大数据技术在热工自动控制技术的应用邓天兴

发表时间:2020/7/21   来源:《当代电力文化》2020年第6期   作者:邓天兴
[导读] 目前,科学技术的发展迅速,智能化建设的发展也有了创新。
        摘要:目前,科学技术的发展迅速,智能化建设的发展也有了创新。由于电厂面临着节能减排、环保、产能过剩等许多压力,电厂的发展速度变得十分缓慢,虽然电厂的自动化水平有了一定的提升,但是如何综合运用新兴技术及各种数字化、信息化、自动化手段是当前一个主要的问题。在电厂处于如此艰难的时刻,为其提供有效的数据是十分重要的,而在电厂热工自动控制中充分应用大数据技术,是创新电厂数据归集存储和挖掘利用的有效路径,是解决电厂数据信息无序、分散、滞涨问题有力的工具。
        关键词:大数据技术;热工自动控制技术;应用
        引言
        当今,伴随科学技术水平的日渐提升与成熟,许多新技术、新理念在工业生产中得到广泛应用,有力推动着此业态的更新与完善。自动化控制系统作为一种新型且实用的系统类型,在多领域中,已得到较广泛应用,取得不错成绩。针对火电厂热工自动化拉将,其实为一种新型、实用且高效的技术类别,其能够根据现实需要,把热力学的基本原理与火电厂生产相结合,利用一些智能化仪器来实时监控与测定火电厂的各类数据。这除了能够提高火电厂的运作效率之外,还能减少能源消耗,节约人、物力,确保机组处于高效、稳定运行状态,因而有助于火电厂的长远发展。本文基于火电厂热工自动化业态,就自动控制理论在其中的有效应用作一深究。
        1大数据技术在电厂热工自动控制中应用的意义
        从长远发展来看,电力行业需要综合运用各种信息化、数字化、自动化等技术手段,来实现发电企业的高度自动化水平,使可视化、可感知、预测与仿真、协同分析与决策等能力得到有效的提升,使企业朝智能化方向发展,增强其产业创新能力、服务社会能力、价值创造能力,这将是电力企业的发展趋势。尤其是如今在电厂中,数据采集的方法越来越多,采集次数越来越多,数据种类越来越复杂,信息量逐渐增大,在短时间内便有大量数据的产生,这使得电厂拥有了利用大数据技术进行数据挖掘、数据处理的条件。在大数据的解释阶段,大数据在自动控制技术上面的应用,设计人员往往会提供每个系统的运行的特性,这些特性通过可视化信息提供给各个系统,并且可以采用云计算功能来设计出机组调整最佳的方案。通过云计算系统为制造厂提供更具有适应性的设备改造方案,为设备提供更加优化的改造空间,可以有效的提高电厂工作人员的安全性,同时也为维护人员在培训操作上面提供优质的方案。
        2大数据技术在热工自动控制技术的应用
        2.1提高DCS(分散控制系统)的抗干扰能力
        为了有效加强火电厂辅助控制系统的应用,提升系统的可靠性,可以从以下三个方面入手:第一,加强火电厂热工自动控制系统相关工作人员的素质培训,提升他们的专业素养、职业道德以及业务能力,确保辅助控制系统的有效运行。第二,提升分散控制系统的抗干扰能力,做好系统的接地、电缆的抗干扰、信号的防干扰各方面的工作。在对信号电缆进行敷设的过程中,必须根据传输信号种类分层进行,在此过程中杜绝在一根电缆上使用不同的导向进行动力电源以及信号的传送。为了有效降低电磁的干扰,必须将信号线与动力电缆与平行敷设保持一定的距离。第三,要处理好物理接口与设备的通信协议之间数据的转换,以便保证系统运行更加顺畅,提升系统运行的安全性和可靠性。
        2.2主蒸汽压力LQ次优调节
        对于火电厂锅炉而言,容量大、热惯性强等,均为其典型特征。所以,在实际调节时,难以规避的会造成延迟。如果延迟比较严重,那么会造成调节系统丧失原本的稳定性,因而会给火电厂锅炉的正常、安全运作,造成威胁,还会带来各种隐患。而通过Smith预估器以及PID调节器的合理利用,便可将上述问题较好的解决掉,改善设备功能。需要强调的是,借助自动控制理论,在优化系统时,主蒸汽压力LQ能够实现延迟维度的持续降低,最终达到最优化调节。

