火电厂热工设备保护系统优化研究

【摘 要】火电厂热工设备保护系统主要作用是在发电机组启动和运行过程中，发生危机设备安全的危险时，能进行自动保护并采取一定的措施，防止事故进一步扩大，以此消除异常，并实现对人身及设备机组的安全保证。优化热工设备保护系统对提高机组运行稳定性及可预防、可控制生产事故具有积极作用。本文简单分析优化热工设备保护系统的重要作用，研究和探讨了热工保护系统的自适应控制系统。

【关键词】热工设备保护设备保护系统系统保护火电厂设备 优化研究

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

一．引言

随着我国电力工业的快速发展，火电厂的机组装机容量和供电区域内电网容量的逐步扩大，电力系统成为经济建设发展的重要支柱，电力生产稳定及供电稳定成为电力系统中被广泛关注的话题。火电厂热工设备保护系统就是通过对设备进行测量、监控，在发生危及情况时，采用措施预防和制止、降低事故发生，减少事故损失程度。热工设备保护系统优化是提升设备保护的必经之路，同时也是提升设备安全的有效手段。

一.优化热工设备保护系统的重要作用。

火电厂随着装机容量的增大，以及为了提供高容量的电力输出，就需要使用更多需要监视的热力系统参数。热工设备保护系统就是建立于对需要监视的热力系统参数进行测量之上的，对热力系统参数进行范围确定，一旦超过正常范围后立即报警并触发保护动作，以实现对机组设备保护的功能。

优化热工设备保护系统，是立足于人性化设计基础上，通过对热工设备保护系统的功能增强和提高保护稳定性，实现对操作人员生命安全、机组生产安全以及电网正常运行提供强有力的安全保障。火电厂的生产安全是影响未来发展和生产经营的主要条件，而热工设备保护系统实现对机组安全保护，通过提高热工设备保护系统的功能，来达到对机组保护的目的，因此，热工设备保护系统通常被视为火电厂的灵魂所在。优化热工设备保护系统，提高机组运行的稳定性和抗风险能力，进一步完善了设备在处理突发事件上的反映和紧急事件的处理方式。通过优化设备保护系统，创造了安全的生产环境，进而提升了火电厂的安全系数，保障火电厂的正常生产，同时对提高电网供应能力，减少国家经济损失具有积极作用。

二.热工设备保护系统的自适应控制系统。

热工设备保护系统的自适应控制系统是基于先进控制的策略，以提高设备在不同事件中的自适应能力，通过对设备进行参数调校和控制，实现系统工作的工作状态接近或保持在最佳工作状态。热工设备保护系统的自适应控制系统是根据对象的参数变化来进行自动调整控制器的结构和参数的优化控制方法，是对设备保护系统的深入优化。

1.自适应控制系统运行原理。

在火电厂的热工设备保护系统中采用了自适应控制方法的控制系统，就是自适应控制系统。自适应系统是通过在工作过程中对热工设备系统参数进行不断检测，根据系统参数变化和运行指标变化，及时改变设备控制参数，必要时改变控制作用，保障系统维持在最佳工作状态下。在自适应控制系统的运行过程中，通过测量控制输入、参考输入和对象输出以及已知外部干扰等性能指标，与给定的性能指标标准进行对比，适应机构在发现误差后改变控制器参数，或者是对被控对象产生辅助的控制输入量，来保证系统接近给定的性能指标。热工设备保护系统的自适应控制系统运行图如下：

2.自适应控制系统的应用。

热工设备保护系统的自适应控制系统包括三种类型：采用简单方法进行信息收集和控制的简单自适应控制系统、采用参考模型进行控制引导的模型参考自适应控制系统、采用在线辨别、认知，实时获得设备运行系统参数，根据给定的性能指标进行自行校正的自校正控制系统。

