摘要：随着各种生活生产电器的研发与应用，市场对电力的需求逐渐提高，给火电厂在产量等方面提出了更高的要求。同时，计算机信息技术、人工技能技术等技术的发展进步给火电厂热工自动化提供了强有力的工具——智能控制技术。因此，结合火电厂热工自动化的各个阶段，就充分应用智能控制技术成果，促进火电厂发展，改善用电进行了探讨。
关键词：智能控制；火电厂；热工自动化；应用探讨
热工自动化系统组织结构复杂，设备数量多，非线性明显、随机性强、控制难度大，进而建立相关的数学模型较为困难。在原理简单、易于实现的PID算法基础上形成的PID控制器具有突出的控制优势，但在火电厂热工自动化具体应用中容易被干扰而使控制效果受影响，同时在参数设定方面，PID规范性存在一定的欠缺，对于火电厂热工自动化而言不是一种较为理想的控制技术。而智能控制经过研究与实践应用，能够达到火电厂热工自动化中合理的控制标准。凭借多样化、灵活化等优点，智能控制可以针对火电厂热工自动化控制中的复杂随机等特点，合理决策选取最优的控制方案。
1智能控制技术概述
1.1智能控制的定义
结合了控制理论、计算机科学、人工智能以及运筹学等学科知识的的智能控制技术是具有智能信息处理、反馈、决策、管理的智能控制方式，是在传统的控制理论的基础上进行改进提高的理论，主要目的是解决那些受制于传统方法局限性因而难以解决的复杂问题。智能控制主要研究数学模型不确定、非线性明显、任务要求复杂的对象。
1.2智能控制的发展与应用
智能控制技术具有较长的发展历史，最早在20世纪60年代，智能控制技术就已经出现。当时，相关的研究十分活跃，随着研究的深入，智能控制技术在生产过程中、先进制造系统中、电力系统中取得了良好的应用。近年来，智能控制技术在的研究进展加快，已逐渐步入工程化、实用化的发展过程。从应用成果来看，智能控制技术还是一门新兴的理论技术，仍处于发展时期。人工智能技术、计算机信息技术迅速发展，可以预见，智能控制具有广阔的发展前景。
2热工自动化及其与智能控制的关系
2.1热工自动化简介
热工自动化技术就是一种采用并通过控制理论，热能工程技术，各种自动化仪表和装置，计算机技术，其他信息技术，对发电厂的热力生产过程进行开环的和(或)闭环的监视、控制，检测热力学相关参数，从而对生产过程实现检测，控制、优化、调度以及管理决策，达到保障安全，提高产量，改善质量，增大效能，减员增效等目的的安全、经济、高效运行的综合性高新技术。热工自动化的采用使得企业的生产成本和能源消耗大幅度的降低，进而给企业带来经济效益的增长，所以，如何选择以及使用热工自动化产品成为了企业相关部门的一个重要问题。与此同时，热工自动化技术促进了资源利用率的提高，在节能减排方面发挥着重要作用，因此，与之对应的技术研发以及产品设计开发、升级换代也被国家赋予了重要的价值。
2.2热工自动化与智能控制关系
热工自动化具有高度的非线性化的特点，同时数学模型不确定，是一种典型的智能控制的研究对象。在热工自动化中的控制锅炉气温、锅炉燃烧、控制制粉系统以及加药、给水方面，智能控制展现出了强大的优势，广泛采用智能控制技术，是未来热工自动化趋势，同时，应用在热工自动化领域，也是智能控制的一个重要应用方向。
3智能控制技术的控制方法
3.1通过分层推进方式进行控制
对于复杂的系统控制，分层推进方法条理清晰、易于使用。按照控制智能性的强弱顺序，分层推进控制法将控制对象依次划分为组织级、协调级以及控制级。通过智能性划分，系统控制能够更具针对性，从而更有效地解决问题，另一方面，条理清晰也有助于系统运行速度的提高，处理可控因素、解决问题的效率将会大幅度上升。
3.2利用专家控制系统进行控制
专家系统作为一个智能的计算机系统，知识库中包含大量某个领域专家积累的知识、经验与技术，能够动态模拟人类专家的思维，解决该领域内需要专家才能解决的问题。专家控制把系统中的理论、技术与控制理论结合，在外界环境情况难以考察时，专家智能控制可以通过“运转知识库——调动关键信息——依据规则系统推理”这样的流程进行控制。专家控制具有很大的灵活性，特别适用于那些带有时变、非线性和强干扰的系统控制，所以一般情况下对于任意动态过程中的控制要求，专家控制都能找到一个合理的控制方法；专家控制具有一定的先验性，知识库中的专家经验能够对于控制做出一定的预测；专家控制可以对控制系统做出定性的描述，如“超调大”、“误差偏小”等等。
3.3通过模糊控制法做出控制
传统的控制理论对于明确系统控制能力较强，但在复杂或者是难以精确描述的系统的控制问题上，则难以施展拳脚。因此，以模糊数学来处理控制问题的方法应运而生。模糊控制自1973年准确定义至今创建迅速发展，被广泛地应用于各个领域。根据模糊推理，模糊控制对人类思索问题的方法进行模拟，从而解决各类问题。模糊控制通过通过语言似的模糊变量而不是数值变量对系统进行描述，被等的控制中能够发挥优势;模糊控制具有鲁棒性较佳、较强的容错性，是一种较为理想的非线性智能控制技术；此外，模糊控制系统相较于传统控制技术，不依赖于精准数学模型，主要通过相关的经验，实现对于数据操作的模拟控制的推理。模拟控制的操作工具——，从而达到实际应用的目的。
