基于电厂热工控制系统的自抗扰技术应用分析

刘望东

摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。热工控制系统是实现电厂高效运转与安全生产的关键，各电厂为实现安全生产及电能质量提升的目标，均采用热工控制系统对电能生产过程加以控制。随着近些年中国社会经济水平和人们生活质量的进一步提高，对电能的需求逐年增加，再加之各种新设备、新机组在电厂改扩建的广泛应用，热工控制系统的重要性日益凸显。同时受各种干扰信号的影响，电厂热工控制系统故障检测及动作失灵问题时有发生，致使电厂运行效率深受影响。因此，积极探寻电厂热工控制系统中的抗干扰技术尤为重要。

关键词：热工系统；自抗扰控制器；稳定性

引言

为切实满足当前更高的电力需求，火力发电厂长时间处于高负荷运行的状态下，这不仅要求着相关工作人员具备更高的能力水平，还需要各类生产设备的运行也必须要达到更高标准。

1热工仪表自动化概述

热工仪器的主要组成是地表计、管路仪器等，利用光缆的连接功能，彼此相互贯穿组成同路的系统。在生产过程中，热工仪器可以对有关设备、工作环境的温度、压力等热工参数进行精密测量和调节，同时，也能用于设备的状态监测中。热工仪表自动化，是与电气、信息、热能功能控制技术等相协调而形成的一种自动化程度更高的技术。所以，对于热工仪表而言，它还具备多种属性。主要突出表现为高度自动化和专业性较强的特点，可以进行有关仪器设备的检测工作，为有关人员进行检查作业时提供有效准确的参考。此外，热工仪表的广泛应用，对于故障的及早排除也有很大的效果，可以及时发现生产设备存在的隐患，并通过自动化控制技术及时解决在自动检测过程中所发现的设备问题，并保留相关的问题参数作为后续出现类似问题的解决方案。热工仪表自动化控制技术的进一步发展和日趋完善，将不断促进生产水平的提高和产品质量的升级，使得企业在竞争中牢牢把握市场优势，促进自身的长远发展，使企业不断向技术化、智能化、自动化水平迈进，实现现代化发展。

2火电厂热工自动化控制系统的特点

编程系统和计算机系统的共同构成了火电厂热工自动化远程控制系统，对保证火电厂热工机组设备稳定安全的运行状态有着至关重要的作用。先进的自动化管控技术能够以火电厂热工机组的运行需要为前提，实时进行数据信息的调控与管理，使火电厂运行维护管理人员能够直观的通过自动化控制系统的监测数据，了解电网设备的真实运行状态，并且利用感应元件作为辅助，使热工自动化控制系统可以及时检测到热工机组设备运行异常的情况，以便于检修人员及时对机组设备的故障进行处理。先进的火电厂热工自动化控制系统与原先传统的火电厂设备操作装置相比具有极高的优势，能够将电网设备长期维持在稳定安全的运行状态中，从而持续提升火电厂的发电品质和发电效率。

3新型自抗扰控制器在电厂热工系统的应用策略

3.1电厂锅炉系统运行方式

电厂规模的不断扩大，导致原有热工控制技术已无法满足具备高参数、大容量特征的电厂热控控制系统运行要求。随着相关研究的不断深入，电厂热工控制系统技术水平越来越高，控制系统结构越来越完善。与常规机炉控制系统相比，电厂热工自抗扰控制系统无论是结构还是性能，都与之存在本质的区别。其主要结构组成部分包括机炉主控系统、常规子控系统及负荷被控对象。这3个子系统在实际运行中分别承担不同功能任务。其中，机炉主控系统可结合外部负荷指令做出响应及挑选处理，在保证系统运行满足机炉负荷要求的基础上，实现外部负荷指令与实际指令的转化；常规自控系统则主要承担负荷指令NSP、机前压力指令PSP与实际值N、P的偏差计算任务。经过精准计算后，系统将产生的控制信号传输至锅炉子控制系统与汽机子控制系统，因此，该系统运行良好与否会对机组负荷控制效果产生直接影响。在系统设计中，为了使该控制方案能够更好地适应机组负荷变化，提升机组运行稳定性，设计人员将整个系统看作为一个整体单元，主要集中处理机组负荷与主汽机压力变化控制；同时，通过提升汽机与锅炉协调性、交互性等手段增强其负荷变化适应性，从而最大程度地保证主汽压稳定性。