2.1热工设备保护系统的简单自适应控制系统。

采用简单自适应控制系统主要是通过对过程进行动态特性以及对扰动的动态特性来进行控制，调整控制器的系统参数，可根据偏差对系统参数进行自动调整和控制，也可根据扰动动态情况，实现对控制器的自动调整。根据系统在过渡过程中的曲线形状，实现对PID参数的自动调整，以实现热工设备保护系统能维持或接近最佳工作状态，提高设备运行安全。

简单自适应控制系统模式切换需要人工控制，需要采取以下步骤进行：

（1）在系统控制模式下，采取人工控制系统使系统进入稳定的状态，将整定开关S切换到测试模式，同时接通继电器，实现系统输出的等幅振荡，系统检测出振荡的幅度和振荡的周期，计算出临界的比例度，调整控制器的规定参数。

（2）切换整定开关S到自动模式的位置上，使控制系统保持正常运行。

2.2采用模型参考的自适应控制系统。

模型参考自适应系统是由参考模型、反馈控制器、被控对象和调整控制器系统参数的自适应控制系统机构组成。系统控制包括外回路和内回路，外回路调整控制器的系统参数，内回路是控制器和被控对象组合而成的反馈回路。

采用模型参考的自适应控制系统是由控制器的输入，产生控制作用，对被控设备对象进行控制，通常系统将信息输入参考模型，采集的信息与给定的期望要求进行比较，如发生偏差立即进行调整，将控制信息输出到自适应机构上，实现对对象特征的及时调整，提高运行安全。模型参考自适应控制系统关键是建立理想的参考模型，利用参数最优化技术控制系统参数，使预定的性能指标达到给定的要求。

2.3自校正控制系统。

自校正控制系统是将被控制过程中的输出信号和输入信号传输给系统过程参数辨识器，采取对被控过程中的数学模型进行在线辨识，系统参数调整机构根据辨识结果计算出自动校正的控制程度，调整和修改控制器的参数，通过改变控制器的控制作用，使控制的性能和指标达到最优。自校正控制系统中也包含两个回路，其外回路是由递推参数估计器和参数调整控制机构组合二次，内回路是被控过程和线性反馈控制器组成，其控制器的系统参数通过外回路进行调整。

自校正控制系统能通过在线辨识和信息收集，及时获得过程中的真实动态的特性，并能够及时、准确的对控制参数进行校正，实现对热工设备保护的及时信息反馈，提高事件反映和处理能力，能提高设备的运行状态，保障热工设备在安全范围内稳定运行。

三．结束语。

火电厂热工设备保护系统是保障电厂人身、财产安全的必要手段，通过对设备保护系统的优化，实现设备保护机构的自动适应、自动控制，达到对热工设备运行状态的及时调整和系统参数控制，通过信息输入和信息反馈，与给定的预设性能标准进行比较，发现存在偏差立即输出控制和调整信号，调整机构实现对参数的校正，维持热工设备在最佳工作状态运行，达到设备保护的目的。

参考文献

[1] 赵倩 火电厂热工设备保护系统优化研究 [期刊论文] 《科技创新与应用》2012年26期

[2] 李海龙 刘海波 火电厂热工保护系统可靠性分析 [期刊论文] 《中国新技术新产品》2010年19期

[3] 程松党 张志鹏 关于提高热工保护可靠性及安全性的对策分析 [期刊论文] 《科技资讯》2011年30期

[4] 寇涛 李文凯 申亚宁 电厂热控保护工作的重要性及对策 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》2012年31期

[5] 朱北恒 尹峰 孙耘 孙长生 ZHU Bei-heng YIN Feng SUN Yun SUN Chang-sheng 火电厂开关量控制系统的逻辑优化 [期刊论文] 《中国电力》 ISTIC PKU2007年10期

[6] 周裕宏 热控系统设备的改造 [期刊论文] 《电力安全技术》2010年1期

[7] 王雅婧 浅谈有关提高热工保护可靠性及安全性的对策 [期刊论文] 《企业技术开发：中旬刊》2012年10期