浅谈电厂集控运行控制模式及其智能化应用

李安峰

摘  要：电力供应是现代社会运转的基本需求，电力资源是社会发展的能源支撑。随着科技的不断发展，对电力能源的智能化控制提出了更高要求。电力控制系统的自动化程度，也决定了电厂生产运行的效率。集控运行控制是目前比较常用和技术成型的控制模式，通过优化系统来降低运营成本，能够有效调控节能减排，在一定程度上提升运行效率。信息技术的迅速发展为电厂运行的控制模式提供了更加实时的、远程的有效载体。本文结合作者在国内外一些电厂建设和运维项目中的执行经验，对集控模式的智能化应用情况进行了一些探讨。

关键词：智能化;集控运行;控制模式;应用

1电厂集控运行控制模式

1.1集控运行模式概述

集中控制运行模式是目前常用的一种电力控制模式，致力于实现最优控制管理，在现代工业中发挥着重要作用。传统模式采用独立运行控制管理技术。整个系统只有一个主控模块，各部分独立存在，互不相关。随着控制水平的不断提升，现代管理模式已发展为多融合技术模式，包括电力电子技术、通信技术、网络信息技术、自动化技术和人工智能等，都在系统中发挥各自的重要作用。具体而言，集中运行控制模式是多融合系统的管理和运行模式，通过系统性的管理提供智能化的运行方案。

1.2集控运行系统条件

对于当前国内外的绝大多数电厂来说，DCS（分散型控制系统）是集控运行的主流方式。主要通过系统平台将各种运行设备和控制测点进行软件互联，实时监控并分析当前参数，动态调节合理的运行状态。在电厂运行中，设备和系统的运行参数是要充分考虑的条件，转动设备的震动、转速，热力设备的温度、膨胀，管道系统的压力、流量，电力系统的电压、频率，环保监测的含量、浓度，全部需要被实时监控，确保当前系统处于安全、健康的状态，提高电厂运行的工作效率。为了保障电厂实时生产运行过程的高效安全，需要对生产运行过程建立一套完整的监视、控制和管理系统。为了进一步提升这套系统的可靠性，确保数据传输的真实和有效也十分必要。需要定期巡检设备是否有异常、测点是否受损坏、接地是否完好、信号是否被干扰等。对于重要设备和测点，通常还会采取“三取二”、“五取三”等冗余方式添加更多的备用保障，一旦某个单体的数据与其他同类参数偏差过大，可以实现智能化的隔离并同时发出预警，以免形成系统误判。对于发现问题及时排查，确保整个系统运行的健康、可靠。

2电厂集控运行模式应用

2.1科学策划

对于电厂来说，运行方式不仅影响其进行生产活动，与职业健康和运营成本也有着巨大的关系。一旦运行中出现问题或故障，轻则影响工作效率，重则发生生产或安全事故，对员工的安全和健康造成伤害，对电厂甚至电力系统造成损失。当前的新建或改造项目，在建设阶段通常已经重点关注对于未来运行方式的科学策划。扬弃传统观念，尝试改革创新，对运行方法进行合理化的定制。吸取先进的控制理念，关注系统稳定性的特征，并在厂区内加强信息技术的应用，从而对电厂的各项资源起到监控和保护作用。

2.2技术应用

一键启停、无人值守是电厂控制智能化发展的方向，借助当今信息技术的蓬勃发展，集控运行控制系统也在与时俱进，不断更新换代。立足于最新的信号处理和网络技术，电厂内的绝大多数系统均可实现远程信号的可靠采集和控制。智能化技术有其自身的特点，对电厂而言，信号处理首先要保证的是全面、及时，这就要求控制系统中不但要配置大量的I/O测点，信号接收、整合、发送也都应实时、可靠，以保障系统稳定性。通过现代化的监测设备和大数据技术进行数据的采集、分类和处理，再进一步根据设备性能定制化的打造顺控逻辑。集控系统中创建的智能化逻辑，能够对联锁设备的状态实时监测，进行自动化的条件分析和流程判定，执行设备的启停、开关的投切、系统的调节等操作，最终只需简单的指令输入即可实现运行状态的智能化控制和调整。以信息化技术替代传统的人工判断、干预和操作，提升了工作效率，也兼顾了运行的安全。在确保电厂设备安全稳定启动、运行、停机的前提下，智能化地降低人为失误造成的风险。

