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火电厂自动化发展的新课题
厂网分开、竞价上网,用户选择电厂是市场经济发展的必然趋势。面对电厂走向市场的严峻形势,电力设计的任务不再仅仅是设计一个技术先进或造价低廉的电厂,而应当是设计一个面向市场、具有竞争力的电厂。电厂自动化设计必须有新的思路和新的突破。
2.1进一步扩大DCS的应用范围
(1)为了使机炉电单元控制水平和单元控制室布置更加协调,真正过渡到机炉电统一操作,实施单元机组集控值班,把DCS的应用范围扩大到发电机—变压器组和厂用电系统的控制,是合乎逻辑的发展。国家电力公司热工自动化领导小组已决定加速电气控制纳入DCS的试点和推广应用的步伐。目前正在着手制定有关技术规定,研究解决电气控制对DCS的特殊要求,厂用电公共系统控制方式、后备操作设置等问题。
(2)在扩大DCS应用范围时,尽管用DCS实现DEH、MEH和AVR、ASS及电气保护等功能,在技术上不存在困难的,但考虑到这些系统对机组安全运行的关键作用,以及传统上是随主机成套的现实情况,目前仍采用专用装置为宜,但应妥善解决与DCS的接口问题。
(3)鉴于DCS正向开放系统发展,DCS与PLC正在相互渗透,两者的互连问题已不再突出,这为在单元控制室实现电厂辅助生产系统监控,减少辅助生产系统控制点创造了条件。电厂中的辅助生产车间和系统很多,如输煤、除灰、补给水处理等,他们都有各自不同的工艺流程和控制要求,和不同的采购渠道和采购方式,而且各电厂对辅助生产系统也有不同的管理方式,因此对新建电厂,在设计初期就应当作好总体设计,合理确定电厂辅助生产系统的控制方式和控制点设置,明确DCS与PLC的接口方式,为实现辅助生产系统单元控制室监控创造条件。
2.2进一步提高DCS的功能
随着微电子技术的发展,DCS分散处理单元(控制器)的存贮能力、运算速度成倍提高,能完成更复杂的数值和逻辑运算。DCS正被赋予越来越强大的能力。
近年来,国外在DCS应用领域里,主要在以下几个方面有所进展:
(1)扩充了标准控制模块(算法)库,特别是增加了先进控制模块,如模型参数预估器、Smith控制器、模糊控制器、状态变量控制器等,并已经在电厂控制系统中得到了应用。
(2)开发了许多专用的先进控制软件和优化软件,如Bailey公司开发的“燃烧控制优化软件”、“给水加热器热力优化软件”、“自由压力运行(freepressureoperation)机炉协调制策略”;又如ABB和Siemens公司开发的机组优化控制系统MODAN和NUC,以及采用凝结水节流的机组控制模块(unitcontrolusingcondensatethrottling)都已经取得了许多使用业绩。
(3)开发了许多机组性能诊断和性能优化软件,如OPTIMAX软件包(ABB);SR4机组性能分析和优化软件包Steag-ketek;TDY-DKW汽轮机效率分析软件包(Siemens);DEB500协调和自动化软件包(MCS)等等。
OPTIMA-MODI软件包是一个专家系统,可以向操作员提供过程诊断信息,实现操作指导,该软件已经在美国Roxboro电厂使用。DEB500协调和自动化软件是美国电力研究院和MCS公司共同开发的,用于改善调峰(cyclicoperation)机组的监视和控制,以满足热电联产电厂(cogenerator)和独立发电厂(IPP—IndependentPowerProducers)迅速增加,厂网分开,对电厂自动化提出的新要求。
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