电力系统从设备控制到运行管理优化实践综合探索

大唐宝鸡热电厂 曹晓平

1 引言

随着我国经济的快速发展，能源消耗也呈现出逐年增长的趋势。电力系统作为现代工业的基础设施之一，对经济社会的发展起着举足轻重的作用[1]。为了提高电力系统的效率和稳定性，降低系统的故障率和停机时间，提高供电质量和供电能力，需要对电力系统进行优化和改进。本文从设备控制到运行管理的综合探索，探讨电力系统优化实践的重要性和必要性，提出了一系列有效的措施，以期为电力系统的建设和发展提供有益的参考。

2 大机组热工设备及系统

大机组是指发电机组容量在100MW 以上的发电机组，其由多个热力学循环组成。大机组作为电力系统中的重要组成部分，在电力供给中具有不可替代的作用。按照不同的发电方式，大机组可分为火电、核电、水电等类型[2]。

大机组热工设备及系统的特点主要包括[3]：一是规模大，设备复杂：大机组的装置规模较大，设备数量众多，包括汽轮机、锅炉、发电机、变压器以及水处理设备等多个部分。这些设备的性能和工作状态对于整个系统的稳定运行具有重要影响。二是运行环境苛刻：大机组的热工设备及系统通常工作在高温、高压、高湿等苛刻的环境中，容易受到腐蚀和磨损等因素的影响，需要采取一系列的措施来保证设备的运行稳定性和安全性。

3 DCS 系统

3.1 D CS 系统的架构

DCS 系统是一种基于计算机技术的分布式控制系统，主要由控制器、输入输出模块、通信网络等组成[4]。DCS 系统的架构包括控制层、信息层和执行层三个部分。

其中，控制层包括控制器和操作站，用于实现对设备的控制和监测；信息层包括数据库和历史数据服务器，用于存储和管理设备的运行数据；执行层包括输入输出模块和执行机构，用于实现对设备的控制和操作。

3.2 DCS 系统的应用

DCS 系统在大机组热工设备及系统中的应用主要包括[5]：一是数据采集和处理：DCS 系统可以对大机组的各个设备进行实时数据采集和处理，包括温度、压力、流量等多个参数。通过对数据的处理和分析，可以实现对设备的状态和性能的监测和评估。二是自动控制和调节：DCS 系统可以通过控制器和执行机构对大机组的各个设备进行自动控制和调节，实现对设备的启动、停机、负荷调整等多个操作。三是设备保护和故障诊断：DCS 系统可以通过对设备的状态和性能进行监测和诊断，及时发现设备的故障和异常情况，并采取相应的保护和修复措施，保证设备的运行安全和稳定性。

4 设备控制优化

4.1 大机组热工设备及系统主辅机DCS 配制

大机组热工设备及系统主辅机DCS 配制是电力系统设备控制优化的关键环节之一。大型火力发电厂的热控系统是保证发电安全、稳定和高效运行的核心技术之一，其主要功能是对机组进行热控制、调节、保护和监测。

4.1.1 热控系统结构优化

对于大型火力发电厂的热控系统，其结构的合理性和稳定性对于保障机组安全、稳定和高效运行具有至关重要的作用。在设计热控系统时，应充分考虑系统的实际情况，根据机组的运行状态和负荷变化情况，合理设置热控系统的参数和控制策略。此外，还应考虑热控系统与其他系统的协调配合，保证整个电力系统的运行安全和稳定。

4.1.2 DCS 系统优化

DCS 系统作为大型火力发电厂热控系统的核心控制设备，其配置和优化对于保障机组的安全、稳定和高效运行至关重要。在对DCS 系统进行优化时，应从三方面入手：一是合理配置DCS 系统硬件设备，充分考虑系统的可靠性和稳定性，选择合适的设备型号和数量；二是优化DCS 系统的软件配置，充分利用系统的功能和性能，提高系统的响应速度和控制精度；三是加强DCS 系统的故障诊断和处理能力，建立完善的故障处理流程和应急响应机制，保证系统故障能够及时排除。

4.1.3 人员培训和技能提升

对于大型火力发电厂的热控系统，除了硬件设备和软件系统的优化外，还需要注重人员培训和技能提升。应针对热控系统的特点和运行模式，对运行人员进行培训和考核，提高其控制和维护技能水平，提高系统的运行效率和安全性。

