火电厂集控运行及机组协调控制策略研究

火电厂集控运行及机组协调控制策略研究

陈卫明

广州环投增城环保能源有限公司，广东省广州市，511300

摘要：本文围绕火电厂集控运行及机组协调控制策略展开研究，重点关注集控系统建设与优化以及运行调度策略分析。在集控系统建设方面，我们提出了优化策略，以提高火电厂的运行效率和稳定性。在运行调度策略分析方面，我们探讨了基准负荷调度、负荷响应调度、备用容量调度以及调度优化调整等策略，并分析了其在实际运行中的应用情况。

关键词：火电厂；集控运行；机组协调控制；集控系统

一、引言：

火电厂作为重要的能源供应单位，在电力系统中扮演着至关重要的角色。为了提高火电厂的运行效率、降低运营成本，以及适应电力市场的需求，火电厂集控运行及机组协调控制策略的研究变得越发重要。集控系统建设与优化是实现火电厂集控运行的基础，它需要考虑到火电厂内部的各个环节以及与外部的交互，从而实现整体的集中控制和优化调度。

二、火电厂集控运行策略研究

（一）集控系统建设与优化

在选用硬件设备时，应选择性能稳定、功能齐全的自动化设备，如可编程控制器（PLC）、数据采集装置等。这些设备需要具备高速响应、抗干扰和可靠性强的特点，以满足火电厂运行环境的要求。同时，在软件配置方面，需要根据需要选择合适的监控软件和控制算法，确保对机组和设备的准确监测和控制[1]。由于火电厂的设备分布广泛，各个机组和设备之间需要进行信息交流和数据传输。因此，在建设集控系统时，需要合理规划网络拓扑结构，并选择适当的通信协议，如Modbus、Profibus等，以确保数据传输的稳定和可靠。

此外，集控系统需要优化数据采集、处理和分析功能。数据采集方面，可引入传感器和仪表设备，实时监测各个部件的运行状态和参数。数据处理和分析方面，可以利用数据管理和决策支持系统对数据进行整合和优化，从而提高设备运行效率和可靠性。

最后，集控系统应具备对运行状态的在线监测和预测能力。利用先进的数据分析方法，如人工智能算法和机器学习技术，实时监测和分析火电厂设备的运行状态，及时发现异常和故障，以便进行维修和处理，确保设备的正常运行。

（二）运行调度策略分析

负荷预测是基于历史数据和未来需求的预测，通过建立负荷预测模型，可以提前预知火电厂的负荷量，并根据预测结果进行运行调度策略的制定。而优化调度则是根据实际情况和资源利用率，通过合理安排机组启停、机组协调运行等方式，以最大限度地提高火电厂的运行效率和经济性。还要关注火电厂机组的启停和调度。机组的启停和调度是根据负荷需求和运行状态进行决策的重要环节。通过合理安排机组的开机、停机时间，以及灵活调度各个机组的负荷分配，可以实现机组之间的协调工作，确保火电厂整体的运行效果和供电能力。

（三）针对火电厂的燃料选择、进料控制和废气排放等方面，需要制定相应的运行调度策略以满足环保要求。同时，要注重能源消耗的优化，合理配置机组的运行方式和负荷，以降低能源消耗并减少环境影响。还应考虑应急情况和故障处理的调度策略。火电厂在运行过程中难免会遇到突发故障或紧急情况，因此需要建立相应的调度策略来应对这些情况。通过制定应急预案和故障处理方案，以及合理安排维修和保养工作，可以保证火电厂在出现问题时能够快速响应和恢复正常运行。运行调度策略及描述见表1。

表1:运行调度策略及描述

三、火电厂机组协调控制策略研究

（一）机组负荷均衡与优化控制

机组负荷均衡是保证火电厂各个机组之间负荷分配合理的基础，通过合理安排机组的负荷，使得每个机组处于合适的负荷工况，既能保证机组的运行效率，又能避免资源浪费和设备过载。这一方面可以根据火电厂的负荷需求和机组的性能特点，合理安排机组开停机时间，使得负荷能够得到合理调配；另一方面可以利用优化算法和系统最优控制方法，在多台机组之间进行负荷调节，实现机组间的负荷均衡[2]。并且引入相关的优化算法和模型预测控制方法，火电厂可以对机组的负荷进行智能化调度和控制，以实现最佳的负荷分配，优化机组运行方案和调整负荷。这可以通过优化控制算法、模型辨识和预测控制等技术手段实现，以提高机组的运行效率，降低能源消耗和排放。

还需关注机组之间的协调运行，促进整个火电厂系统的稳定性和可靠性。机组之间的协调运行需要建立相应的通信和控制策略，确保各个机组之间的信息交流和同步操作。而针对特定的问题，如频率控制、电压控制等，可以采用分布式控制和协同控制的方法，通过联合控制多个机组，实现整体性能的提高。最后要考虑机组负荷均衡与优化控制在实际应用中的可行性和可操作性。在制定机组负荷均衡和优化控制策略时，需要充分考虑火电厂的实际情况和限制条件，如机组的启停特性、调整时间和调度约束，以及供需平衡和网络稳定等方面的需求，确保策略的可行性和操作性。

（二）燃煤机组燃烧优化技术研究

燃煤机组在火电厂中占据重要地位，燃烧优化技术研究是提高机组运行效率和降低环境污染的关键。煤粉燃烧是燃煤机组能量转化和污染物产生的核心环节。通过优化煤粉燃烧过程，可以提高燃烧效率，降低燃烧产物中的氮氧化物、二氧化硫等污染物排放。关键在于合理调整煤粉风速、煤粉供给量和燃烧温度等操作参数，以保证煤粉的完全燃烧和燃烧稳定性，达到充分利用燃料能源的目的。

燃煤机组在燃烧过程中产生大量的烟尘和气态污染物，需要通过控制烟气排放来降低环境污染。烟气排放控制技术包括静电除尘、布袋除尘、脱硫脱硝等方法。通过引入先进的烟气处理设备和优化控制策略，可以提高烟气的净化效率，降低污染物的排放水平，并符合国家和地方的环保要求[3]。不同种类和品位的煤具有不同的燃烧性能和特点，如挥发分、灰分和含硫量等。通过对煤质和燃烧系统参数的匹配，可以最大化地利用煤种的能量，提高燃烧效率和稳定性，减少燃料消耗和污染物排放。

最后，利用先进的传感器、仪器和控制系统进行燃烧过程在线监测和控制也是燃煤机组燃烧优化的关键技术。通过实时监测燃烧参数，如炉温、各个区域的氧含量和排放浓度等，可以及时调整燃烧过程中的操作参数，以实现最优燃烧效果和排放控制。这需要结合先进的数据分析方法和智能控制算法，实现对燃煤机组燃烧过程的智能化和自动化控制。

四、结语：

通过对火电厂集控运行及机组协调控制策略的研究，我们可以更好地实现火电厂的高效运行和稳定供电。集控系统建设与优化能够提高火电厂的自动化水平和运行效率，降低人工干预的需求。运行调度策略分析则能够帮助我们选择合适的调度策略，保障火电厂的供需平衡和优化运行。

参考文献：

[1]程晓东.火电厂集控运行及机组协调控制策略研究[J].应用能源技术,2022(05):1-3.

[2]陈琳鹏.燃煤电厂集控运行与机组协调控制[J].内蒙古煤炭经济,2021(12):11-12.

[3]胡正.火电厂机组集控运行技术管理[J].技术与市场,2021,28(01):112-113.