摘要：当前我国的电力系统有了非常显著的发展，同时在这一过程中火电厂热工自动化水平也在这一过程中得到非常显著的提升，电厂热工自动化建设的过程中会应用到很多的技术和理论，其中，自动控制理论就是一个非常重要的理论内容，这项理论的应用可以很好的提升电厂运行的质量和水平。
关键词：自动控制；火电厂；热工自动化
一、自动化控制系统的作用
自动化控制系统现如今发展的十分迅速，主要是以控制器和网络为基础的自动化系统。DCS采用的是分布式控制系统的结构模型，并没有更高的管理信息系统，新型的PLC等其他设备的控制设备和传统的DCS控制器均可采用。DCS的算法模块相对PLC是及其便捷的，比如NT6000这样设备及计算模块的系统，其计算模块能够完成基本的设备控制和故障报警的功能，这项技术使软件开发的效率大大提高。而PLC则缺乏这些方面的解决方案。而DCS最初的设计就是从系统需要的角度出发，系统的积累使其有大量的解决方案，在运行调试和远程诊断方面也相对完善。
随着电力事业的发展，国家对节能降耗工作越来越重视，因此火力发电行业也要进行一定的调整，在发展火力发电行业时要加强对火电电源的建设，优化资源配置，合理布置电力输送，保证其供电可靠性。在现阶段电力发展过程中，一些智能化、透明化、网络化、无线化的新概念不断提出，逐渐重视对自动化控制系统的开发和利用，对数据通信、测量、保护、控制等内容也越来越关注，为此在自动化控制技术方面加大资金、人员、技术的投入，在机组运行过程中应用新的测量方法，实现运行与故障处理的自动化控制，促进火力发电行业的快速发展和可持续发展。
二、自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用
1、热工仪表非线性特征的校正
在火电厂中，有着许许多多的仪表，这些仪表所测定的参数各不相同，但是它们都有着相同的特性，那就是非线性特性。对于火电厂中的这些仪表而言，非线性特性往往都是不可避免的，但是要对火电厂中各个机组的参数进行精确的测量，必须要尽可能的避免仪表的非线性特征，因为由于仪表的非线性特征，参数测量的精确度将大大降低，无法满足生产的要求。为了使得火电厂的生产活动能够得以顺利开展，必须要减少由于热工仪表非线性特性所带来的误差，而要减少误差，在火电厂中经常采用的方法就是减小仪表测量范围、采用非线性显示刻度和加入非线性校正环节，这样可以在一定程度上对误差进行控制，但是由于减小仪表测量范围和采用非线性显示刻度都不能够很好地满足线性信号的要求，所以常常利用加入非线性校正环节来进行处理，通过加入非线性校正环节，一方面可以提高仪表测量的精度，另一方面还可以较好地满足线性信号的需求。
要对热工仪表的非线性特性进行校正，主要有两种方法：第一种方法是模拟线性化，第二种是数字线性化。所谓的模拟线性化，是指的在传统的模拟仪表的基础上，对一些特殊的机械元件和模拟电路加以利用，然后再使得仪表的输出信号能够满足线性要求，进而实现了模拟现实的线性刻度。模拟线性化所依靠的是硬件和模拟信号，实现了对输出信号的线性化处理，这种校正方式在火电厂中应用较为广泛，同时操作也较为简单。在火电厂中，有着许许多多的模拟线性化例子，比如说基于开方凸轮实现节流式流量仪表中流量与差压平方关系的线性化处理和以多段折线式逼近仪表非线性特性的线性化器等，通过这种方式，有效的改善了仪表非线性特性，使得输出信号能够更好地满足线性化的要求。而所谓的数字线性化，不同于模拟线性化，它所利用的是智能仪表，而这些智能仪表并不像模拟线性化方式一样对输出信号进行处理，它们是对输入的信号进行转换，在信号输入的时候，就按照一定的规则对其进行转换，转换之后再进行输出，从而使得输出的参数能够满足线性化的要求。
