后确定解决大惯性、大滞后系统控制难题是当前的首要工作，必须要在此方面下足功夫。传统前馈控制具有一定的进步性，引入大前馈的多变量预测控制算法在保留原有进步性的基础上能够实现更多的功能，借助该算法人员能够了解预测被控未来的变化趋势，且不需要担心结果的准确性，具有重要意义。进行自趋化智能协调控制设计最主要意义在于控制系统的稳定性有所提高，抗干扰能力进一步增强。最终设计的超临界机组协调系统优化控制方案具有合理性，我们可以从中看出传统前馈—反馈的控制架构，真正保留了传统优点。优化控制方案与传统控制策略有着明显的不同。其采用阶梯式多变量广义预测控制算法进行反馈控制，具有常规PID控制方式所不可比拟的优势。真正实现了提高控制器反馈调节速率这一目的。

火电机组协调系统具有明显的特性，极具复杂性。为了解决这类复杂系统的控制问题业界人士确实不少下功夫。当前科技不断发展，在有利条件下此项研究越发深入。人们经过讨论之后将带前馈的阶梯式多变量广义预测控制算法作为核心，强调其是智能协调控制的关键所在。具体的研究工作并不是那么简单，所涉及的内容非常多。人员除了进行阶梯式多变量广义预测控制算法的程序化与模块化以外还注重构建智能化控制策略。以上这些工作皆是为了现场工程应用，具有非常重要的意义。目前建立全程自趋优智能协调配置策略已经成为了业界人士最关注的课题。现如今应当以理论为基础，从工作科学性出发，确保所建立的控制策略能够适用于工程应用，能够服务于火电厂。

4 结束语

火电厂除了要保证财力上有条件装备先进的设施以外还应当注重进行火电厂系统优化工作。管理者应当极其重视火电厂热工控制系统优化整定，为系统高效率产出做出各项行动。为了实现DCS控制系统与高级算法模块的融合火电厂管理者应当有针对性的运用智能优化算法，同时注重采用多变量广义预测控制算法设计，提出科学合理的机组全程自趋优控制方案。

参考文献：

[1]巨康怡.火电厂DCS控制系统优化研究与应用[J]. 系统装备,2015（09）:23.

[2]常龙.火电厂DCS控制系统的研究与设计[J].电力系统装备, 2019(5):40-41.