电厂集控运行控制模式及应用分析

何 杰

（湛江宝发赛迪转底炉技术有限公司， 广东 湛江 524000）

引言

电力供应是用电设备工作的前提，电力资源是社会发展的能源支撑。随着科技的不断发展，社会对电力能源控制提出了更高要求。同时，电力控制系统的优劣，决定了电力发输电与供配电的效率。集控运行控制系统是目前比较常用和技术成型的控制系统[1]。网络信息技术的迅速发展为电厂能源的管理模式提供了更加实时的、远程的有效载体[2]。此外，集控运行控制系统能够有效调控节能减排，通过优化系统来降低运营成本，在一定程度上提升了运行效率。

1 控制模式

1.1 核心技术

集控运行控制模式是目前通用的一种电力控制方式，旨在实现最优的控制管理模式，在现代工业中占有举足轻重的作用。传统模式使用的是单独运行控制管理技术，整个系统仅有一个母控制系统，各部分均独立存在，彼此没有关联性，而现代管理模式属于多融合技术模式，包括电力电子技术、通信技术、网络信息技术、自动化技术及其人工智能等，具体而言，集控运行控制模式是一个多关联的融合系统下的管理运营方式，做到事故防患于未然。

1.2 运行条件

分散型控制方式是当前电厂集控运行的具体方式，主要通过计算机平台将各种电气设备进行软件互联，主要体现在电厂电气设备运行线路（多采用监控模式）。在电厂运行中，温度和电源也是要充分考虑的条件，因此，各种电气设备（尤其是发电机组，这是整个控制系统的核心组件）的温度及产生的电能需要被实时监控，确保减少设备因温度过高而烧坏及发电机组段路或短路带来的事故率，以提高电厂运行的工作效率。此外，为了进一步减少事故率的发生，按周期巡检也是极其重要的。具体而言，在机组运行前，应当仔细核查接地的完好性，以防机组外壳因漏电而带电，同时，检查信号是否被屏蔽。信号被屏蔽的影响因素很多，应仔细逐一排查，否则会影响整个分散型控制系统，因而也是重要的运行条件之一。

2 集控优化评判

在一般情况下，模糊综合评判涉及三个量。设与被评价对象相关的因素存在n 个，记作U= {u1，u2，…，un}，称它为因素集。又设全部可能出现的评语存在m个，记作V= {v1，v2，…，vm}，称它为评判集。因为每种因素所处的地位不一样，其作用也不相同，所以出现衡量标准即权重，记作A= {a1，a2，…，an}。

将七元组合数列作为表述量即：

式中：N 为参加监控的人员数和被监控的设备对象，假如监控（或被监控）中的数量多于两个，则定义为系统监控（或被监控）。但是，在计算时，可以将其合并，定义二者数量均为1；S 为监控质量情况。不同的监控质量情况可用{S1，S2，…，Sk}表示；A 为监控者的监控行为。不同的监控行为记作{a1，a2，…，aM}，在某一监控情况Sk下，监控行为Ak⊂A，并且Ak=A；D 为设备的监控状态。不同的监控状态记作{d1，d2，…，dN}，在某一监控情况Sk下，监控状态Dk⊂D，并且；P 为集控情况的变化概率，P∶0≤S×A×D≤1，记作P（S，A，D）；R 为集控后收益情况，可通过S×A×D 计算获得，记作Rh（S，A，D）；V可作为集控行为合理性的判断。将总收益值作为目标函数可记作：

在某一集控情况Sk下，集控对策记为（di）），则对策可作为平等机率事件的充要条件为

除了这一充要条件之外，模型的应用需要集控的随机性、非合作性以及动态演化性。因此，基于该模型的集控方法并非能够应用于所有电厂集控运行模式。以下将利用模糊综合评判法，评价该法的适用领域。

模糊综合评判的步骤按如下方法进行：

1）设定因素集U= {u1，u2，…，un}。

2）设定评判集V= {v1，v2，…，vm}。

3）进行单因素评判得ri= {vi1，vi2，…，vim}。

4）构造综合评判矩阵：

综合评价：对于权重A= {a1，a2，…，an}，计算

并且需要根据最大隶属度原则做出评价。

在综合评判时，根据算子B=A·R 不同的定义就存在不同的模型。

1）模型Ⅰ：M（∧，∨）——主因子决定类型。计算方法为：bj=max（ai∧rij），i=1，2，…，n，j=1，2…，m。该模型评判结果由在总评判中发挥主要作用的因素决定的，其他的因素都不影响评判，相对而言，这种模型适合单项评判最优就认为综合评判最优的情况。

2）模型Ⅱ：M（●，∨）——主因子突出类型。计算方法为：bj=max（ai·rij），i=1，2，…，n，j=1，2…，m。该模型和Ⅰ模型有些相似，但是它要比Ⅰ模型更为细化。它不仅突出主要因素，也兼顾其他因素。这种模型适用于模型Ⅰ不适用的范围，也就是在各种因素不可以区别开来但是需要进行细化时的情况。

