火力发电厂发电机组集控运行技术探讨

火力发电厂发电机组集控运行技术探讨

刘涛 张振华

青岛华丰伟业电力科技工程有限公司

摘要：我国电力行业和我国科技水平的快速发展，发电机组集控运行是主要工作。人们的生产生活对于电力能源的需求越来越大。传统的火力发电以煤炭为主要燃料，在燃烧发电过程中排放物会对环境造成较大污染。因此，需要加大对新能源的开发和利用力度。火力发电厂产业快速发展的同时，火力发电厂机组的运行维护也面临较多困难。在火力发电中，发电机组是产生电能的重要设备。由于设备自身质量以及火力发电厂场恶劣环境的影响，导致火力发电机组在运行中易发生多种故障，造成风机停机，影响火力发电厂项目的效益，严重的话还有可能引发火灾、触电等重大事故，造成人员伤亡。基于此，对火力发电机组常见的故障进行总结，并提出相应的维护策略，降低发电机组故障发生率，对于确保火力发电厂正常运行，提高风能发电效益具有重要的意义。

关键词：火力发电厂；发电机组；集控运行技术

引言

我国火力发电厂产业发展迅猛，无论从装机容量、发展规模还是火力发电厂机组制造能力上看，都已成为名副其实的火力发电厂大国。标准化工作要跟上我国火力发电厂产业发展的步伐，产品标准作为提高产品市场竞争力的有效手段，覆盖了产品设计、制造、试验、服务等产品实现全过程，是产品质量的技术保障，构建先进的火力发电厂产品标准体系势在必行。先进的产品实现标准体系可以提升我国的火力发电厂技术水平，助力中国由火力发电厂大国成长为火力发电厂强国。

1集控运行系统的组成

集控运行系统又称集散控制系统，其将自动控制技术、计算机技术、现代通信技术相结合，实现对火力发电厂机、炉、电等系统的统一、高效调配和管理。相比于传统控制系统，发电机组集控运行系统更加先进，具有操作方便、能源节约、安全可靠等特点，其主要依靠微处理器对生产过程进行监督，集管理、显示及操作功能于一体，通过使用集控运行系统不但能够显著提高机组的自动化水平，而且能够保证机组的稳定运行。发电机组集控运行系统主要由硬件和软件两部分组成，其中硬件设备主要包括电缆变送器、电源开关、主板和微处理器等。近几年，随着信息技术、自动控制技术的飞速发展，发电机组集控运行系统逐渐向着智能化、网络化的方向发展，一方面可确保管理单元的正常运行，另一方面还可监控系统的运行状态，及时收集、整理运行数据，以免在运行过程中出现安全隐患，对火力发电厂高效生产起着重要推动作用。

2火力发电厂发电机组集控运行技术应用对策

2.1功能模块设计

首先，设备管理模块。该模块主要涉及设备的基本信息管理、设备状态监测、设备维修记录管理等功能。通过该模块，系统管理员可以随时了解设备的运行状况，及时进行必要的设备维护与保养，从而提高设备的可靠性和稳定性。其次，人员管理模块。该模块主要涉及人员基本信息管理、人员权限设置等功能。通过该模块，系统管理员可以对不同职责的工作人员进行授权，使其能够根据自身的权限和职责开展工作。同时，该模块也可以保证系统的信息安全和保密性。接着，任务调度管理模块。该模块主要涉及对设备检修、维护、更换等任务的分配、调度管理等功能。通过该模块，系统管理员可以对所有维修任务进行合理分配和调度，使得各项任务得到及时、高效地完成。最后，统计分析模块。该模块主要涉及设备运行状态的统计、维修记录的分析等功能。通过该模块，系统管理员可以对设备的运行状况进行全面地了解和分析，并据此制定合理的维修计划和预防性维护方案，从而进一步提高系统的可靠性和稳定性。

