用我们的产品和服务使工业生产智能、绿色——北京国电智深控制技术有限公司首席专家夏明访谈录

北京国电智深控制技术有限公司（以下简称“国电智深”）成立于2002年，是由国电科技环保集团股份有限公司和国网电力科学研究院共同投资组建的现代化高新技术企业。其前身是中国电力科学研究院电厂自动化研究所和国电龙源电力工程有限责任公司。

基于信息物理系统的灵活智能发电控制技术

智能发电技术中系统各组成元素的自主性和基于自学习机制的智能化程度的提高,对其架构的灵活性提出了更高的要求。信息物理系统(CPS)是一种对物理过程进行控制的新的理念与体系结构,其高度的灵活性和智能性使其非常适合智能发电技术的应用。本文介绍了CPS的基本概念和特征;论述了基于CPS的灵活智能发电的基本特点;给出了基于CPS的智能发电控制的体系结构;有针对性地给出了现阶段智能发电体系元素向基于CPS的灵活智能发电体系的映射关系。CPS体系使智能发电控制技术逐渐趋于向基于系统组成元素高度智能的"自主化"、SDE/SDS等高度灵活的方向发展,为灵活发电的实现提供了一条新的途径。

智能发电运行控制技术

目前国内的各个发电厂已在不同程度上完成了数字化和信息化改造,但现在的数字化和信 息化发电厂和智能电厂相比还存在一定差距。本文从智能发电对于火力发电机组的必要性 出发,阐明智能发电厂的建设是发电厂发展的必然趋势,并且结合发电厂现状,总结了智 能发电控制技术的3个特点,提出一种智能发电运行控制技术应用架构,并列举其在发电 厂的实际功能应用,有效保障机组高效、灵活、环保地运行。

燃煤发热量软测量技术及其在超临界机组控制系统中的应用

采用非线性观测器的方法,通过对"广义热值"观测器的数学分析,探索燃煤发热量的软测量技术。在一台660MW超临界机组以12MW/min的变动速率、分5次将负荷从525MW降至245MW、机前压力从24.2MPa滑变到12MPa的工况下,取得了将有功功率偏差控制在5MW以内的效果,实践证明该超临界机组在协调控制系统中融入热值观测器有很好的鲁棒性,表明其能够快速响应自动发电控制(automatic generation control,AGC)大幅度变负荷的要求。

国产分散控制系统的可靠性实现技术

分散控制系统(distributed control system,DCS)的稳定运行依赖于其高度的可靠性。针对大容量火电机组的工艺对象特点和控制技术要求,为提高分散控制系统可靠性,提出了实现广义可靠的三原则,即预防为主、弱化影响和在线维修三原则,从系统的网络通信、硬件性能、电源供应、功能预警、软件优化和工程设计方面讨论了三原则的实现方法、原理及具体措施。其中双网双发的通信方式提高了工作链路故障时的系统容错性;公用系统冗余供电方案提高了公用系统的电源可靠性设计;标准化的算法设计规范了软件使用,实现了故障时安全动作。以此整体解决思路设计的1 000 MW等级超(超)临界火电机组控制系统在某大型机组实现了成功应用,通过了恶劣实验的检验和长期运行的考验,可以实现广泛推广。

基于现场总线技术的智能电厂设备管理

现场总线技术是自动化领域最先进的技术之一,以其数字化和智能化正逐步成为智能电厂建设的基础和发展方向。围绕智能电厂和现场总线技术展开讨论,重点以现场总线设备状态监测、系统故障统计分析、健康评估、预测检修等方面,介绍了基于现场总线技术的智能电厂设备管理系统在国内某大型百万火电机组的应用情况。在该工程中,实现了全厂总线设备的实时监视、分析评估、故障预警诊断等功能,具有一定的行业市场推广价值。