3）模型Ⅲ：M（●，+）——加权平均类型。计算方法为：，j=1，2，…，m。此模型依照各种因素的重要性对所有的影响因素全部考虑，相对而言适用于要求综合最优的情况。

4）模型Ⅳ：M（∧，茌）——取小上界和类型。计算方法为：…，m。该模型在使用时，特别注意的是：每个ai不能取得偏大，否则就可能出现bj都为1 的情况；每个ai不能取得过小，否则会出现bj都等于每个ai之和的情况，这将导致单因素评价的相关信息丢失。

本文所建立的模型使用主因子决定类型的算子。

3 稳定运行

虽然电厂集控运行控制模式满足了核心技术和运行条件，但整个系统还需要稳定地运行，即实现系统可靠性，这就要求需要运用多种手段进行处理来保证系统稳定运行。由于影响稳定运行的因素众多，因而首先应先制定各种针对性的预处理方案，减少系统的非稳定运行状态，减少成本，提高运行经济性，有效降低事故发生率。

3.1 科学技术因素

电厂无人化方向是智能化发展的必然趋势，借助当今信息技术的蓬勃发展，集控运行控制系统也应当与时俱进，不断更新换代，并立足于最新的信号处理技术和网络技术，实现发电机组的远程信号可靠采集和控制。然而，无人化技术有其自身的特点，对电厂而言，信号处理应具有人性化，这就要求控制系统中信号接收和发送应实现简单且保证实时可靠，提升系统工作效率。例如，当对发电机组产生电量进行统计时，通过大数据技术进行数据的搜索分类和处理，替代了传统的人工统计，进而提升了工作效率，同时也兼顾了运行控制的安全性。

3.2 操作人员因素

纵观目前的各级电厂，很多老旧设备依然存在，这类老旧设备从各个方面都勉强维持电厂集控运行控制模式，一旦操作不良，随之而来的就是不断产生各级故障，给电厂运行带来不良后果。然而，鉴于实际情况和资金问题，设备还需要继续使用，因此，操作资源就应当合理优化。操作资源主要依赖于操作人员，操作人员的专业知识，专业素养和专业实践能力，这些是决定电厂集控运行控制模式顺利实施的关键。操作人员在专业素养不断完善的同时，不断增加操作技术熟练度，实现电厂集控运行控制模式的整个系统运行合理优化。从管理上来看，操作人员在实际的工作过程中，还应当具有合作意识和团队责任感，可以通过资源共享实现控制能力；从电厂角度出发，经常不定期地对操作人员进行深入的专业培训，增强管理理念，加强业务能力，通过良好的实践能力来维护电厂集控运行控制模式的可靠运行。

3.3 操作环境因素

电厂集控运行控制模式执行架构包括电子室和控制室。电厂集控运行控制模式的运行保障包括电能供应保障和接地系统保障。

首先，电厂集控运行控制模式执行架构有严格的环境要求，旨在保证机组的安装与调试顺利进行。再者，计算机作为电厂集控运行控制系统的核心部分，也需要良好的运行环境，为避免受到外界环境的巨大影响，应对计算机环境进行整改，保证其干燥通风，打扫环境减少粉尘，定期维护计算机机体，保证其信号顺利接收发送。

接地系统是电厂集控运行控制系统的有效保护措施，使设备良好接地；抗干扰技术在电厂集控运行控制系统中占有极其重要的作用。交流电源所导致的干扰主要是来自50 Hz 交流电网。因此可以通过合理正确的布线方式、在系统电路中加入滤波器、系统电路中加入隔离变压器、设置交流稳压器和采用屏蔽法对电源变压器进行屏蔽等方法，主要由电磁感应而产生的串模干扰这种情况下，提前将有用信号进行放大，与干扰信号进行有效区分，然后采取滤波器把干扰信号除去；回路中提前实现模/数转换、采用屏蔽等措施。由于带通滤波器的特性可以抑制串模干扰，因此需要在仪表设计电路中加入带通滤波器。一般情况下，干扰信号均比有用信号变化速率快，在设计电路中作为模/数转换器的输入滤波器通常采用二级阻容低通滤波网络。当有用信号的变化速率比干扰信号快时，应适当地改变二级阻容低通滤波网络常数，以减小参数来抑制串模干扰信号。在工作环境充斥着强电或强电磁干扰时，为了避免使测量回路被电网电压损坏，需要利用到隔离放大技术。

4 结论

电厂的自动化程度日新月异，因此在电厂集控运行控制模式的使用过程中需要改变传统的管理模式，进而实现一种管理方式上的重大突破，通过与信息网络、计算机技术等多种技术的结合来实现集控运行控制模式的完善，实现自动化的管理，这样的管理模式使得工作人员的安排发生了非常大的改变，需要进行工作的重新统筹和职责的重新划分，进而减少人力的投入、节约成本，提高实际工作效率，通过资源的合理优化配置来实现电厂更高效、更安全地进行工作。