能源转型背景下的火电厂集控运行策略研究

能源转型背景下的火电厂集控运行策略研究

王刚

大唐韩城第二发电有限责任公司   陕西省渭南市  715400

摘要：随着全球气候变化和可持续发展问题的不断升级，能源转型已成为迫切的全球议题。转向更清洁、可持续的能源生产方式是解决这些挑战的关键一步，而可再生能源的快速崛起已经改变了能源行业的格局。在这一背景下，火电厂作为传统能源生产的主要来源之一，也面临着巨大的机遇和挑战。火电厂的集控运行策略在这一转型中起着至关重要的作用，不仅关系到电力供应的可靠性，还影响到能源效率和环境保护。

关键词：能源转型背景；火电厂；集控运行

引言

在我国能源转型的背景下，火电厂的发电方式必须进行调整，以适应更清洁、高效的能源发展需求。当前，火电厂的集控运行技术在一定程度上对火电机组的发电效率和安全性产生了显著影响。因此，为了保证火电厂集控安全稳定经济运行，必须针对集控运行中存在的问题进行分析研究，提出具有针对性的策略，不断优化火电厂各项重点控制指标。

1能源转型背景

1.1能源转型概述

能源转型是一项全球性的战略举措，旨在减少对有限的化石燃料资源的依赖，减少温室气体排放，以应对气候变化。这一转型包括逐步减少煤炭、石油和天然气等传统化石燃料的使用，推动可再生能源（如太阳能和风能）和核能的增长替代。其目标是实现更可持续、清洁和绿色的能源生产和使用方式。

1.2可再生能源的崛起

可再生能源是在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，如太阳能、风能、水能和生物能。这些能源可在不排放温室气体的情况下转化成电力，因此被广泛认为是减缓气候变化的重要手段。近年来，得益于技术创新和政策支持，可再生能源发展迅速，已经在能源产业中占据越来越大的比重。

1.3火电厂在能源转型中的地位

火电厂是传统的电力生产设施，使用燃煤、燃油或天然气等燃料来产生电力。虽然在目前的能源转型中可再生能源占比逐年增加，但火电厂仍然在电力供应链中扮演着重要角色，火电厂供电的稳定性保证了其目前仍是确保电网安全稳定的压舱石。同时，火电厂也面临着适应能源转型的挑战，在继续不断进步、能源结构不断深化改革中，火电厂的主要作用将逐步由电网压舱石向辅助服务转变。

2火电厂集控运行存在的问题

随着经济的快速发展以及用电量的持续增长，电力需求不断增加，同时，考虑能耗需要，大容量高参数机组在火电机组中占比逐年提高。大容量高参数机组控制系统、继电保护等要求均比较高，为满足安全经济、环保等需求，就需要对火电机组进行集中控制。目前火电厂集控运行还存在一些问题：

第一，缺乏较完善的监控手段。目前，电厂主要依靠计算机控制系统完成电力生产工作，但大部分监控系统只是被动收据采样、显示，事故的分析处理对人员能力依赖性很强，很容易出现工作人员判断、操作失误等问题。

第二，缺乏有效的激励机制。由于火电厂对集控运行的重视程度不高，且部分电厂没有建立完善的激励机制和人才培养机制，导致工作人员缺乏工作积极性和主动性，人员能力逐年下降。

第三，缺乏先进技术的支持。火电厂容量、参数不断增大，环保要求不断严格，为满足各种安全环保形式要求，设备数量不断增加。大部分火电厂系统仍然是“拼接式”的，缺啥补啥，缺乏有效的整合及优化，技术手段落后，监控手段单一、智能化不足，安全生产隐患增加。

