簡(jiǎn)析電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行中智能控制的應(yīng)用

劉欣強(qiáng)

摘 要：在當(dāng)前智能時(shí)代的背景下，國(guó)內(nèi)電廠熱工技術(shù)水平，尤其是自動(dòng)化水平不斷提高，且技術(shù)使用范圍逐漸擴(kuò)大，在促進(jìn)國(guó)內(nèi)電廠可持續(xù)發(fā)展方面起到了非常重要的作用。因此，對(duì)智能控制方法進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上，討論了智能控制技術(shù)在電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行過程中的應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能控制；電廠；模糊控制；控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.090

雖然智能控制技術(shù)有其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但在電廠熱工領(lǐng)域，尤其是自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐中依然存在需要改善之處。加強(qiáng)智能化控制，對(duì)實(shí)現(xiàn)電廠熱工的快速發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

1 智能技術(shù)方法和應(yīng)用方向

1.1 智能控制方法

對(duì)于智能控制方法而言，常用的是模糊控制、專家控制以及神經(jīng)控制等方法。其中，模糊控制主要利用模糊控制器，采用近似推理法和模糊規(guī)則，對(duì)被控對(duì)象模糊模型進(jìn)行描述，特別是其性能指標(biāo)和動(dòng)態(tài)性，從而達(dá)到控制的目的。對(duì)于這種技術(shù)而言，其強(qiáng)調(diào)的是人員的經(jīng)驗(yàn)，機(jī)理是代替人來控制系統(tǒng)。對(duì)于神經(jīng)控制而言，其主要是指神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行嚴(yán)格的管控。在控制系統(tǒng)內(nèi)部，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具對(duì)無法精確描述的非線性對(duì)象建模，從而充分控制設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算、推理以及故障診斷，兼具上述功能組合即為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)管控系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能具有多元化特點(diǎn)，不僅可以作為控制器優(yōu)化計(jì)算，還可以用于推理和診斷。對(duì)于專家控制方法而言，其結(jié)合了控制技術(shù)和專家理論技術(shù)，通過模仿專家智能達(dá)到控制的目的。

1.2 智能控制的應(yīng)用方向

1.2.1 自動(dòng)控制

在電廠熱工自動(dòng)化運(yùn)行的過程中，涉及調(diào)節(jié)、流程控制和遠(yuǎn)程控制等方面的內(nèi)容。智能技術(shù)在自動(dòng)控制的應(yīng)用中，達(dá)到了自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的目的，為系統(tǒng)提供了安全條件。

1.2.2 自動(dòng)檢測(cè)

電廠熱工自動(dòng)檢測(cè)主要利用儀表測(cè)量設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括成分、溫度、濕度和流量等，可對(duì)熱工參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，保證機(jī)組的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化。值得一提的是，系統(tǒng)本身可結(jié)合檢測(cè)結(jié)果調(diào)整參數(shù)，從而為收益計(jì)算、報(bào)警提供條件。

1.2.3 自動(dòng)保護(hù)

對(duì)于電廠熱工自動(dòng)保護(hù)而言，其作為自動(dòng)檢測(cè)的延伸應(yīng)用，采用了檢測(cè)機(jī)制來激發(fā)自動(dòng)功能，還原了數(shù)據(jù)信息，確保了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。如果生產(chǎn)條件難以達(dá)到，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)暫停，避免因設(shè)備異常而出現(xiàn)錯(cuò)誤或偏差，在阻止事故擴(kuò)散方面具有非常重要的作用。

1.2.4 自動(dòng)報(bào)警

基于檢測(cè)和保護(hù)功能，該系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警，通過紅燈燈光、警報(bào)聲等通知異常情況，并及時(shí)向操作和管理人員報(bào)警和傳達(dá)信息。自動(dòng)報(bào)警功能的應(yīng)用有利于設(shè)備的及時(shí)維修、養(yǎng)護(hù)和安全生產(chǎn)。

