摘要:火电厂热工自动化系统具有复杂的结构,涉及多种设备,具有非线性、无规律、不易控制等特点,因此,无法有效建立相关的线性函数模型。PID虽然是火电厂控制系统中应用较多的一种模型,但是容易受到多种因素的影响,整定效果并不理想,同时在参数设定方面也缺乏一定的规范性,难以满足火电厂热工自动化的控制要求。
关键词:智能控制;电厂热工自动化;应用
一、智能控制方法
1.1模糊控制方法
模糊控制方法主要运用模糊推理的方法,通过仿照人类的思考方式,对线性函数模型无法解决的问题进行处理,从而实现对系统的控制。模糊控制系统是以模糊语句与模糊数据为基础、以模糊推理为基本规则、以计算机技术作为控制手段的一种具有完整循环结构的自动化控制系统。其主要特征有以下几点:(1)不需要构建线性函数模型,操作相对简单;(2)实用性比较强,比较适合解决控制系统当中的非线性以及时滞问题;(3)所使用的系统变量是语言变量,并采用模糊推理的方式,对数据的精确度要求不太高,对结构较为复杂的系统,控制效果会比较好。
1.2专家控制方法
专家控制方法主要是把专家的理论与技术运用结合在一起,在实际应用过程中,仿照专家的思考方式,从而实现对系统的控制。专家控制系统主要是由专业数据库以及推理结构组成,系统从专业数据库中获取知识,然后在推理结构当中按照某种逻辑规则进行推理,实现对目标的控制。应用专家控制方法具有以下优点:(1)可以自主选择控制率,控制灵活性比较强;(2)可自由改变参数,使其适应外界环境的变化,适应能力强;(3)可以在控制条件变化比较大的情况下工作,维持稳定的能力强。专家控制方法在应用时主要有专家式控制器与专家控制系统两种。专家控制系统具备完整的分析控制结构、强大的数据处理能力以及实时控制的功能,其专业数据库庞大,推理机制严谨复杂;而专家式控制器使用起来相对便捷,专业数据库比较小,只包括了一些主要内容,推理机制也相对简单。
1.3神经元控制方法
神经元控制方法是通过模仿人类神经元的传导方式,将特定的信息数据联系起来,并对连接的权值不断地进行修正,以实现对系统的控制为目标构建神经网络模型。神经网络模型构建完成以后,就可以通过校正控制与预测控制来实现对系统的智能控制。神经元控制方法在应用过程中具有以下特点:(1)神经元网络模型属于非线性模型,只要模型构建得合理,基本上可以解决任何非线性的问题,比其他方法的适用性更强;(2)神经元控制系统可以同时处理多项数据,而且容错率也比较高,所以系统的工作效率也比较高,控制效果比较好;(3)学习记忆能力比较强,能够自动对处理过的信息进行储存、记忆;(4)可以同时输入和输出多个信号,所以适合多个变量的处理。
二、热工自动化的内容
2.1自动调节的功能
电厂热工自动化生产的过程中能够自行调节以保证正常工况的功能即为自动调节功能。汽轮机发电设备主要功能是发电,是给电力用户源源不断供电的重要保证。我们主要以电流的频率作为评定供电质量的标准,只有确保电流频率维持在规定频率以内,才能提高供电的质量,而汽轮机能够对锅炉运行状况进行调节,使锅炉的工作状况的相关指标不至于超出规范,从而防止电厂热工自动化生产过程中出现问题。
2.2顺序控制功能
顺序控制主要是调控生产过程中设备的开启运行及故障处理的工作顺序。电厂热工自动化的生产顺序必须严格按照规定顺序进行,每一个环节和步骤都有自己对应的要求,顺序控制功能能够在电厂热工自动化的运行的过程中对每一个环节进行判断和保护,确保每一个步骤之间的衔接和顺序,避免因顺序出错而导致的机器故障问题。
2.3自动检测功能
在进行电厂热工自动化的生产过程中,自动检测功能可以检测机器设备的运行状况,以及各物理化学指数的变化当机器运转出现故障,或物理化学数据变化异常时,自动检测并能快速识别,从而防止安全事故的产生,保证了生产过程的安全可靠性,同时提高了生产效率。现阶段,我国大型汽轮机的检测范围比较全面,包括蒸汽压力大小,汽轮机振动频率还有轴承温度变化等等。
2.4自动联锁功能
自动联锁工作可以有效的较少安全事故的发生,其工作原理主要是当设备不正常运行时,自动连锁功能可以在第一时间内报警,或者自动联锁,锅炉和汽轮机的自动运行尤其需要用到自动连锁功能。电厂热工自动化所用机器设备一般具有体积大,操作复杂,危险系数高等特点,因此安全问题时常发生,这也给自动连锁功能提出了更高的标准。
三、电厂热工自动化中智能控制应用
3.1模糊的控制模式
传统的电厂控制模式在给水系统方面存在许多的弊端。在传统的模式中,给水不足或者水质不合格都会影响电厂的生产效率,给生产中的资源造成一定的浪费。如果不能够做到合理的控制,就会对电厂设备的正常的运行造成一定的影响。在运用智能控制系统之后,电厂热工自动化可以对设备给水加药的过程带来一定的方便。通过模糊控制水与药的量,可以在很大的程度上促进水与药的调节。这样的运行方式完善了水的质量问题,可以大大地节约资源,从而在运行过程中为电厂带来了极大的经济效益。
3.2对给水加药的控制
考虑到模糊控制系统的指标要求,在对变频器进行处理的阶段,需要考虑到调节控制的最大化作用,对控制器进行有效的分析。但是在自动化处理和控制阶段,存在热工管理不当或者控制系统不完善的现象,模糊控制系统会产生干扰性影响。因此,采用智能控制系统对各项因素进行有效的控制,能避免出现供应不足的现象。智能系统能实现自动操作,对给水加药量进行控制,进而能达到理想的经济效果。
3.3监控电厂锅炉工作流程
为了提高资源利用效率,降低企业生产的成本,就在锅炉的燃烧过程中也采用了智能控制的方式,实现了对锅炉燃烧整个流程的有效控制。通过智能控制系统对整个锅炉生产流程进行监控,在获得相关监控数据的基础上,进行数据分析,发现其中的问题,并且以此提出相应的解决策略。由于智能控制对燃烧的全过程的操控受到外部因素的影响较多,就导致了其实际的控制效果的下降,电力企业可以根据智能控制系统在运用中得出的数据进行自动化发展的参考,进而展开下一步工作的开展和内容的研究,促进智能控制的完善,电厂的热工自动化过程的全覆盖。
3.4过热汽温控制
过热汽温是电厂锅炉在运行过程中的运行质量评价标准之一,就目前来看,一般使用改变减温水量的控制方式,这种控制方式在实际的应用过程中表现出较大的时滞性与惯性,在科技水平的发展下,人们也将智能控制系统引进汽温控制过程中,很好的改善了控制系统的品质与适应性。有关的文献显示,将神经网络模糊控制系统引入过热汽温控制过程中,即使在大范围变负荷运行的过程中,整个系统依然能够保持良好的运行态势与运行性能,也可以很好的解决电厂过热汽温控制对象的不稳定性与延迟性。
结论:
电厂热工自动化智能化发展,是当前社会发展的必然趋势,对于社会经济发展和人民生活质量都有重要的影响。讨论智能控制在电厂热工自动化中的应用,对于潜在的问题进行分析,并提出有效的改进措施,发挥智能控制的积极作用,是时代发展的要求。
参考文献:
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