基于先进控制技术的机组优化控制系统

摘 要 某厂 600 MW 超超临界直接空冷燃煤机组自商业运行以来,机组变负荷性能不佳、“ 两 个细则” 考核效果不理想,设计与实施了一套全新 的 智 能 型 协 调 控 制 系 统,通 过 控 制 策 略 的 调 整 和 参 数寻优,机组的运行稳定性和变负荷性能都有了较大的提升。 实际的投运效果表明,改进后的自动发 电量控制( AGC) 功能可以有效提高机组的负荷响应能力,在保证机组安全经济运行的同时,满足了 电网 AGC 运行的需求。
在变负荷过程中,当汽机调门响应负荷指令充分 利用锅炉蓄 能 时,主 汽 压 力 若 波 动 较 大 超 出 合 理 范 围,一方面通过汽 机 调 门 的 压 力 拉 回 作 用, 限 制 调 门 继续拉大压力偏差,另一方面在锅炉前馈环节上叠加 一预定的量,以加 快 锅 炉 主 控 的 调 节 作 用, 通 过 锅 炉 和汽机协同作用,使主汽压力快速回稳,并恢复被利 用了的锅炉蓄能。 3. 4 给水主控
给水控制的智能化处理体现在分离器出口温度 的智能化调节上,如加负荷时,为了提高变负荷性能, 要求给水快速增加,分离器出口温度一般会下降,此 时温度的调 节 作 用 会 降 低 负 荷, 为 了 保 证 变 负 荷 性 能,实现先变 负 荷 再 恢 复 汽 温 的 策 略, 分 离 器 出 口 温 度下降在安全范围内闭锁减少给水流量的调节作用。 在加负荷结束或温度偏差过大时,恢复分离器出口温 度的调节作用。 变负荷过程中允许分离器出口温度 在一定范围内波动,在一定程度上避免给水的温度修 正对负荷响应的反作用。 3. 5 智能超调的设计
机组负荷的变化本质上是依靠给煤量变化来实 现的,而该机组制粉系统配置 的 是 6 台 直 吹 式 磨 煤 机,对于该类制粉 系 统, 从 给 煤 机 转 速 的 变 化 改 变 给 煤量到磨煤机把煤加工成煤粉,最后通过一次风把煤 粉送到炉膛燃烧转化成热量需要 经 过 约 3 min,因 此 单纯靠 改 变 给 煤 量, 机 组 很 难 取 得 理 想 的 变 负 荷 性能。

机组协调控制智能优化系统的研究与实践王海发布时间：2023-08-03T07:12:46.384Z 来源：《工程建设标准化》2023年10期作者：王海[导读] 针对燃煤机组普遍存在煤质多变燃烧不稳、复杂工况主参数波动大、宽负荷下涉网性能不佳等难题，根据电网考核指标算法和AGC 负荷指令变化的特点，以智能控制器为基础，开展智能控制系统的实践研究。

大唐陕西发电有限公司延安热电厂陕西延安 716000摘要：针对燃煤机组普遍存在煤质多变燃烧不稳、复杂工况主参数波动大、宽负荷下涉网性能不佳等难题，根据电网考核指标算法和AGC负荷指令变化的特点，以智能控制器为基础，开展智能控制系统的实践研究。

关键词：燃煤机组、协调控制、智能优化。

一、研究与实践简述智能控制系统主要技术内容包括：基于机炉能量平衡的负荷指令智能重构、基于历史数据的宽负荷基准煤自适应控制、适应AGC指令频繁变化的锅炉主控智能前馈、基于向量自回归的水煤比自寻优技术、基于模糊规则预测的脱硝控制等，有效解决了机组涉网调节、提高机组燃料灵活性与安全稳定运行的协同优化难题。

二、系统架构智能控制系统以新一代高性能控制器为核心，在高性能控制器中实现历史数据分析比对、系统建模、逻辑组态和算法封装工作。

高性能控制器内置通信模块，采用Modbus通信协议与DCS系统进行通讯。

项目通过开发独有的智能算法和控制策略，在提升机组调频调峰能力的同时，保证机组主要参数在合理范围内，同时具备自学习能力，针对不同运行工况和煤质频繁变化表现出较强的适应性。

