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国际标准刊号:ISSN 1007-0079

国内统一刊号:CN 11-3776/G4

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火电厂运行优化系统的现状与发展前景探讨

火电厂运行优化系统的现状与发展前景探讨

摘要本文简要介绍了国内外运行优化软件的开发与应用现状,对国外几家大公司的知名品牌优化软件系统的功能做了对比,并针对优化系统在研发和应用中存在的问题,提出了一种新的基于组建综合性优化软件包的构想,并设计了系统的流程图,为各种优化模块的集成提供了一个整体平台。
关键词运行优化,优化软件,模块分析
前言
在这个能源紧缺的时代,对于多数电力企业来说,提高火电厂的一次能源利用率,尽可能的降低发电成本,已经成为电力发展的必然趋势。然而,单单依靠对运行中的主机、辅机以及管路系统等基础出力设备进行技术改造已经远远不能达到使整个系统最优化的目的,越来越多的电力企业都展开了以节能降耗为中心的技术投入。特别是近年来随着DCS(集散控制系统)、MIS(管理信息系统)、SIS(厂级监控信息系统)等自动化程度较高的运行系统的大规模投运,加大节能管理力度,优化机组运行方式,提高运行经济性,进一步降低机组的发电成本,提高企业的市场竞争能力,对火力发电厂具有非常现实的意义,在这样的背景下,就要求市场上能够更多的涌现出一些性能优质的可以指导电厂机组优化运行的软件及生产系统,这已经成为了全国各大发电企业及科研院所主要的研究方向。
国内运行优化软件的应用现状
     九十年代以来,我国大部分火力发电机组进行了控制系统的改造,新一代集散控制系统(Distributed Control System, DCS)取代传统的模拟控制和手工操作[8],这是改革开放以来我国火电机组技术进步的明显标志。这意味着大量热控设备的投入使用以及传感、测试技术的支持,以提高机组运行的自动化水平。而且随着 DCS 系统的进一步发展,管理信息系统(Management Information System, MIS)和厂级监控信息系统(Supervisory Information System, SIS)先后应运而生,使我国现代电站生产自动化和信息化水平得到前所未有的提高。这些系统为生产运行提供了非常宝贵的信息资源,我们可以对先进技术加以加工利用,这必将对机组节能降耗,提高运行水平,促进状态维修等发挥积极作用。
2.1我国开发机组运行优化系统面临的问题
虽然一些国内的优化软件已经具备了一些初步的优化功能,并取得了较好的节能效果,但是在运行优化软件的开发过程中还是存在着很多问题:
a)     电站数据及信号采集设备的准确性严重制约优化运行系统的开发,特别是传感器的故障诊断技术还有待进一步提高。
b)     电站数据库中虽然存有海量数据可供研究,但其中必然混有许多噪声数据,它可能引起后面的热力计算和优化系统的误差较大,因此,对于这些孤立点数据进行判别并剔除,成为了一个迫切需要关注和解决的难题。
c)       我国应用在现场的优化系统一般仍都是以性能监测为主,并不能为机组运行提供实时的决策支持,运行优化层面的开发工作不足。国内对于运行优化目标值的确定,还处于采用试验结果或设计工况等非实时数据的阶段,很少考虑随环境等参数影响的变化。
d)     及处理能力,已经成为运行优化中的核心问题。
2.2我国优化运行软件的发展前景
    虽然我国近年来在自动化控制以及信息领域的发展非常迅猛,特别是电力行业的信息技术的不断涌现,大大促进了电力企业向科学技术含量更高层次的转变,各项技术的更新,各种高质量,多功能系统软件的应用,都为电力生产提供了一个前所未有的更加优质的运行平台,但是,尽管我国很多电力企业,科研单位,都在积极的为提高电厂的运行经济性、节能降耗作了多方面的工作,然而对于机组运行优化的软件系统开发还是只停留在“数据繁多,可行性知识贫乏”的层次,大多数已经开发或投运的优化系统仍然是“重监测、轻决策”,对于指导电厂的商业运行只能片面的完成某一部分的工作,不够系统,应用性不强,这就为今后在我国电力行业优化运行系统的开发及应用预留了广阔的发展空间。
3. 国外运行优化软件的开发与应用现状
二十世纪末期,特别是西方一些发达国家在改善发电设备性能的同时,要求电厂自动化对提高电厂经济性和改善电厂管理方面发挥更大的作用。这正是火电厂优化软件的研发和应用的外部环境,而自动控制理论和计算机技术的发展为优化软件的开发创造了条件[3]
由于国外软件的技术含量高,加上进出口关税的限制,致使软件包单项价格较高,一般的国内电力企业对于应用进口软件系统还是处于犹豫不决的阶段,对于进口优化软件能够为企业带来多大效益还处在怀疑和思考阶段,但是已有很多现场应用证实,优化管理软件包的投用在经历一个企业效益平台期后,会使机组经济性有明显的提高,根据Siemens提供的资料,该公司带凝结水节流的新机组控制软件包价格约人民币200万元左右,采用该软件包可提高0.15%1.0%的机组热效率,基本上可在未来十年左右收回初投资,也就是说投入优化系统所带来的经济和社会虽然效益短期内不会充分显示出来,但从长远利益看,这种管理会给电厂带来很大的收益。
4.基于组建综合性优化软件包的构想
对于运行优化软件的开发与应用,我国的研制水平还处于初级阶段,国外虽然已经有一些比较成熟的优化产品问世,但应用的普遍性和适应性以及所带来的效益评估还有待市场与用户的进一步考核与验证,这就为运行优化软件系统的不断进步提出了挑战。根据现今的优化运行软件包的投用与现场测试结果表明大部分运行优化产品缺乏系统的组合性,多数软件都是只针对电厂机组运行中某一出力段或某一主要工作区间的优化管理与监测统计,缺乏整体协调性,只限于局部优化,对于全局的控制和优化的实行指导能力较弱,不能达到对整个系统的宏观调试和改进的作用,这就需要一种新型的、更加全面的自动控制优化系统软件的问世,这种新型的优化软件,应该是一个庞大的集成软件包,这样的软件应该分类的包含各个不同设备的优化措施模块,并且各个模块间应具有高度的协调性和统一性,在各自发挥自身优化系统作用的同时,兼顾其余模块的应用效果,对实时工况数据进行优化分析,可以随时调整自身的优化模式以配合其它进程,达到“整体协调,整体优化”的最佳运行效果。
5. 结束语
电力企业运行优化软件的开发和应用是信息自动化技术发展的必然趋势,本文通过对国内外运行优化软件的调研与分析,探讨了优化系统的发展前景,并针对当前优化软件的开发与应用情况提出了基于组建综合性优化软件包的构想,但是针对我国的经济发展状况以及国内电厂主辅机的配备情况,建议对国外的优化产品要有选择的采纳和应用,作为电力行业的工作者,应该大力提倡自主开发设计的理念,同时又要避免低水平的重复开发,针对我国国情与未来电力发展前景,设计研发更加适合于国内电力系统的优化运行软件。
参考文献
[1] 马欣欣, 电厂优化软件的应用及前景「J].中国电力,1999,32 (6):52 -56 .
[2] 马欣欣, 电厂优化软件的应用及前景()[J].中国电力,1999,32 (7):41-44.
[3] 毕建惠, 国华准格尔电厂IT系统的应用「J].热工自动化信息,2005(1):9-12