摘要：随着我国社会的发展，我国的用电量不断增加，热电厂越来越多，自动化技术被广泛应用到热电厂中。本文分析了热电厂开展自动化控制的相关技术方法，并对自动化技术落实情况做出总结。重点探讨自动化控制技术在热工自动化中发挥的积极作用，以及技术应用落实期间的要点内容。促进热电厂高效生产，减少设备运行期间的损耗。
关键词：自动控制理论；热电厂；热工自动化
引言
自动控制是一种技术手段，它利用自动化的仪表和控制装置实现了工业设备运转和生产过程性能指标的最优化。自动控制技术极大地解放了人的体力和脑力，同时有效地提高了企业的生产和经济效率、产品合格率以及生产可靠性。自动控制由自动控制理论和自动控制设备两部分构成，自动控制理论的作用是指导自动控制设备的运行。目前，火电热工自动化已经基本普及，但是火电厂锅炉具有容量大、热惯性大、电网负荷变化大、燃煤种类多、主蒸汽压波动复杂等特点，也就使得锅炉燃烧自动调节系统运行稳定性差;同时主蒸汽的参数也随着机组容量增加而增高，导致热电厂锅炉运行的经济效益和安全效益问题愈加突出。因此，面对热电机组参数需求越来越高的问题，利用自动控制技术改善热电厂运行效率也就变得迫在眉睫。
1热工自动控制理论的发展和趋势
1.1自动控制理论的发展
自动控制理论的发展有三个阶段，分别是经典控制理论、现代控制理论、智能控制理论。这三个阶段的控制理论出现的时间虽然有先后，但是并没有发生更新换代，不会出现一种理论取代另一种理论的情况，而是三者相辅相成、相互配合、共存发展。比如在过程控制中仍然广泛应用的经典PDI控制，在他的基础上结合智能控制理论，衍生出智能最优控制、智能P控制、智能辨识等方法。
1.2目前我国火力发电厂系统应用现状
热电厂生产运营期间，采用自动化管理技术，由于电热厂需要管理的规模比较大，人力监管控制难以完成任务，因此自动化控制管理得到了足够的重视，在电热厂控制环节中，系统能够同时完成多项任务，根据反馈得到的数据发出相关指令。自动化管理是未来热电厂发展的主流方向，计算机设备是功能实现的关键，技术人员根据控制管理需求对程序进行编写，实现高效管理控制，这一灵动性的特征是传统管理方法所不具备的。目前为止，自动化控制理论大部分是运用于热电厂热工自动化中，随着自动化技术的日益成熟，越来越多的火力发电厂开始关注自动化控制系统，不断使热电厂朝着网络化、智能化的方向前进。随着我国首台60万超临界机组的投放使用，标志了我国热电厂生产设备迈上了一个新的台阶，SIS的开发利用还存在很多的待解决问题，要想像DCS那样的得到普遍的应用还有待完善提高。
1.3自动控制理论在热工自动化的新发展
热工自动化是热电厂发展的必然趋势，不仅可以大大降低企业生产成本和能耗，还能带来更为直接的经济效益，热电企业都很看重热工自动化相关产品的选择和使用。热工自动化控制逻辑的优化和改进要形成系统性的技术优势，其改进就需要进行整体优化和综合比较，采用容错率较高的设计逻辑，从控制逻辑上对容易出现故障的设备进行优化完善，预先进行逻辑设置降低自动控制逻辑失效的概率。另外，热电厂的“数字化电厂”概念也日渐常熟，在传统自动化的基础上，通过管控一体化信息系统整合SIS和MIS数据，其主线为发电生产和设备管理，核心为资产管理，对人员、资金、材料等资源进行优化管理，形成整个企业从常规化管理到精细化管理的转型。
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2主蒸汽压力的常见调节策略
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次优调节策略
火电厂锅炉具有容量大、热惯性大的特性，这就导致作为调节对象的主蒸汽压力具有延迟特性。而延迟特性会使得调节系统的调节响应时间过长和调节量变大，对热工设备的运行安全以及设备损耗等造成影响。PID调节器和SMITH预估器是改善延迟特性的有效策略，PID调节器的调节精度较低，SMITH预估器鲁棒性较差，而主蒸汽压力LQ次优化调节系统的在设计过程中最大可能的降低了纯迟延环节e－ts的维数，降低了观测器的维数，简化了调节系统的结构，提高了调节速度，具有闭环调节易实现，动态调节过程理想等优点。
主蒸汽压力串接调节策略的导前信号具有多种选择方法，主要包括下列两种：传统方法主要以：尽管热量信号对锅炉燃烧率变化的反映相当准确，但有研究资料表明，热量信号并未明显超前，因此所组成的串级调节并不会较大改善系统的大迟延特性；与主蒸汽压力偏差信号比较，直接以燃煤量为导前信号的方法具有显著的超前作用，但其仅对燃煤数量进行反映，而未对燃煤的质量进行反映，因此难以有效反映锅炉燃烧率的情况。
3动控制理论在热电厂热工自动化中的应用
3.1自动控制理论在热电厂设备中的应用
火电热工自动化技术作为一种综合新兴技术，通过采用自动控制理论、热能工程技术、网络技术、信息技术、先进仪表仪器来展开对热电厂相关热力参数的分析和控制，从而达到对热电厂整个生产过程的掌控和管理。通过自动化控制提高优化热电厂设备的工作质量和效率，减少人力资源的成本，降低能源的损耗，保证热电厂在生产电力过程中不出现安全事故，促进热电厂稳定安全的持续发展，自动化技术的应用主要是为了达成对热电厂汽机和锅炉等相关设备的自动控制，从而使各种设备能随时自动反映情况，对于各种突发状况能随机应变。
3.2自动控制理论在新产品中的应用
随着时间的推移，自动化技术不断改革创新，热电厂热工自动化技术也在不断的完善。多种多样的变送器以及传感器在创新工艺和材料运用中被生产出来，自动化控制系统和配置随着新产品的涌现也在不断发生变化。崭新的自动化控制理论以及策略随时更替出现，促进着热电厂热力自动化的发展，被人们普遍的广泛应用。可以展望，在未来的自动化技术发展过程中，自动化技术势必要朝着可持续发展和高效节能这两方面发展前进，运用先进的网络信息技术，实现自动化系统的智能化、公开化、信息化，通过采用最科学有效的自动化控制理论和策略，实现热电厂机组设备的完全自动化。
结语
随着自动化技术和自动控制理论的不断成熟和广泛应用，火电厂热工自动化程度也越来越高，但是随之而来的是火电厂运行成本、设备运行稳定性、技术更新速度加快，火电厂在国内经济发展常态化的形势下，必须不断地加强自动控制理论应用和自动化设备的更新，才能保证企业能够在激烈的市场化竞争中持续发展。
参考文献
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论文作者:李栋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/19
标签：热电厂论文; 自动控制论文; 理论论文; 热工论文; 技术论文; 火电厂论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第14期论文;