3.2自动化报警的应用

为了能够及时消除热工机组设备潜在的安全隐患，就需要对自动化报警系统进行全面的管控，在自动化报警系统当中包含了多种数据传输通道、不同功能的测量元件以及相应的计算机数据处理器，热工机组设备的运行需要处于合适的温度条件当中，而如果机组设备的运行温度没有维持在标准的范围内，那么测量元件将会获取异常信息，并将其传递到计算机平台当中，通过计算机系统对这些异常信息进行分析、整合和处理，及时向运行维护人员发出警示，以便于检修人员能够及时对有故障问题发生的部位进行处理，及时对发生的故障问题进行处理，保障设备安全，防止因为设备异常状况的加重为火电厂带来不可估量的经济损失。由此可见，火电厂的管理人员一定要对发生故障频次较高的设备区域以及信号的传递特征进行充分了解，结合实际设计更加科学的自动化报警指标，并充分落实好对火电厂设备故障频率较高区域防护设施的安装，尽最大可能消除设备隐患问题对机组设备稳定运行造成的危害。与此同时，管理人员还需要重视对自动化系统线缆的合理化铺设，在线缆周围安装保护设施，提高设备可靠性。

3.3热工监测的应用

热工测量主要功能领域在以下几个方面：（1）总体流速的检测。基于差压等工作机理，在热工检测环节中采用满足一定技术要求的元件和仪器，逐步解决热工测量数据误差问题，为设备的高效运转提供有力地技术支持。（2）对压力的测量。在应变准则的指导之下，辅之以技术传感元器件的配合，可以在压力监测中实现热工检测的合理分配。（3）对温度的测量。热工仪表自动化控制技术的实践化运用，最明显的表现就是温度的测量工作，以传感器为技术依托，结合热工测量系统的实践，开展相应的热工测量工作，为生产工序的科学、合理开展提供数据支持，推进相应工作流程的开展和推进。（4）对液位的测量。通过对传感器的科学选择，能够及时地对液位变化进行精确地测量，获得最符合实际的测量值。

3.4自动化保护的应用

对于火电厂机组热工自动化控制系统，需要借助自动化保护装置通过测量元件对运行参数的检测，如果运行参数没有维持在系统规定的指标范围内，那么自动化系统就会自动开启保护装置，对异常的运行参数进行调整，以避免造成机组设备的异常运行。针对火电厂机组设备运行荷载超出了正常指标的情况，可以借助热工自动化保护装置，合理调整设备运行参数，以免设备难以承受过高的荷载强度而导致机组设备损坏的情况发生。与此同时，我国火电厂摒弃了原先传统的组装仪表，利用数字仪表和协调控制装置，让运行维护人员可以通过计算机分散控制系统，对各个子系统的设备运行状态进行监控，以保障火电厂整体机组设备稳定安全运行。

结语

电厂热工系统的大滞后、大惯性及非线性问题，导致电厂在运行中存在诸多不稳定因素。相较于传统的PID控制器而言，自抗扰控制器具有较好的鲁棒性和适应性，将其应用在电厂热工控制系统中，可有效提高自抗扰控制器的抗扰性能。

参考文献

［1］张君毅.抗干扰技术在电厂热工控制系统中的运用研究［J］.中国设备工程，2022（1）:126-127.

［2］孟繁超，焦凯.探究电厂热工控制系统应用中的抗干扰技术［J］.信息与电脑（理论版），2020（21）:154-155.

［3］方国伟.电厂热工控制系统中抗干扰技术的应用［J］.电子技术与软件工程，2019（1）:105.

［4］刘立.风力发电机抗干扰容错控制探讨［J］.通信电源技术，2020，37（6）:241-242.