三、实践成果（1）基于机炉能量平衡的负荷指令智能重构。

控制系统在机组变负荷时根据机炉能量平衡原则，在常规控制方法的基础上对机组负荷指令进行精准修正，为了达到更好的AGC响应能力，针对AGC考核指标在机组负荷指令回路中增加调频前实际负荷指令微分环节提高响应速度、增加AGC目标负荷指令微分提高响应时间，其微分动作量受机组负荷、压力调节偏差和变化速率、一次调频等自动校正。

智能化发展
随着人工智能、机器学习等技术 的不断发展，AVC系统将更加智 能化，能够实现更加精准的电压
和无功控制。
集成化发展
AVC系统将与电力系统其他自动 化系统进行集成，实现信息共享 和协同控制，提高电力系统的整
体运行效率。
云化发展
随着云计算技术的不断发展， AVC系统将逐步实现云化，能够 实现更加灵活和高效的控制。
AVC系统面临的挑战
技术挑战
AVC系统需要处理大量的数据和信息，对数据处理和分析技术提出 了更高的要求。
网络安全挑战
随着网络技术的不断发展，网络安全问题也日益突出，如何保证 AVC系统的网络安全是一个重要的挑战。
人才挑战
AVC系统需要具备专业的技术和管理人才，如何培养和引进这些人才 也是一项重要的挑战。
AVC系统未来发展方向
01
更加智能化
未来的AVC系统将更加智能化，能够实现更加精准和自适应的控制。
02
更加集成化
未来的AVC系统将与电力系统其他自动化系统更加集成，实现信息共享
和协同控制。
03
更加云化
未来的AVC系统将逐步实现云化，能够实现更加灵活和高效的控制。同
时，也将更加注重网络安全和人才培养等方面的发展。
AVC系统实际应用效果
提高生产效率
降低成本
通过自动化控制，减少了人工干预，提高 了生产效率。
通过精确控制和优化，降低了能源消耗和 人力成本。
提高安全性
提升品质
通过实时监测和预警，提高了生产过程的 安全性。
通过对生产过程的精确控制，提高了产品 的品质和稳定性。
05
AVC系统发展趋势与挑战
AVC系统发展趋势
交通管理领域

浅谈西门子TXP控制系统升级改造优化及应用程刚（神华国华粤电台山发电有限公司，广东台山529228）【摘要】以神华广东国华粤电台山发电有限公司5号机组进行通流改造期间火电单元机组DCS控制系统升级改造优化为例，讲解西门子TXP控制系统升级策略设计，并详细介绍西门子TXP控制系统升级改造实施情况。

探讨针在最大程度利用原有设备的情况下，将西门子TXP 控制系统升级成T2000控制系统，并达到保障机组安全稳定运行，优化DCS控制系统运行方式和效率的目的。

【关键词】TXP控制系统；AP控制器；DCS；升级优化【中图分类号】TP273【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）05-0093-02引言神华广东国华粤电台山发电有限公司(以下简称台山电厂)5号机组为600MW等级亚临界燃煤机组,于2006年11月投产,至2015年已运行9年,为贯彻神华集团和国华电力提出的“高碳产业、低碳发展”理念,落实国华电力“科技创新引领计划”和“节能环保行动计划”,响应国务院《大气污染防治行动计划》及实施细则,执行集团节能环保工作的总体安排,积极履行企业社会责任,台山电厂2015年部署实施机组节能环保综合升级改造,机组容量将600MW增容至630MW。

火电单元机组DCS控制系统是否安全可靠,直接关系到机组能否安全经济运行,也是电厂自动化水平高低的一个重要标志,因此,有必要同步实施DCS控制系统升级改造,将现有西门子TXP控制系统升级改造为西门子T2000控制系统,通过DCS控制系统升级,构建全新合理配置的控制网络实现机炉电控制系统一体化,极大的提高单元机组DCS系统的安全性、可用性和可靠性,从而为机组的运行安全提供保证,并为电厂信息化建设奠定基础。

本文以台山电厂5号机组实施的DCS控制系统升级改造全过程为例,浅谈西门子TXP控制系统升级改造优化研究及应用。

1改造背景火力发电厂智能化、信息化、数字化将成为行业发展的未来趋势,为响应打造智能国华的战略目标,台电公司作为超大型发电企业,未来实施整体技术规划上,需全面提升整体自动化、数字化水平,通过一体化智能平台的建设,提升核心竞争力。