1000 MW二次再热超超临界机组分散控制系统关键技术研究及应用

在分析二次再热机组控制难点的基础上,介绍了1 000 MW二次再热超超临界机组国产自主化分散控制系统关键技术的研发,包括机组分散控制系统的设计及技术特点,机组协调控制技术,汽温控制技术,旁路控制技术及机组自启停(APS)控制技术。示范工程的应用表明,该分散控制系统性能稳定可靠,各项性能指标达到或优于设计值,机组实现了启停全程控制自动化。

国产智能控制系统在化工行业的应用实践

本文主要通过国电智深控制系统在大化肥项目上的应用,阐述了控制系统在化工行业应用的特点及配置、相关软硬件关键技术,针对化工智能化需求,对控制系统升级改进后在智能监测、智能控制和高效运行等增强功能也做了简要介绍。

火电机组智能发电控制系统架构简述

火电厂机组控制的先进性、信息化、智能化水平关系到全厂燃煤发电效率,关系到污染物排放达标。智能发电运行控制平台是以分散控制系统(DCS)为基础,将数字化、信息化、自动化、智能化高度融合,使传统DCS向智能DCS的转型升级。对智能发电控制系统与传统DCS进行对比分析,阐述了智能发电控制系统架构、特点,以供参考。

非线性控制技术在火电机组AGC优化中的应用

针对某电厂11号火力发电机组中的主蒸汽压力控制和AGC(自动发电控制)控制存在的不足,提出了基于非线性PID、非线性微分跟踪器和模糊控制策略相结合的非线性控制策略。工程实际应用结果表明提出的控制策略能够很好地解决机组的协调控制问题。

国电霍州2×600MW超临界机组协调控制系统分析与优化

对国电霍州电厂2×600MW超临界机组协调控制系统的构成、特点等进行了分析。在机组试运行期间,依据发现的问题对此协调控制系统进行了整定和优化,优化的回路主要有锅炉主控及增加变参数调节、压力拉回回路、锅炉加速回路以及给水设定回路。优化后机组在300MW-600MW负荷段具有优良的负荷适应性,机组主要参数调节品质优良,安全和经济性能得到了可靠保证。

国电泰州电厂2×1000MW二次再热超超临界机组控制系统项目

1项目背景二次再热机组发电技术研究在国内尚属首次。国外从20世纪50年代开始,美国、西德、日本等国家均建造了二次再热发电机组。美国的二次再热机组投运较早,1957年美国的Philo6号机组（125MW,31MPa/621/565/538℃）是世界上第一台超超临界机组,并采用了中间二次再热;

电厂热工自动控制技术的应用

分析表明,大数据、云计算、物联网等新兴技术与传统电厂自动化系统的融合,建设全层级、全过程的信息数据平台,全面构建生产、经营和管理的智能运作体系,实现产业的全面升级。

电厂分散控制系统改造工程关键技术分析

电厂生产实践中控制系统发挥着重要的作用,所以在实践中需要对控制系统的具体应用进行分析与讨论。就目前的分析来看,在电厂的工作实践中,分散控制系统的应用比较普遍,不过随着生产要求的提高,分散控制技术水准有所提升,所以要基于实际需求进行分散控制系统的改造。论文分析和探讨了电厂分散控制系统改造工程的关键技术,旨在为实践工作提供帮助与指导。

北仑1和2号600MW单元机组协调控制系统的设计与应用

大容量单元机组机炉协调控制系统的设计与调试是一项综合性很强的技术工作,基于IFO-KΔx的状态反馈可以预测汽压的变化趋势,有效克服汽压过调或振荡现象,对锅炉汽压的稳定起到关键性作用。该文提出了“正踢”和“反踢”的设计概念,用以克服锅炉的大迟滞和大惯性,由基于IFO-KΔx的状态反馈、“正踢”和“反踢”以及PID调节器共同组成一个综合型协调控制系统,充分发挥了各自的特长。将上述方案实际推广应用于北仑1和2号600MW单元机组的机炉协调(CCS)和自动发电控制(AGC)系统中,取得了:①稳定工况下负荷控制偏差在±3MW之内,主汽压静态偏差在±0.2MPa;②定压段变负荷时,当负荷变化100MW时,实际负荷变化速率>12MW/min;③滑压段变负荷时,主汽压偏差在±0.5MPa,实际负荷变化速率>9MW/min的优良控制效果,为单元机组协调控制系统的成功应用提供了一个范例。此外,通过对北仑600MW单元机组仿真试验曲线与现场实时趋势曲线的比较,表明文中所选用的数学模型是正确和有效的。

