《2022智慧電廠產(chǎn)業(yè)洞察白皮書》將于4月25日在西安“2023智慧電廠論壇”重磅發(fā)布；作為《白皮書》聯(lián)合發(fā)布單位和論壇支持單位，新華科技主編智能控制版塊，闡述發(fā)電行業(yè)智能控制技術(shù)及智慧電廠解決方案。
為此，我們陸續(xù)推出技術(shù)分享系列，分篇介紹新華科技智能控制技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新點及其在火電機組上的創(chuàng)新應用。
本篇繼續(xù)介紹iFOC智能協(xié)調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)路線、應用案例和客戶價值。
基于ICS架構(gòu)自主研發(fā)的iFOC智能控制技術(shù)，面向機組智慧運行需求，將傳統(tǒng)PID控制與智能控制相結(jié)合，以“靜態(tài)平衡、反饋修正、并行前饋、動態(tài)加速”為特色，通過統(tǒng)計學習、系統(tǒng)辨識獲得智能化多模態(tài)對象模型，輔以模型在線修正技術(shù)、控制參數(shù)在線自動計算/賦值和對狀態(tài)變量預估的自適應技術(shù)，近年來已持續(xù)應用在125MW-1000MW不同等級火電機組的智能協(xié)調(diào)項目上，實現(xiàn)機爐協(xié)調(diào)、一次調(diào)頻、滑壓優(yōu)化、深度調(diào)峰等功能，取得了優(yōu)秀的運行實效。
iFOC智能協(xié)調(diào)主要應用的先進控制技術(shù)有：
基于模型的多變量先進控制技術(shù)；
人工智能的動態(tài)加速技術(shù)；
基于狀態(tài)預估的自適應技術(shù)；
增益調(diào)度技術(shù)；
連續(xù)反向AGC指令下的動態(tài)加速輸出抑制技術(shù)；
多模態(tài)、多目標、多約束、變結(jié)構(gòu)的優(yōu)化控制；
滑壓變負荷過程中的壓力設定值預測；
支持負荷變化幅度為50%Pe的階躍負荷指令，支持AGC-R模式技術(shù)；
變參數(shù)（VAPID）PID控制；
變負荷速率優(yōu)化；
汽機調(diào)門、過熱減溫水流量與機前壓力的動態(tài)解耦自校正功能；
一次調(diào)頻量的補償控制；
燃燒控制的一次風母管壓力與容量風門協(xié)同控制策略；
凝結(jié)水節(jié)流技術(shù)；
靈活性調(diào)度技術(shù)。
01 案例一
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(tài)加速和AGC-R模式自適應等智能協(xié)調(diào)技術(shù)后變化幅度為±3%；提升調(diào)節(jié)品質(zhì)的同時降低機組煤耗、延長設備生命。
02 案例二
隨著新能源大量接入電網(wǎng)，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(zhì)，是業(yè)內(nèi)面臨著的一個挑戰(zhàn)。
某300MW亞臨界機組，采用增益調(diào)度等智能協(xié)調(diào)技術(shù)后，負荷從300MW連續(xù)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（小于0.51MPa的指標），功率最大偏差1.75MW（小于3MW的指標）。
03 案例三
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(guī)程要求在正常運行條件下（包含磨組啟停在內(nèi)）機前壓力最大為16.9MPa；原控制方式下經(jīng)常超壓，優(yōu)化控制難度很大。
采用基于多模態(tài)、多目標、多約束、變結(jié)構(gòu)的等智能協(xié)調(diào)技術(shù)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。
04 案例四
某660MW超臨界機組，采用基于狀態(tài)變量預估的智能協(xié)調(diào)技術(shù)后，控制品質(zhì)如下圖所示。
iFOC的智能協(xié)調(diào)系統(tǒng)能自動適應不同的實際負荷指令速率變化，即使在磨組的啟、停過程中，主汽壓力與設定值的偏差最大只有±0.47MPa，極大地提高了控制品質(zhì)。
控制變量的增益調(diào)度、狀態(tài)變量預估和機側(cè)壓力設定值預測是自適應控制、自組織控制理念在iFOC智能協(xié)調(diào)的具體應用。
通過應用iFOC智能協(xié)調(diào)技術(shù)，使得機組負荷指令速率可在0.5%Pe/min～2.5%Pe/min任意變化，負荷擾動的幅度由行業(yè)標準的10%Pe～15%Pe擴展到了50%Pe，并且確保主汽壓力控制在3%P0偏差范圍內(nèi)、優(yōu)于行業(yè)標準。應用了iFOC智能協(xié)調(diào)技術(shù)后，機組提高了Kp值，增強了機組對電網(wǎng)的響應特性，可減少電網(wǎng)考核甚至獲得收益；同時改善了鍋爐燃燒控制性能，降低供電煤耗。
新華科技智能控制技術(shù)專門為解決大型火電機組控制難題而研發(fā)，目前已無縫集成在新華iPlant智能發(fā)電平臺中，與智能預警技術(shù)一起，作為ICS智能控制的應用雙核，為打造“安全高效環(huán)保靈活”的智慧電廠提供強力技術(shù)支撐。未來，新華科技將基于新華CANOS大數(shù)據(jù)平臺，繼續(xù)整合需求、聚合數(shù)據(jù)、融合優(yōu)勢，提供ICS智能控制和IMS智慧管理兩類應用，致力于構(gòu)建行業(yè)生態(tài)共同體，推動智慧電廠建設高質(zhì)量發(fā)展！