2 電廠熱工智能控制

2.1 模糊控制

模糊控制技術(shù)主要應(yīng)用在給水、加藥流程自動(dòng)化控制過程中。在電廠熱工發(fā)展的過程中，普遍存在給水不足等現(xiàn)象，且資源應(yīng)用缺乏科學(xué)考慮，導(dǎo)致了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。針對(duì)這一問題，應(yīng)創(chuàng)新和改進(jìn)，加強(qiáng)智能管控的應(yīng)用。在此過程中，主要應(yīng)用了模糊控制技術(shù)控制給水電動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)給水、加藥。這樣既可以確保給水質(zhì)量，又可以提高電廠熱工生成產(chǎn)效率。

2.2 鍋爐控制

電廠熱工鍋爐溫度控制非常重要。在電廠生產(chǎn)實(shí)踐中，鍋爐的溫度會(huì)對(duì)電廠生產(chǎn)流程造成影響。從實(shí)踐的效果看，一旦出現(xiàn)鍋爐問題，比如溫度過高等，則會(huì)埋下安全隱患，對(duì)電廠的安全生產(chǎn)造成影響，甚至危及人員的生命安全。在電廠熱工生產(chǎn)過程中，采用人工方式很難對(duì)鍋爐溫度進(jìn)行有效控制，這是生產(chǎn)全過程的重難點(diǎn)。而采用智能控制技術(shù)手段和方法可有效解決鍋爐溫度問題。在溫控過程中，利用模糊控制法可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫控。通常情況下，如果溫度異常，特別是溫度過高時(shí)，智能控制可基于模糊控制對(duì)熱量供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到溫控的目的。

2.3 電廠鍋爐流程監(jiān)控

在電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)踐中，通常會(huì)遇到鍋爐方面的問題。比如，如果鍋爐燃燒時(shí)的效率相對(duì)較低，則不僅會(huì)導(dǎo)致燃料浪費(fèi)，且無法滿足生產(chǎn)發(fā)電的需求。針對(duì)這一問題，應(yīng)有效減少資源浪費(fèi)，最大限度地提高資源有效利用率，使企業(yè)成本降低。在鍋爐燃燒流程控制的過程中，采用智能控制手段對(duì)鍋爐燃燒過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐的生產(chǎn)，并對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。在燃燒過程中應(yīng)用智能控制時(shí)，存在的影響因素非常多，如果不及時(shí)采取有效的防治措施，則會(huì)影響控制效果。

2.4 預(yù)警控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

電廠熱工運(yùn)行中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要體現(xiàn)在一次調(diào)頻技術(shù)手段中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用。負(fù)荷變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)周波變化。在實(shí)踐中，如果利用鍋爐儲(chǔ)能，則機(jī)組協(xié)調(diào)控制、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)等必須根據(jù)電網(wǎng)頻率進(jìn)行合理應(yīng)用。自動(dòng)改變調(diào)門開度時(shí)，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行功率會(huì)隨之改變。在此過程中，通過隨機(jī)該變發(fā)電機(jī)的功率，可有效滿足整個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷變化的需求。這一過程中，主要進(jìn)行一次調(diào)頻。對(duì)于一次調(diào)頻技術(shù)手段而言，是單元機(jī)組、電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常時(shí)，發(fā)電機(jī)及時(shí)利用鍋爐儲(chǔ)熱響應(yīng)，從而縮小負(fù)荷差距，穩(wěn)定電網(wǎng)作業(yè)頻率。由于電網(wǎng)頻率變化非?？欤虼?，其頻率參數(shù)監(jiān)控工作非常重要。對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)波形而言，其學(xué)習(xí)難度比較大，但所需的專業(yè)知識(shí)不多，也無需具備豐富的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織構(gòu)成的模糊控制機(jī)構(gòu)而言，該系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用了兩個(gè)溫差實(shí)現(xiàn)反向?qū)W習(xí)型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳遞：①將所有大系統(tǒng)方面作為大腦應(yīng)用；②實(shí)際應(yīng)用于被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特征、特性領(lǐng)域的知識(shí)。從應(yīng)用效果看，利用模糊控制器對(duì)電廠熱工系統(tǒng)進(jìn)行控制的效果較高。

3 結(jié)束語

總而言之，自動(dòng)化是電廠熱工發(fā)展的主流趨勢(shì)，采用智能控制技術(shù)已成為必然。智能控制技術(shù)手段的應(yīng)用能有效促進(jìn)電廠的生產(chǎn)和發(fā)展，提高熱工質(zhì)量和效率，從而有效促進(jìn)國(guó)內(nèi)電力建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