超临界机组协调控制系统设计新方法及其工程应用

超临界燃煤发电机组配置的直流锅炉,动态特性复杂。该文给出超临界机组协调受控对象的一种实用数学模型,采用观测器预估燃煤的热值,设计一种基于增量式函数观测的状态反馈+串级PID+智能控制(IC)+热值补偿(BTU)的综合型协调控制系统。采用数学方法描述了IC部分的具体内容,用状态空间法给出了整个控制系统的数学描述。通过数学分析,证明了系统稳定的充分条件,揭示了该综合型协调控制系统中串级PID调节器的作用。工程应用表明,在定压、滑压两种方式下变化负荷,其负荷速率可达12MW/min,证明了该控制系统的稳定鲁棒性。

本生直流炉机炉协调控制系统的设计新方法及其工程应用

直流炉的控制技术是热控领域一个重要的研究课题,与汽包炉有较大的差别,该文从直流炉非线性数学模型的结构入手,导出其线性增量型数学模型,进而采用状态空间法加以描述,建立了相应的增量式状态观测器,分别设计了新型的适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过在实践中对上述控制系统的整定与优化,取得了优良的控制效果:机组在大负荷范围(80MW)和高负荷变化速率(9MW/min)的工况下减负荷时,过热器出口汽温、机前压力和有功功率等参数的调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准。现场实时控制的应用效果展示了该项技术的先进性和实用性,同时也为超临界机组控制策略的选择提供了参考和借鉴。

自抗扰控制在火电厂主汽温控制中的应用

针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,本文提出了ADRC过热汽温控制方案。该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成串级ADRC-PID／ADRC双回路控制系统。在电厂过程仿真平台STAR-90上的实验结果表明,用这种方法建立的过热汽温控制系统,具有较好的控制品质和较强的自适应能力。

超超临界1000MW二次再热机组自启停控制系统设计方案与实现

介绍了泰州3号超超临界1 000 MW二次再热机组自启停控制系统(APS)的设计方案和体系结构,从分散控制系统(DCS)软硬件、设备驱动级逻辑、标准顺序控制逻辑、人机接口4个方面给出了在DCS中实现APS的基本过程和关键点,指出了二次再热机组APS设计的难点在于过热蒸汽温度、一次再热蒸汽温度、二次再热蒸汽温度的控制和三级旁路在机组启停时的控制,给出了实现二次再热机组APS的蒸汽温度控制和旁路控制的全过程自动方案。应用结果表明,APS的投运使机组整套启动时间大为缩短,降低了厂用电率,提高了经济效益,其中断点的设置、蒸汽温度控制、旁路控制方法对其他二次再热机组APS的设计具有重要的参考价值。

循环流化床锅炉石灰石控制研究

针对循环流化床(CFB)锅炉在燃烧过程中脱硫的滞后性和不稳定性,构造了一种CFB锅炉特有的"活性石灰石"状态监测模型,提出一种基于"活性石灰石"平衡的n(Ca)/n(S)优化配比方法,基于计算给煤量、送风量和炉内活性石灰石质量构造了SO2质量浓度预测模型,并利用600MW超临界CFB锅炉的实际运行数据进行了仿真实验.结果表明:仿真计算结果验证了所构造模型的有效性,基于该模型优化的n(Ca)/n(S)提高了SO2质量浓度的稳定性.