隨著國家“雙碳”戰略和 “智慧電廠”建設推進,火電機組如何降低供電煤耗、提升靈活調節能力和清潔高效水平,成為必答題。新華科技自主研發的智能優化技術,正在大型火電機組中推廣應用,助力其實現降本增效、節能減排和智慧升級。
與汽溫控制類似,協調控制是一個非線性、多變量和強耦合的復雜系統;當前,火電機組“三改聯動”(節能降耗改造、供熱改造和靈活性改造)又對其提出了全新的多目標要求,依靠傳統技術手段已無能為力。
新華科技智能優化團隊將傳統PID控制與智能控制技術相結合,專門為解決控制難點、痛點而研發的智能協調控制體系,實現火電機組機爐協調、一次調頻、深度調峰等優化功能,已在135MW-1000MW各類型機組應用中取得了優秀的運行實效。
其主要包含的先進控制技術有:
基于模型的多變量先進控制技術;
人工智能的動態加速技術;
多模態、多目標、多約束、變結構的優化控制技術;
AGC-R模式自適應技術;
變參數(VAPID)PID控制技術;
變負荷速率自適應技術;
汽機調門、減溫水與機前壓力的動態解耦自校正技術;
一次調頻量的補償控制技術;
燃燒控制的一次風母管壓力與容量風門協同控制技術;
凝結水節流技術;
靈活性調度技術。
某330MW亞臨界機組,原鍋爐主控輸出變化幅度為±18%,采用基于人工智能的動態加速和AGC-R模式自適應等智能優化技術后變化幅度為±3%;提升調節品質的同時降低機組煤耗、延長設備生命。
某600MW亞臨界機組,采用變負荷速率自適應等智能優化技術后,進行295MW~605MW負荷擾動仿真試驗;變負荷速率在2%Pe/min、1%Pe/min和0.5%Pe/min切換期間,控制品質持續保持穩定。
隨著新能源大量接入電網,如何在負荷變化幅度從10%Pe~15%Pe 躍升到50%Pe的情況下依然保證控制品質,是業內面臨著的一個挑戰。
某300MW亞臨界機組,采用增益調度等智能優化技術后,負荷從300MW連續降至150MW,后又從150MW直接升至300MW,負荷變化速率2%Pe/min;過程中包含了磨煤機啟停,其壓力最大偏差0.46MPa,功率最大偏差1.75MW。
某600MW亞臨界機組,爐機間蒸汽壓損大、定壓段長(240MW: 11.08MPa→420MW: 16.3MPa→600MW: 16.3MPa),規程要求在正常運行條件下(包含磨組啟停在內)機前壓力最大為16.9MPa;原控制方式下經常超壓,優化控制難度很大。采用基于多模態、多目標、多約束、變結構的等智能優化技術后,自2018年投運至今,期間機前壓力最大僅為16.81MPa,沒有一次超壓記錄。
基于模型的多模態、多目標、多約束、變結構的智能優化技術,與人工智能的動態加速技術完美結合,可助力火電機組實現高精準的協調控制品質:支持變負荷階躍指令幅度為50%Pe,且控制品質優于行業標準規定。
新華科技智能優化技術專門為解決大型火電機組控制難題而研發。目前已陸續開發了62個專用算法模塊,無縫集成在iPlant智能發電平臺中,實現智能燃燒、智能汽溫、智能環保、智能吹灰以及智能協調等優化控制功能,為打造“安全高效環保靈活”的智慧電廠提供強力技術支撐。