4.2 小型控制系统取消

在电力系统的建设和发展过程中，常常会出现小型控制系统数量众多、种类繁杂、功能重叠的情况。为了优化电力系统的设备控制，需要取消不必要的小型控制系统，降低设备选型种类，减少人员培训和运行备品种类。

4.2.1 分析小型控制系统的功能和作用

在取消小型控制系统之前，需要对其功能和作用进行全面的分析和评估。如果发现小型控制系统的功能与其他控制系统重复或者不必要，就可以考虑取消这些系统。

4.2.2 降低设备选型种类

取消小型控制系统可以减少设备选型的种类和数量，降低设备采购和维护成本。在取消小型控制系统的同时，应考虑整合其他控制系统的功能，合理配置设备和软件，提高控制系统的整体效率和可靠性。

表1 DCS 系统软硬件配置方案

4.3 除灰除渣PLC 控制系统升级改造

除灰除渣PLC 控制系统是电力系统中的重要控制系统之一，主要负责控制除灰除渣设备的运行和维护。随着电力系统的发展和进步，除灰除渣PLC控制系统需要不断升级和改造，以满足新的技术和管理要求。

4.3.1 DCS 控制系统的优势

一是更高的控制精度。DCS 系统具有更高的控制精度和响应速度，可以更准确地控制除灰除渣的过程。二是更好的可靠性。DCS 系统采用分布式控制结构，可以实现系统冗余和备份，提高系统的可靠性和稳定性。三是更高的扩展。DCS 系统具有更好的可扩展性，可以根据需要添加新的控制模块和控制策略，满足热电厂除灰除渣系统的不断发展和变化。四是更好的数据处理能力。DCS 系统具有更强的数据处理能力，可以实现更多的数据采集和处理功能，有利于热电厂除灰除渣过程的优化和改进。五是更高的人机界面友好。DCS 系统具有更先进的人机界面，操作更加简便直观，有利于操作人员对系统状态的了解和控制。

4.3.2 DCS 控制系统的升级改造

在进行DCS 控制系统的升级改造时，需要充分考虑系统的实际情况和运行模式，以确保系统的稳定性和可靠性。具体而言，应从三方面进行处理：一是选择合适的硬件设备和软件系统，保证系统的可靠性和稳定性；二是优化控制策略和参数设置，提高系统的响应速度和控制精度；三是加强系统的故障诊断和处理能力，建立完善的故障处理流程和应急响应机制，保证系统故障能够及时排除。

4.3.3 优化运行管理

除了控制系统的升级改造，还需要优化除灰除渣设备的运行管理。一是加强设备的巡检和维护工作，及时发现和处理设备故障，保证设备的稳定运行；二是建立设备档案和运行记录，实时监控设备状态和运行情况，进行数据分析和统计，优化设备运行参数和策略。

5 电力系统优化实践

电力系统优化实践是电力企业不可或缺的重要组成部分，需要充分考虑系统的实际情况和特点，从设备控制到运行管理的综合探索，充分利用现有的控制系统和设备资源，采用合理的配置和调整方法，提高系统的运行效率和可靠性，降低运营成本，提高能源利用效率，满足用户的不同需求，提高电力企业的竞争力和市场份额。

5.1 设备控制的优化实践

在设备控制的优化实践中，需要充分利用现有的控制系统和设备资源，优化系统的配置和调整。

一是整合控制系统的功能，避免重复或不必要的控制系统，降低设备选型种类和数量；二是加强控制系统的故障诊断和处理能力，建立完善的故障处理流程和应急响应机制，提高系统的可靠性和稳定性。

5.2 运行管理的优化实践

在运行管理的优化实践中，需要加强对设备状态和运行情况的监控和分析，及时发现和处理故障，提高系统的稳定性和可靠性。可以采用的方法包括：一是建立设备档案和运行记录，实时监控设备状态和运行情况，进行数据分析和统计，优化设备运行参数和策略；二是加强设备的巡检和维护工作，及时发现和处理设备故障，保证设备的稳定运行。

6 结语

通过电力系统的优化实践，可以有效提高系统的稳定性和可靠性，降低运营成本，提高能源利用效率，满足用户的不同需求，提高电力企业的竞争力和市场份额。因此，电力系统的优化实践是电力企业不可或缺的重要组成部分，需要得到重视和推广。