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当前随着我国科学技术的不断进步，火电厂中的热工仪表也在逐渐的趋于微型化、数字化和智能化，越来越多的高新技术被应用于火电厂之中，这些高新技术的应用大大的改善了火电厂的生产现状。传统的火电厂热工仪表大都是采用的单片机查表法，但是随着就计算机技术的不断发展，单片机也逐渐的暴露出其缺点，单片机的储存量往往较小，而且其运算速度也较慢，这些缺陷大大的限制了插表法的应用，虽然近些年来相关的研究人员对其进行了研究和改进，但单片机始终摆脱不了其固有的缺陷，即容易受到外部环境的影响和误差较大。因此在火电厂中一般都是在数据量较小或者精度要求不高的情况下才使用查表法。随着研究的不断深入，在数字线性化领域也有了新的突破，比如说BP神经网络和遗传算法等在火电厂热工自动化中的应用，对于热工仪表非线性的校正起到了非常重要的作用。同时随着对这些新方法的不断探究，也为自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用开辟了新的领域。
2、主蒸汽压力的调节
主蒸汽压力是火电机组能否安全运行的重要指标和关键性的监测参数，同时也对机组的负荷调节起到了参考作用并作为锅炉汽机其能量平衡的一个重要标志。主蒸汽压力调解过程通常是通过锅炉燃烧调节的系统来实现的。
锅炉燃烧调节主要包括：引风、送风以及燃料三方面的调节，其中，三者的调节量包括引风量、送风量以及燃料量，三者被调节量分别是炉膛负压、烟气含氧量以及主蒸汽压力，前后三者一一对应。
主蒸汽压力的主要调节方式有基于能量平衡和基于给定值的偏差的调节方式。
其中，基于给定值的偏差的调节方式为主要研究对象，该调节策略主要包括基于给定值偏差和主蒸汽压力其单回路的调节策略等等。
2.1主蒸汽压力的串级模糊调节方式
串级调节系统主要把炉膛辐射新号作为中间被调量，将一个阶跃扰动添加到锅炉燃烧侧面，并利用matlab进行仿真研究。与单回路的PID调节过程相比较，基于热量信号进行的串级调节对调节特性并不具有较明显的改善作用，可见，采用单回路的PID调节进行串级调节能够明显的改善系统特性，对于克服燃料的册内扰也具有积极作用。
但是中间被调亮主要是由随机分量以及主分量两部分组成，若是直接把其纳入串级调节的系统，必然会降低该调解过程动态特性，导致调节量震荡不稳定，引起调节系统中较大的动态偏差，因此可以采取串级模糊调节策略来进行改善。将模糊滤波器增加到串级调节系统中，便可以形成新型的串级模糊调节系统。
2.2主蒸汽压力LQ次优调节
火电厂的锅炉具有热惯性大以及容量大的特点，可见，由此相应的调节对象是具有一定的延迟特性的，同时也包括主蒸汽压力。所具备的迟延特性导致调节系统其调节过渡时间被演唱且超调量更大，进而影响了设备运行的安全性以及机组发电经济型。
PID调节器等设备应用于现代工业生产过程中可以有效的改善调节系统的迟延特性，从PID调节器所具有的优缺点以及最有控制理论方面相关技术理论等，可以考虑选用线性二次型的性能指标来进行主蒸汽压力调节器的设计。通过主蒸汽压力LQ次优化调节策略来实现。
结束语
作为新型的控制技术，热工自动化控制具有无可比拟的优越性，发展前途光明。在使用前，合理的设计是不可少的。我们要立足国情，研发与我国现实情况相协调的热工自动化控制，提高操作性。
参考文献：
[1]孙振洋.控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].科技创业家，2013，23：50.
[2]李生录.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中外企业家，2013，28：235.
论文作者:梁建成
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：火电厂论文; 线性化论文; 仪表论文; 热工论文; 蒸汽论文; 特性论文; 压力论文; 《电力设备》2017年第8期论文;