摘要：介绍了多功能控制系统优化整定装置的原理及其在火力发电厂热工控制系统中的应用。该装置实为一综合仪表，集采集、辨识、仿真和控制器参数优化整定为一体，可有效解决火电厂控制系统优化整定这一实际问题。大量的现场应用结果表明，该优化整定装置实用、有效。
关键词：火电厂；工控制系统；多功能控制；优化整定
引言
火电厂热工控制系统是非常关键的一个系统，他对火电厂的运行起到了非常重要的支撑作用，在目前的火电厂运行过程中，很多时候热工控制系统依然存在不少问题，影响了其运行的效率和质量，所以必须要对这个系统进行优化整定。
1热工自动化控制技术的现状
随着计算机电子技术的迅速崛起，集成电路技术如雨后春笋般地发展起来，外国公司也因此推出了以微处理器作为基础的分散控制系统。这种控制系统具有分散控制，管理集中的特点。由于其在应用后获得好评，因此为了满足我国电力事业的进一步发展，又先后引进了近13种分散控制系统。它们是N-90（infi-90）、WDPF、HIACS-3000、MAX-1000、TDC-3000、Midas-8000、Centum、I/A系列等。火力发电是一个经化学能、热能、势能、动能、机械能、电能的多层次能量转换的过程。其中涉及的热量设备众多，热力系统庞大，生产过程复杂，并且多数生产设备长期处于高温、高压、高速、易燃、易爆等恶劣条件或某种极限状态下运行，所以对其生产过程进行有效的控制是电力安全经济生产的一项基本任务。
2 主要功能
2.1 信号发送和数据采集
信号发送和数据采集功能是为过程参数辩识提供原始数据而设置的，同时也可作为多笔记录仪使用。作为被测系统的输入信号，可以发送阶跃、方波、正弦波、伪随机序列等各种激励信号。数据采集最多可同时采集16路电压、电流以及热电偶、热电阻等各种制式的被测信号。
2.2 系统仿真
系统仿真为控制系统的设计提供了丰富的组态模块和方便的组态功能。组态模块包括各种运算模块、控制器模块、过程模型模块以及非线性运算和逻辑运算模块等，并可直接调用由辩识得到的过程模型。利用作图法可进行各种系统的组态仿真。当所有的系统模块全部输入后，该系统可将所有模块自动连接并显示系统结构框图的全貌。另外，该系统还提供了模块修改、插入、删除、替换等功能。仿真平台的框架设计也遵循结构上相互分离，功能上紧密结合的原则。一个控制系统的仿真过程可以划分为图元组态、参数输入、拓扑排序、仿真计算、结果输出等几个步骤。其中，图元组态又可以分为图形绘制和实例化两个过程。用户先用仿真平台提供的画图工具在组态窗口内按照控制系统框图绘制组态模块和加法器，并用将这些组态模块和加法器用连线按照系统框图连起来。系统组态模块在图形绘制完成之后，必须逐一指定类型并输入所需的参数值，即完成模块的实例化。输入仿真计算参数，就可以让系统开始对系统框图进行拓扑排序。然后，开始进行仿真计算，可以通过示波器单元观察输出的曲线。示波器单元可以加在框图的任意位置。
2.3 以汽轮机跟随为基础的协调控制方法
汽轮机跟随控制方式中，锅炉侧控制机组负荷，汽轮机控制汽压。因为汽轮机的动态特性响应迅速，则主汽压力比较稳定，而锅炉的动态特性是延迟性大，导致机组负荷响应缓慢。为了保证这种机组安全稳定，同时避免严重损失负荷的状况发生，可在汽轮机控制汽压的同时，根据机组负荷的响应情况，适当的控制负荷。在汽轮机跟随方式的基础上，再将机组负荷指令与实际负荷的偏差作为汽轮机主控制器的前馈，形成以汽轮机跟随为基础的协调控制系统。
3提高火电机组热工自动控制可靠性的策略
3.1逐层次的实现单元机组集中配置工作目标
在实际的活力发电厂机组设备的系统之中，其组成带有一定的变动性，可以在某些时段进行变动，其也可以是一个单元机组或者是两个单元机组。该种设备系统带有一定的益处，但是该种分散形式的监控以及没有进行固定处理的组成，很容易提升其实际系统的运行成本费用，甚至还会给其管理工作的开展造成阻碍，影响其管理工作的进行。除此之外，随着我国科学技术水平的提升，其开始逐步的更新换代，使用单元机组集中配置的形式，可以更好的达到集中掌控的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现阶段，我国各个行业的发展都需要电力的支持，所以各个领域之中的耗电量开始逐渐的提高，对此，需要注重火电厂单元机组的结合设计，创建大型的控制室。合理化的使用单元组集中性的开展相应的配置工作，以此来较好的改善当前分散管理的现状，降低各类机组程序所出现的复杂工作难度，切实的提高自动化系统的可靠程度。