3火电厂集控运行的优化策略

3.1对整个系统进行优化

火电厂的集控运行系统是保障电厂稳定、安全运行的重要部分。然而，随着技术的不断进步和电力市场的不断变化，传统的集控运行系统及方式可能无法满足现代电力需求。为此，需要对火电厂的集控运行系统进行全面优化。一是，提高集控运行系统的自动化、智能化水平，优化控制策略，建立不同工况数据库，采用先进的控制算法和人工智能技术，对于不同控制要求实现不同控制策略，并有一定的数据分析能力及事故预警功能，为运行人员提供技术支持，减少因人为操作失误而引发的事故。二是，优化更新系统硬件设备，采用更稳定、高效的硬件；关键的部分应采取冗余设计，这样即使某个部分出现故障，其他部分仍能继续工作，保证电力供应不中断；同时提升系统的通信能力和数据传输速度，以满足大数据时代对信息处理的需求。三是，软件部分的优化包括对数据库进行定期的清理和维护，保证数据存储的准确性和高效性；不断开发新的应用软件，以应对电厂运营中出现的新问题；强化系统的安全性，如设置防火墙、定期进行安全漏洞扫描和修复等。四是，加强对运行人员的培训，优化激励及考核管理机制，不断增强运行人员应急处理能力和工作主动性。

3.2设备维护与性能监测的优化

3.2.1预防性维护策略

根据设备的运行状况和维护经验，制定动态维护计划，智能化预警、策略化维护，确保维护工作的全面性和针对性。定期对设备进行清洁、润滑、紧固、接头检查等维护工作，并进行记录，及时发现设备的异常状况并进行处理。使用红外线热像仪、振动分析仪等先进的检测仪器和方法，对设备进行全面的检测和诊断。利用大数据和人工智能技术，对设备的运行数据进行分析，预测设备可能出现的故障，并提前进行维护，减少因设备故障而导致的停机时间，提高设备的利用率和生产效率。

3.2.2运行监测分析优化

准确的参数监测数据可以为火电厂的运行调度、设备维护、故障诊断等提供重要依据，通过布置在设备上的传感器，实时采集设备的运行参数，并通过数据采集系统传输到监控终端，利用先进的监控软件和设备，对采集到的数据进行实时处理和分析，实时监控运行状态的同时提高智能判断水平。

3.3控制逻辑进行优化

随着外部形势不断变化、同时设备性能也在改变，应根据日常运行数据及经验，对逻辑控制性能较差的要进行参数优化，使其不断向最优值靠拢，尤其是新系统、老系统优化改造后，另近年来两个细则、辅助服务、容量电价的不断严格及深化管理，老逻辑、老思路也已不能满足安全经济需求。其次，报警功能优化，根据实际情况设定合理的报警阈值，避免误报和漏报，对不同类型的报警进行分类，设置不同的优先级，以便快速响应和处理，记录详细的报警信息，方便后续的事故分析和处理。然后，安全性优化，根据运行实际，对易出问题部位、出问题影响较大设备等关键部分采取冗余设计，确保在某个部分出现故障时，其他部分仍能继续工作，设置有效的防火墙和权限管理机制，防止未经授权的访问和操作，对重要数据和信息进行加密保护，防止数据泄露和被篡改。

3.4优化设备故障预防和处理

近年来设备性能要求较高、设备数量不断增加，为了及时发现设备故障，需要在传统的利用人员就地巡检基础上，增加智能巡检机器人配合设备巡视，确保监控数据的准确性和实时性，同时智能机器人也可对监控数据进行定期分析对比，保证了异常情况能更及时发现，报警并采取相应措施。其次，根据设备状况生成运行及劣化曲线，制定更专业实际维护保养计划，节省人力同时提高设备维护质量。另，为了快速响应设备故障，需要建立有效的异常报警机制，确定报警参数和阈值，以及报警级别和方式，安装可靠的报警装置，确保报警信号的准确性和及时性，对报警进行处理和记录，及时分析报警原因，并采取相应措施。

结束语

火电厂的集控运行是电力生产过程中的重要环节，通过对火电厂集控运行系统进行优化，能够实现对火电厂集控运行系统的控制，提高火电机组的发电效率。现阶段，我国火电厂在集控运行方面存在许多问题，其中最主要的问题是自动化、智能化水平低，对人员依赖性太强，集控运行系统无法实现对机组进行有效控制和管理。这就需要利用新技术、新思路不断优化设备维护及性能监测，实现对设备故障进行早期预防和响应，进而更好的优化火电厂的集控运行策略，以期满足不断变化的能源局势，保证安全高效可持续发展。

参考文献

[1]文发红.火力发电厂发电机组集控运行技术应用研究[J].光源与照明,2022(06):139-141.

[2]刘建东.火电厂集控运行技术分析与优化研究[J].中国设备工程,2022(02):219-220.