大数据技术在热工自动控制技术的应用

大数据技术在热工自动控制技术的应用

崔保恒

内蒙古霍煤鸿骏铝电公司电力分公司 内蒙古霍林郭勒市 029200

摘要：电厂热工控制需要充分运用先进的科学技术,结合其实际运行状况,而大数据技术的应用将会为电厂的热工自动控制注入新鲜的血液.目前,大数据技术应用于各行各业中,当然也应用在电厂热工自动化中.所以,在此紧要关头,我们要牢牢掌握大数据技术,用其推动电厂热工自动化的发展,维持系统的稳定运行.文章对大数据技术在热工自动控制技术的应用进行深入探讨,以供行业参考

关键词：大数据技术；电厂；热工；自动控制；应用
  在我国生产力快速发展的背景下，电力行业迎来了前所未有的发展机遇，热工自动化生产逐步兴起在一定程度上加快了电力行业的而发展步伐，毋庸置疑，电厂热工控制需要先进科学技术的支持，大数据技术作为目前最先进的科学技术之一，电厂需要根据自身的实际运行情况，积极应用大数据技术，为电厂热工自动控制系统注入新鲜的血液。大数据技术在电厂热工自动化方面的应用，将大大提升生产效率和优化生产环境，为电力企业的发展奠定良好的基础，为了促使大数据技术在电厂热工自动化领域更好地得到应用，技术人员有必要分析大数据技术在电厂热工自动控制领域的应用意义和应用思路，这样才能推动电厂热工自动化的健康发展，保证电力系统的安全稳定运行。
1热工自动化概述
  为了促进火电厂热工自动化发展，全面提升自动化技术在其生产实践中的应用水平，则需要了解热工自动化的相关内容。具体包括：1）通过对信息技术、自动化技术及计算机网络等要素的配合使用，可构建出功能强大的火电厂热工自动化控制系统，从而实现对相关生产活动开展过程的实时监测，消除其中可能存在的安全隐患；2）通过对DCS（分布式控制系统）与PLC（可编程控制器）的配合使用，可增强火电厂热工自动化的实践作用效果，并且提升与之相关的自动化控制系统潜在应用价值，从而实现火电厂的生产成本最低化及生产效益最大化的长远发展目标；3）在火电厂热工自动化控制系统应用的过程中，应根据实际情况，在该系统中设置好高级算法模块，促使该系统的实践应用水平得以提升，实现对火电厂生产计划推进过程的有效控制。

2大数据技术在电厂热工自动控制的应用意义
  从电力行业的发展角度而言，电厂需要充分发挥信息化、数字化和自动化技术的显著优势，不断提升自身的自动化水平，促使企业朝着智能化的方向不断发展，以此来增强产业的创新能力和竞争能力，这样才能更好地服务于社会和创造价值。目前，电厂采集数据的方式方法有很多，数据的种类也呈现出复杂多变的态势，信息量也在逐年增大，大大提升了电厂数据采集和数据分析能力，在很短的时间内就有大量的数据信息产生，电厂有必要应用大数据技术挖掘数据和处理数据。大数据在热工自动控制技术方面的应用，设计人员会提供出系统运行的特性，并且将特性利用可视化的信息传输给各个系统，通过云计算等先进的功能为电厂提供科学合理的设备改善计划，大大提升了电厂工作人员的安全性和工作效率，对于促进电力行业的健康发展有着很大的积极意义。

3大数据技术在热工自动控制技术的应用
  3.1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。
  3.2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。

  3.3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。
  3.4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。
  3.5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。

参考文献：
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