电厂优化运行大问题

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1、电厂机组的综合优化运行是一个涉及到多个学科领域的复杂问题，应用到动态规划、过程建模、控制与监测、人工智能、数据挖掘等多方面的理论成果，优化运行的范围除了涉及到机组设备与系统的完善与更新方面外，在热力系统定量分析、机炉主设备以及主要辅机运行方式优化调整、先进控制策略等多个方面都有大量工作可以做，而管理体制整合和优化在现有电力企业运营模式下尤显重要。以下六大问题尤其非常重要：   问题一：运行优化的功能与范围科学界定　　火电厂是一个大型复杂系统，这也决定了电厂优化技术是一个复杂问题，可以有各种不同的范畴

2、与目标，一般可分为设计优化、设备改造优化、检修优化和运行优化等。而运行优化的目的是在机组安全运行的前提下，通过对机组进行监测、调整、给出运行指导并参与管理，使机组运行在最优的工况，这种最优体现在机组的安全、经济和环保等多个方面，因此，运行优化功能也包括多个方面，而这些功能又大致可以分为两大类，一类是侧重监测、指导与运行管理，属开环系统；另一类侧重对机组控制策略的调整，属闭环系统。　　在第一类系统中，随着机组自动化信息化水平的提高，机组可以利用的实时信息量越来越大，DCS系统、MIS系统、辅机程控系统

3、以及电量抄表系统等，都能为机组运行优化提供大量实时数据，这些数据的采集密度高，保存时间长，在此基础上可以实现许多运行优化功能，如机组在线性能监测、耗差分析、生产流程图显示、辅机管理、参数超限管理、运行日志、性能测试等，这些也是国内外运行优化系统的基本功能。此外，针对不同的子系统可以开展优化工作，如：吹灰系统、机组调峰、回热系统、厂用电、凝汽器真空系统、循环水系统等等。除了进行优化计算外，还可以对运行状况进行诊断分析，进而提供实际可行的运行操作指导。对于后者，目前还有比较大的难度，一方面机组运行情况非

4、常复杂，系统间耦合性强，相互影响比较大，另外一方面专家知识库的积累比较少，还难以起到实质性的效果。　　值得注意的是，在国外优化软件中都包含了吹灰系统优化与指导功能，根据资料显示，国外锅炉运行中比较多地采用了该类系统，我国国内的主要研发单位也开发了优化吹灰系统，由于前一阶段煤质变化比较大，机组负荷率高，我国电站燃煤锅炉的“四管泄漏”问题相对加重，因此，吹灰优化系统会有比较大的应用前景。但是，由于锅炉侧烟气和工质测点的缺乏，吹灰优化系统的应用效果还有待改善。循环水系统的优化调度可以有效地节省厂用电，但当

5、机组所配置循环水泵流量不可调节且采用单元制运行时，这种优化的余地就相对较小。另外，在这样的系统中，需要考虑的目标函数除了经济性外，还需要考虑到循环水流量变化对凝汽器管道结垢和腐蚀的影响，而这种影响是缓变过程，往往会被忽视。　　第二类运行优化系统是指参与控制的闭环优化系统，这类系统针对电厂常规调节控制方案的不足，对原有自控策略进行调整，或叠加一些先进的控制策略，以提高机组的自动投入率，获得好的控制品质，进而提高机组的经济性、安全性与环保特性。燃烧优化是目前应用比较热门的优化系统，它直接影响锅炉的燃烧稳

6、定性、锅炉效率和NO。的排放，会产生直接的优化效果，由于锅炉燃烧过程比较复杂，因此，较多采用了人工神经网络等人工智能方法，但是由于一些在线测量装置的缺乏，如飞灰测碳仪、煤质在线分析装置、烟气连续监测装置以及排烟NOx测量等，影响了系统的使用，很难投入闭环使用，即使是开环指导，也需要定期离线修正模型。   问题二：运行优化实施平台的优先选择　　电厂信息化平台是实施运行优化系统的主要环境。自动化、信息化系统为机组优化运行提供了丰富而宝贵的信息资源，而数据挖掘等最新先进信息化分析手段大大拓展了机组优化运行

7、分析的范围和应用效果，使得机组的在线监测与分析，无论从内容和速度上都有了非常大的提升。上世纪90年代以来，以DCS(集散控制系统)为代表的现代化自动控制系统在火电机组中得到普遍应用，这是过去十多年我国火电机组技术进步最明显的标志之一。目前，随着计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术以及人工智能技术等的飞速发展，这些高新领域所取得的新成果、新技术为电力系统信息化工作制带来了前所未有的发展空间。　　在我国电站DCS功能设计中包括了机组性能计算和耗差分析的全部要求，但是大多实际应用效果不好，其中原因比

8、较多。首先，由于性能计算所需要的煤分析值等多个数据缺少测点，只能采用手工化验值，而这些值在MIS系统中是定时记录的，DCS不能直接取得，需要再次在DCS上输入。其次，由于DCS软硬件的限制，不能提供进一步的诊断操作指导意见，而且其应用结果只能在本DCS范围内发布。最后，性能计算功能缺少负责的专业设计单位，仅将它作为DCS附件提供，而缺少对其功能负责的专业人员。因此，对于DCS中性能计算模块的取舍需要仔细考虑，并得出指导意见。　　SIS系统自提出之初就定位在为全厂实时生