2.3运行管理

国内的电厂通常管理模式成熟、体系建设完善。随着“一带一路”沿线国家电力建设项目的不断增多，对于国外的一些电厂，尤其在一些发展中国家，在对火电厂进行集控运行建设的同时，还需要特别注意加强对后期运行管理工作的策划。通过制定相关的管理制度，让管理人员能够有制度可依，规范进行工作。如对于信息采集和监控系统，可以额外注意天氣的变化，尤其是雨季或冬季受到外界天气的影响比较突出，容易出现测点故障的现象。可以要求监管人员定期进行巡检，检查各个系统的工作情况，一旦发现问题应该立即报修处理。建立完善的巡检和维修记录台账，按时记录检查的内容和设备的状态、出现的问题以及故障处理的跟踪情况。

2.4人员因素

电厂集控运行控制模式的实现，体现在资源的合理优化，最根本的依赖还是落实在运行人员的具体执行上。人员的专业知识，专业素养和专业实践能力，是决定电厂集控运行控制模式顺利实施的关键。从操作层面看，对于协同控制的精准和多系统调节的匹配，人工操作的精确性固然不如DCS系统;但是在管理层面，专业的业务能力、深入的执行理念、良好的操作实践才能够更有效的运用集控系统并保障可靠运行。国内电力系统的人才储备和专业程度毋庸置疑，但是对于海外项目来说，这又是一个需要重点关注的方向。对于海外当地招聘的运维员工，考虑到文化和教育经历的差异，需要定期进行系统化培训，帮助员工更多的理解技术，以便更好地运用到具体工作中。在持续的培训融合中，也需要不断加强合作意识和团队责任感、归属感。在完善人员专业素养的同时，同样致力于磨合团队协作的默契度和企业文化的配合度，实现电厂集控运行控制模式从系统运行到人文生态的全面优化。

2.5老厂集控运行改造

对于老旧电厂来说，也可以通过各种改造方案实现集控运行，其中以增加辅网的方式最为简单有效。只需配置基本的辅网操作员站和相关网络设备，就可以把辅助系统的运行控制与DCS连接起来。当然这种简易方式仍然存在一些不足，例如不方便进行集中管理，或者在数据共享和实时响应上也有一定的限制。如果进一步希望更深入的實现火电厂集控运行模式的使用，更好地进行管理工作，还可以在此基础上引入OPC方案，通过OPC服务器建立相关的数据库，有效扩大数据库的覆盖范围以便更好地进行数据采集和处理工作。如辅助厂区的输送、排放、堆储系统，都可以通过OPC模式与机组DCS进行结合，或同时创设Modbus通信方案，从而实施有效的远程监管工作。如果由于信号较多，数据量过大，也有可能会超出原有程控系统的处理能力，产生数据处理缓慢的问题。这种情况下可以通过调整控制通讯的波特率，变更接入信号的类型，或者增加控制模块的数量等方案进行局部改造，确保数据传输通畅，有效地提高综合处理能力。

3结束语

经过对火电厂的集控运行模式的研究，可以通过应用这项技术，使电厂运行变得更加集中化、信息化、智能化，更符合电力企业建设和发展的要求。电厂是提供能源的场所，电力供应的稳定对社会经济有直接的影响。运用智能化的信息技术有效管控电厂运行的各个环节，提升管理效率，保障安全生产，提高环保节能的效率，将为行业的可持续发展支撑起坚固的基础。

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