所以,有学者还根据现实情况,构建了近似模型,借助数学函数所对应的表达式,把原本比较有限的温度状态,进行有目的性的展现。此外,需说明的是,诸如PID调节器等也存在一些不足的地方,如有着比较低的调节精度,以及比较若的鲁棒性。所以,要想使控制方案达到最优化,需要研究线性二次型问题,以此实现对系统动态行为的不断优化。换言之,要想将PID调节器所存在的观测精度低问题给解决掉,需要根据现实需要,深入且全面分析二阶惯性环节,降低延迟环节当中的维度系数,并根据现实需要,建立以主蒸汽压力为对象的近似模型,把有限维状态的空间性观测能力结合于系统的能控性,这样便可以较好的调节主蒸汽压力,使其保持安全、正常运作状态。
        2.3加强热工自动控制各方面的管理工作
        虽然火电厂运行在不断提升自动化程度,但是在众多环节要加强人为管理,通过合理地管控,有效提升热工自动控制的可靠性。第一,火电企业要加强管理制度建设,制订更加详细严密的自动化操作规范,要求工作人员必须谨遵操作规范,避免人为操作失误。第二,注重后续检查修复系统的管理,比如采用无线测量技术实现监控管理。加强发电机组设备的运行周期和使用寿命的预测,注重风险评估与管理,实时注意设备状态,精准掌握设备的各项参数,加强防范。第三,企业要加强设备的消缺管理,要重视消缺规律的掌握,及时消除重大缺陷,并积极采用现代化信息技术实施远程监控。第四,要促进仪表自动化校验管理的一体化。注重各种仪表与设备的匹配,降低仪表出错率,必要时可以采用计算机全程跟踪管理,有效得知系统动态,提升可靠性。
        2.4辅助系统应用
        火力发电厂一般规模大,模块复杂,为了使发电厂电力供应稳定性得到保证,必须要储备足够的物资,尤其重视辅助系统建设,为火力电厂的持续稳定运行打下良好基础。辅助系统存在很大消耗,热工自动化技术应用在辅助系统,能够实现对辅助系统消耗的有效控制。比如在某电厂,辅助系统消耗在整个系统中占50%,提高了电厂运行负担和压力,热工自动化技术应用后,辅助系统自动化水平有明显提高,能够有效取代部分人工操作,提高自动化水平,避免不必要的物资消耗,在运行1a后,成本投资节约14%,取得了非常好的节能效果。
        2.5温度控制技术方面的应用分析
        电厂热工自动化在电厂锅炉的温度检测方面起着十分重要的作用,锅炉的过热问题是电厂热工自动控制的重点和难点,它决定着锅炉是否处在正常的运行状态。我们可以利用大数据技术对电厂锅炉燃烧中产生的海量数据进行分析挖掘,确定燃烧过程中产生的不确定因素并对其进行控制,使锅炉中的能源得到充分的燃烧,这可以有效的避免资源浪费,提高能源利用效率,同时还可以使自动化系统的精确度得到提升。
        结语
        在科学技术迅猛发展过程中,我国电力产业智能化水平越来越高,对于火力发电的发展和优化起到了非常明显的促进作用。电气自动化技术在实际应用中能够为火力发电产业数据采集和处理等功能的实现提供新的方向和思路,降低发电成本。提高发电效率,保证发电质量,提升火力发电厂市场竞争力和社会影响,对于我国电力行业的持续稳定发展起到非常重要推动作用。
        参考文献
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        [2]刘翠梅,钟义旺.现代控制理论在热工仪表校正中的应用[J].电气开关,2017,55(3):77-79.
        [3]孙长生,冯国锋.电力行业热工自动化技术的应用现状与发展[J].自动化博览,2018,25(4):63.
        [4]胡新来.浅谈智能控制在电厂热工自动化中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2016(31):89.
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