2.2科学运用现代技术

火力发电厂机组是个复杂的系统，如果在设备部件出现故障前及时更换就可以降低故障发生率。火力发电厂机组在发生故障前有征兆，利用远程在线监测技术可以监测设备的运行状态，分析设备部件的安全寿命期。远程在线监测是利用安装在发电机组设备上的传感器来监测设备运行状态，通过收集传感器的反馈信号建立数据库，通过数据的对比来分析设备是否存在安全隐患，以便让检修人员提前检修或更换。由故障后检修变为故障前维护，降低维护成本和检修难度，减少非停次数。利用数据分析技术可以分析火力发电厂机组的故障发生机理，统计故障发生次数，为维护策略的制定和优化提供数据参考。同一火力发电厂的运行环境相同，火力发电厂机组故障发生也有一定的规律可循。将火力发电厂机组的故障系统分为发电机、风轮、变桨系统、偏航系统等若干个故障子系统，利用故障树分析法和故障模式分析法分析汇总各个子系统的故障情况，建立故障分析报表；利用数据分析技术对各个故障子系统的故障类别、原因以及故障发生的概率等进行分析，并制定相应的维护策略，为制定和完善火力发电厂机组维护策略提供科学的数据基础。

2.3持续改进标准体系

产品实现标准体系是企业为满足顾客需求所执行的，规范产品实现全过程的标准按其内在联系形成的科学的有机整体，是开放、动态的有机系统，应确保其充分性、适宜性和有效性，并随着技术和产品的发展，持续对各子体系进行动态优化，调整体系框架。采用“PDCA（策划-实施-检查-处置）”的循环模式，实现产品标准体系的持续改进。

2.4火力发电厂机组高效控制策略

永磁直驱火力发电机系统其耦合性较强，所包含的变量比较多，而且不是线性的而是非线性的，因此外界的轻微扰动和系统参数的波动都会对其结果产生很大影响，作为传统的矢量控制方法，其动态性能差，抗扰动能力弱，这些缺点导致其不能胜任高精度控制的职能，因此，近些年一些稳定性更好的控制策略已被重点研究，其中包括非线性控制、滑模变结构控制、自适应控制等。提出一种双环线性自抗扰控制系统和改进型自适应滑模观测器，相比传统滑模观测器具有更高的估算精度。针对永磁直驱同步火力发电机传统PI矢量控制方式鲁棒性差的问题，提出一种非奇异快速终端滑模控制方法，与传统线性PI控制方式进行对比新型滑模控制系统具有响应速度快、抗扰性能强、稳态精度高等优越性。提出了一种基于不同风速段下减载运行双馈火力发电机参与系统频率调节的变系数控制策略。针对双馈火力发电机组易因参数变化、外部扰动等因素影响而出现系统输出功率不稳定的情况，基于线性标准型的双馈火力发电机组模型，设计了一种反步滑模控制策略来提高火力发电厂机组的稳定性和抗干扰能力，该控制器不但能够实现机组有功功率稳定输出，而且提高了在输入干扰等不确定因素下系统的鲁棒稳定性。火力发电系统是一个复杂的非线性系统，针对不同的火力发电厂机组采取不同的控制策略将是提升火力发电厂机组发电效率的重要举措之一，总结国内外文献中有关火力发电厂机组的控制系统的研究，指出机组类型、控制系统数学建模、仿真优化、运行方式等都是影响火力发电厂机组能效提升的重要因素。

结语

发电机组阻尼的影响，为发电机组的控制参数配置提供了运行依据，与以往工作相比，本文的主要创新点有自动电压控制保持器时间常数对发电机组的稳定性影响并不是单纯的正作用或反作用，而是起到周期振荡的作用，这对保持器的时间常数配置提出了更高要求。在实际运行时，当发电机惯量参数一定时，根据惯量计算出对应的振荡频率。配置合理的保持器参数，使其阻尼转矩在振荡频率处保持在较大值。

参考文献

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