3.2提升分散控制系统的抗干扰能力
想要较为合理化的使用火电机组辅助控制系统，就需要尽可能的提高系统应用的可靠程度。首先，要定期的开展火电厂人工自动控制系统工作人员的专业素养培训工作，强化培训工作开展的强度，切实的提升相关工作人员自身的素养，培养其职业道德以及业务能力，使得其辅助控制系统可以维持一个较为稳定化的运行状态。其次，要尽可能的提高分散控制系统的抗干扰性能，完成系统接地等各项工作，做好电缆抗干扰的防治工作。在敷设信号电缆的过程中，还需要就其实际传输信号的类别进行调整，不可在同一根电缆上使用种类不同的导向，那么会使得其动力电源以及信号的传输受到不良的影响，给其传输工作的开展带来不便。除此之外，其还需要尽可能的减小其所遭受的电磁干扰，把信号线和动力电缆以一种水平的形式敷设，同时还需要调控好二者之间的距离。最后，需要做好物理接口以及设备通信协议数据信息的转换工作，确保系统的实际运行状态，让其系统可以运行的更为顺畅，切实的提升系统运行的安全可靠程度。
3.3抑制干扰信号同时采集安全可靠的信号
在实际的热工控制系统运行的过程中，其应当尽可能的降低其所遭受的外界干扰程度，提升其各项数据信号的精确性以及可靠程度。这主要是因为热工自动化系统所处的工作环境相对来说会比较复杂，干扰因素比较多，因此，其必须要对干扰源进行更为精确合理化的分析。通常状况下，干扰信号主要来源于工程设计，其会影响到安装工作的开展，其所产生的具体化干扰大部分是受到公共阻抗以及雷击引入等因素的影响。当出现严重干扰时，系统会发生误动，对设备产生一定的损伤，影响生产安全。所以，企业必须找到干扰源、尽量消除干扰信号，进一步切断干扰途径，并提升设备的抗干扰性能，遇到具体的问题要采取针对性的措施。
3.4加强热工自动控制各方面的管理工作
虽然火电厂运行在不断提升自动化程度，但是在众多环节要加强人为管理，通过合理地管控，有效提升热工自动控制的可靠性。第一，火电企业要加强管理制度建设，制订更加详细严密的自动化操作规范，要求工作人员必须谨遵操作规范，避免人为操作失误。第二，注重后续检查修复系统的管理，比如采用无线测量技术实现监控管理。加强发电机组设备的运行周期和使用寿命的预测，注重风险评估与管理，实时注意设备状态，精准掌握设备的各项参数，加强防范。第三，企业要加强设备的消缺管理，要重视消缺规律的掌握，及时消除重大缺陷，并积极采用现代化信息技术实施远程监控。第四，要促进仪表自动化校验管理的一体化。注重各种仪表与设备的匹配，降低仪表出错率，必要时可以采用计算机全程跟踪管理，有效得知系统动态，提升可靠性。
3.5 PC机与DCS设备间的实时双向数据通信
通过DCS系统的通信网络，我们可以在类似服务器、工作站等高层设备上实现对控制系统的干预，即在DCS系统通信网络的一个站点上实现控制系统数据信号的采集。要实现这种方式需要详细了解该DCS系统的网络协议或实时数据库的结构，直接通过通信网络实现PC机与DCS设备间的实时双向数据通信，同时可以充分利用DCS系统本身的软件资源，如控制软件、辅助设计软件（CAD等），而硬件上最简单的可以是一台连网的工控机。
结语：
综上所述，火电机组热工控制系统的优化整定是极为关键的，本文总结了火电厂热工控制系统的优化整定方案，提出一些比较可行的方案和措施，并对其应用的方法也进行了总结，可供今后研究和参考。
参考文献：
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[3]基于虚拟同步发电机的永磁直驱风电机组主动支撑控制策略研究[D].杨晓宇.东北电力大学2019
[4]变频冰箱的运行参数优化设计及控制策略的研究[D].王增杰.浙江工业大学2012
[5]配电网可靠供电岛拓扑结构及其控制策略[D].梁宇.华中科技大学2017
论文作者:侯建勋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
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