火力发电厂低碳电力生产高效率的自动控制策略分析

田刚

摘要：现如今，实现低碳环保已经成为发展的重要目标之一。作为能源消耗量巨大的行业，火力发电如何实现电力生产的低碳化和高效化是一项亟需解决的问题，而达成控制的自动化能够发挥更加优良的效果，能够在减少人工成本投入的同时，实现生产效率和节能减排效果的提升。本文首先分析了火力发电厂低碳电力生产高效率实现自动控制的重要意义，其次研究了火力发电厂低碳电力生产高效率实现自动控制的相关策略。

关键词：火力发电厂；低碳电力生产；高效率；自动控制策略

引言：在火力发电技术不断向前发展的背景下，相关主体应当不断开发并应用低碳电力生产高效率的自动控制方法，提升火力发电厂生产的环保性能，减少电力生产期间的能源消耗规模。在此期间，需要与煤种的变化特性以及电厂的负荷能力进行有机结合，并以电力生产的运行状态作为依据，对锅炉的温度、入炉的煤炭种类以及负荷进行自适应调节，从而达成自动控制火力发电厂电力生产高效率的目的，从而切实实现节能减排。
1 火力发电厂低碳电力生产高效率自动控制的重要意义

火力发电厂中自动控制系统的有效应用能够促使电力生产过程实现控制的自动化，该系统可以对发电厂中存在的自动化设备进行实时控制，实现生产安全性的有效提升。不仅如此，在自动控制系统之下，电力生产过程中将不再需要借助人工操作，这可以有效缩减工作人员的规模，实现火力发电厂人力成本的降低。在火力发电厂实现低碳生产电力高效率这一目标期间，借助自动控制系统能够达成采集和处理相关数据实时化的目的，从而实现发电过程管理和控制的自动化[1]。依托于自动控制系统，火力发电厂的运行可以获取到更加坚实的保障，系统可以科学设定发电设备的工作参数和运行参数，从而使得设备可以长时间处于稳定运行的状态。在设备运行的过程中，一旦数据被更改或者是产生故障情况，应当将设备的运行立即暂停，降低故障问题造成的经济损失程度。在自动控制之下，当火力发电厂的发电设备产生异常运行或故障情况时，能够实现电源切断的自动化，同时使用有效的应急措施，减少这种情况对工作人员带来的威胁。

2 火力发电厂低碳电力生产高效率自动控制策略

2.1 自动控制系统分析

火力发电厂在实现低碳电力生产高效率时，做到自动控制是一项至关重要的内容，可以产生多方面的意义。在此之中，涉及自动控制系统的使用，在该系统中，涵盖的技术形式主要有现场总线控制技术、可编程控制技术以及集散控制技术等等。不管具体应用的是何种自动化控制技术，均需要满足如下的使用需求：首先，自动控制系统需要具备能够将控制系统本身效能最大限度发挥的能力，确保系统在应用期间可以拥有快速的反应速度和较高的效率，同时做到简便化规范化，保证控制系统拥有足够科学、足够恰当的平台结构；其次，自动化系统还应当与火力发电厂在电力生产期间提出的低碳需求与高效率需求相满足，具备自动控制火力发电厂所有设备的能力，同时提升自身的扩展性和稳定性，以便后续发展进程中的系统升级可以更加便利；再次，自动控制系统还应当实现多个方面发展的协调化，优化设备控制、采集与处理数据等多项工作的优先级别顺序排列，从而使得不同程度的自动化控制均可以被满足；最后，火力发电厂的相关人员还应当完成控制策略数据库的搭建，借助机器学习技术实现自动控制系统智能化水平的提升。

2.2 引入工业以太网技术

就现阶段的科学技术发展水平来看，微电子技术的蓬勃发展为测控设备功能与电气综合保护功能的健全提供了强有力的推动作用，也促使保护、测量、交流信息的功能以及通信功能实现了切实贯彻落实，不仅如此，工业以太网技术的出现与迅猛发展为大量测控功能的实现提供了支撑平台。工业以太网技术本身具有多方面的优势，例如传输速度快、容量规模大以及成本投入量较小等等，能够将过去的控制系统在应用期间暴露出的问题进行充分地弥补，工业以太网技术在火力发电厂低碳电能生产高效率自动控制中的有效融入能够为火力发电厂后续发展提供更加强大的支撑力量[2]。