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3.4采用神经网络控制实现控制以神经元的数学模型为基础，神经网络控制根据元的传导方式，联系传播数据。神经网络控制可以表现人脑的许多功能，但是是通过数学模型来描述的，在建模时耗费的时间短。此外，神经网络中有多种并行结构，能够分布处理与存储数据，程序中的局部差错对于整体的影响较小。神经元络具有较强的学习能力，能够对外界环境中的数据进行记忆与存储，进而对于不确定系统自主学习，然后再随时间的变化进行变异，实现最优的控制。在神经网络接受到信号后，能够同时处理多个变量，有利于对于多变量系统的控制。问世以来，神经网络控制逐渐在智能控制中展现出了巨大的优势，将自主学习功能看作是解决控制器适应能力的关键。
4热工自动化中智能控制技术的具体应用
4.1控制超过极限值的锅炉温度
锅炉温度是目前锅炉运行质量高低与否的一项重要指标。智能控制技术相对于传统的控制手段，在系统应用，改善了系统性能，在控制力度和适应性方面，能够随环境变化进行动态调整，展现出了通过调控减温控制汽温的传统控制中达不到的摆脱系统惯性的优势。目前，在很火电厂锅炉温度控制上使用地最广泛的智能控制是神经网络模糊控制器。结合实际操作，神经网络模糊控制器的自主学习功能给温度控制带来了极大的便捷，并且能够负荷变化较大时满足控制过高汽温的需求。
4.2对锅炉燃烧过程进行控制
锅炉燃烧对环境的干扰较为敏感，运行环境要求严格。且测量燃率的方法复杂，而专家系统通过知识库中的经验、技术等对锅炉燃烧的准确性做出保证，能够有效解决这些问题。此外，根据推理判断规则，对发生的重大事故、故障的子集做出系统判断，同时调节精准送风以及煤厚。专家控制系统主要应用于锅炉燃烧环节中的不确定性问题的解决，实现精准控制、提高控制的鲁棒性、增强锅炉燃烧中的控制力度。
4.3控制储式制粉系统
储式制粉系统是火电厂热工自动化制粉系统的重要组成部分，但在实际控制中控制难度较大，表现在，磨负荷信号检测难度大、数学模型过程建立中的复杂度高等，对于相关人员的经验要求较高。利用模糊语言可以总结技术人员的经验，有效解决中储式制粉系控制过程中遇到的问题，将结果储存到计算机系统中，并在计算系统中进行应用预测、通过分级控制中储式制粉系统。这样一来，不仅提升了球磨机的安全性与稳定性，而且还增加了应用企业的经济收益。
4.4单元机组负荷控制装置的安装
随时间的变化而产生变化的特点让电厂热工自动化机组负荷控制装置非常适用于应用智能控制，单元机组负荷控制装置能够充分结合智能控制技术。因为这个原因,火电厂电厂热工自动化单元机组负荷控制装置的安装就十分有必要,以此来增强提高电厂热工自动化工程模型精确度的有效性。同时，在进行智能控制单元结果测试的过程中,较强的抗干扰能力、高度的技术适应性质使得单元机组负荷控制装置有效地提高了单元机组整体的运行速度。
4.5发电单元机组的预警控制
发电厂自动化过程的最终目标是提高发电能力。为了满足社会对生产生活的需求，提高企业的经济效益，促进企业的进一步发展，在发电过程中，发电机将不可避免地遇到发电机组件的过载，如果不能有效地解决这些问题，就很有可能对整个电力生产的安全产生严重影响。因此，采用智能控制系统解决分组中的工作量管理问题，可以有效地保证发电机组件的有序运行与生产。由于实际发电厂的发电机一般较多，人工检测技术无法有效满足生产要求，同时也会造成巨大的人力资源损失和过度的浪费。智能控制系统可通过对于子单元发电机组的控制,把所有的发电机都包含在检测范围内，同时保证生产的安全性。智能控制模式跟随发电机的机组改变而做出调整，清晰直观地反应运行性能，例如，在机组负荷超过了警戒值的情况下，系统管理器将通过终端设备发出一个信号，机组管理人员对问题单元进行简单地查找，然后，指派维修人员进行修理，简单高效，保证正常的生产的进行，整个过程耗费的时间短，有效地保障了机组的质量，降低了公司经济生产过程中的风险资产的数量，促进相关企业的自动化建设。
4.6锅炉给水的控制
在保障锅炉的正常供水问题上，火电厂热工普遍使用给水全程控制系统。然而在锅炉启动或停止的间隙，给水控制系统出现较大的非线性与时变性问题的可能性较大，难以通过精确的数据模型的建立对于问题进行分析和控制。在这种情况下，智能控制技术的作用就凸显出来了。根据调查，目前相关人员已研究出了一种能够进行模糊控制的PID控制器，通过多层神经网络处理数据，在锅炉给水的控制中，通过神经网络自主学习，进而在线优化模糊控制规则、控制器隶属度函数，完成PID参数的自主整定，提高锅炉给水控制的有效性。
结束语
智能控制以其融合了多个学科知识的优点，能够有效解决非线性问题、数学模型复杂的问题等，在多个领域有着广泛的应用，具有广阔的发展前景。而多个环节中遇到的问题恰好契合智能控制研究对象的火电厂热工自动化过程，充分应用智能控制技术可以有效提高经济效益、环境效益与社会效益。
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论文作者:季楷
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
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