2.3 运用PLC控制系统

与以往的继电器控制系统相比较而言，PLC控制系统自身的优势更加明显，其抗外部因素干扰能力、稳定性以及可靠性均处于一个较高的水准。当前，工业控制领域中PLC控制系统的应用深度和广度均在不断扩大。不仅如此，在信号处理技术和计算机信息网络技术持续朝前迈进的大背景下，PLC控制系统也实现了自身的优化与突破，改变了以往仅可以使用开关量逻辑控制的模式，摆脱了制约，并且过程控制和运动控制等层次的控制性能同样实现了优化。在火力发电厂低碳电力生产高效率自动控制期间，辅助性系统是PLC系统运行的主要形式，能够实现自动控制燃料送煤量的目标，减少不必要的资源浪费。

2.4 依托DCS自动化控制系统

DCS自动化控制系统本身存在着两方面的显著优势，同时也是其基本功能，即管理与检测。通常来说，在火力发电厂中往往会包含多种多样的生产设备，以满足低碳电力生产高效率的实际需求，这些设备可能是由多个不同的厂家生产的所生产的。当火力发电厂引入DCS自动控制系统之后，能够将这些来自于不同厂家的设备联合到一起，将设备联合作用进行有效的发挥。DCS系统本身具备着多重功能，不仅能够实现功能的集中，同时还可以实现功能的分散，这也是其最主要的优势之一。自动化控制系统中包含的各项功能一般是依托多个差异化的模块，这些模块可以被视为子系统，DCS自动控制系统能够有效组合这些模块。

DCS自动控制系统可以在软件条件与硬件条件均满足相应需求的基础上对系统中包含的每一个功能子模块进行恰当地调整，这种方式能够与火力发电厂低碳电能生产高效率提出的多样化需求加以有效满足。举例来说，DCS自动控制系统中包含的数据采集子系统比较常见，这一系统能够达成对生产设备压力、流量、温度以及液位等多个方面进行连续化、在线化测量的目标，不仅如此，数据采集子系统还能够从DCS系统中独立出来，转变为一种上下位机结构，同时，该子系统还可以成为一个规模相对较小的集散型系统，这一类系统能够达成网络实时控制的目标。数据采集子系统能够为DCS系统提供相应的热力系统流程图，一旦设备生产和运行期间的相关参数产生了问题，还能够在短时间内做出相应的警报。除此之外，该系统还可以将继电器开关处所生成的各种信号进行迅速地采集，并且采集的频率较高，一旦搜寻到非正常的信号就可以在系统中加以记录，同时给予相关主体及时的警报[3]。另外，数据采集子系统还能够提供自动控制系统和电力生产系统中各项参数的实时变化趋势，这对于预测系统运行状态工作的开展是十分有利的。该子系统还可以制作相应的问题反映表格和故障表格，并将这些表格定时打印出来，以便有效记录与系统相关的各项参数，并为后续工作中的查询奠定基础。

总结：综上所述，当前我国民众的用电规模正呈现出不断扩大的态势，为了能够与人们的实际需求相匹配，火力发电厂中的电力生产设备数量也在不断增多，并且发电厂的规模也在持续扩大，为了可以切实实现火电厂资源利用效率的提升，同时与电力稳定性要求相满足，自动控制技术的应用范围逐步拓宽。自动控制在火力发电厂低碳电力生产高效率中的融入能够实现火力发电厂生产水平和生产效率的提升，这对于火力发电厂实现自身的可持续发展而言也是十分有利的。

参考文献：

[1]莫冰.大型火力发电厂电气控制系统的实现探究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(05):150-151+189.

[2]赵殿瑞,裴振英,刘伟乾.火力发电厂低碳电力生产高效率的自动控制方法研究[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2019,15(03):255-259.

[3]程军.火力发电厂电气控制系统的实现模式及标准化管理对策[J].大众用电,2021,36(06):81-82.