谈火电机组运行优化系统的现状与前景
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作者: 李淑华
摘要：介绍了当前运行优化系统在国内电站机组的应用现状，阐述了国内外运行优化系统在实际应用中存在的问题，并提出了相应的改进意见。对机组运行优化系统的未来发展进行了展望，指出机组运行优化系统将利用先进技术设备和信息平台，与电站管理紧密结合，在日益规范的市场中不断发展完善，为提高电站经济性发挥更大的作用。
关键词：火电机组 运行优化 热能动力工程 软件应用
1、国外研究动态和商业化产品
作为机组运行优化的基础性研究工作，西方发达国家早在20世纪70年代初就开展了电站热力系统性能监测方面的研究。在这一发展过程中，美国电力科学研究院(EPRD发挥了主导作用，集中了大批人力物力进行深入研究，同时通过与众多电力公司合作完成了大量试验验证工作，并在此基础上制定了一系列行业规范和标准，对世界范围内机组运行优化技术的发展奠定了坚实的基础。随后，英国、德国、日本等国家的电站设备制造商和科研机构也展开了相关研究与试验，使得世界范围内的机组运行水平有了普遍提高。
2、国内研究动态
与国外公司相比，国内自主开发机组运行优化系统的单位无论在资金支持、技术储备和开发梯队上都不具备优势，加上由于体制约束往往需要独立完成从核心模型、实现算法到软件平台的全部开发，严重影响了开发效率和产品性能。因此，应学会通过合作开发和软件外包等方式提高系统整体性能，降低开发成本，同时发挥自身专业背景和技术优势解决关键问题，以提高产品的核心竞争力。
3、国内机组运行优化系统的应用现状
国内机组运行优化系统的自主研发虽然起步较晚，但是通过参考国外成熟产品和应用经验，避免了大量理论研究和现场试验所需要的先期投入，加上直接运用先进的软件技术，使得产品具有后发优势。同时，国内运行优化系统与国外同类产品相比具有明显的价格优势，在升级维护方面也具有国外产品无法比拟的本土优势。
4、机组运行优化系统的关键问题
机组运行优化系统已经在国内电站得到比较广泛的应用，但是系统中一些悬而未决的技术难题一直困扰着研究开发人员和电站运行管理人员，至今没有完善的解决方案。
4．1 机组运行参数指标的有效获取
机组运行优化系统的准确性有赖于参数指标的有效获取，同时，系统的实时性也为重要参数的实时获取提出了更高的要求，而171前对于机组运行参数指标的有效获取还存在以下问题。1)部分重要参数指标的实时获取还存在技术障碍。2)现场测量值的数据检验工作还存在很大不足。电站的运行环境使得测量数据经常由于传感器故障、漂移和各种干扰而产生不良值。3)电站复杂的信息环境不利于指标获取。
4．2 机组运行目标工况的确定
机组运行171标工况的确定是电站运行优化的核心问题。但是，171前对于机组运行171标工况的定位还没有形成统一认识，不同的开发商往往根据各自的技术优势采用不同的实现方案，在电站运行管理人员中引起一定的分歧和争议。
机组的运行机理和特性相当复杂，呈现出高度的耦合性和非线性。由于按照目前掌握的领域知识建立整体机理模型十分困难，分解优化成为研究的主流方案。分解优化将机组划分为不同的子系统分别进行研究，确定各自的最优运行工况，再通过协调手段达到机组的整体优化，针对具体系统和具体指标的标值确定问题，在实现时出现了设计值、试验值、计算值、经验值和统计值等多种方案。
5、机组运行优化系统的未来展望
目前国内电力行业对运行优化技术已经形成了巨大的市场需求，部分运行优化系统已经为实施电站机组优化运行创造了显著的经济效益，具有广阔的研究和发展前景。
5．1 运用先进技术设备解决存在难题
近年来，测量技术和人工智能技术取得了很大的进步，将其引入到机组的运行优化领域能够起到巨大的推动作用。一方面，随着先进测量元件和测量技术的不断完善[3 ，燃料和飞灰特性等基础数据逐渐从离线化验过渡到在线测量，针对烟气连续监测、排烟N和关键流量温度点的测量也出现了不少新装置，这些装备的投入使用都将对提高运行优化系统的准确性和实时性起到积极作用。另一方面，神经网络、遗传算法、模糊集合、模式识别等人工智能技术在电站运行的应用研究也已起步。为数据校验、动态寻优、故障诊断、操作指导的发展提供了新的技术思路和技术手段。人工智能技术与领域先验知识的互相推动将使机组运行优化系统的内涵获得本质提升。
5．2 机组运行优化系统实施平台的转变
电站信息平台是实施运行优化系统的主要环境，为机组优化运行提供所需的数据信息，因此，信息平台的可靠性、实时性和稳定性直接影响着机组运行优化系统。机组运行优化系统向SIS平台的迁移是目前的发展趋势。事实上，目前70％以上新实施的SIS都集成了机组运行优化功能。
5．3 软件系统与管理制度的进一步融合
机组运行优化系统服务于电站的运行管理和生产管理，在目前操作指导还不能实现智能化的情况下，需要运行人员建立经济运行意识，发挥主观能动性，根据系统反馈信息进行操作调整，而管理人员则要在系统的支持下对机组运行的安全性和经济性进行评估考核。由此不难得出结论，配套管理制度的建立和执行直接关系到系统的应用效果。
6、结语
随着中国电力行业信息化建设的不断深入和先进经营管理理念的逐步贯彻，国内电站正向着现代化企业的战略框架迈进，从而为机组运行优化技术的发展创造了更大的空间，同时也提供了更广阔的思路。虽然目前机组运行优化系统的研究与应用还存在一些不尽如人意的地方，但是从长远利益看，在广大研究人员和电站运行管理人员的共同努力与密切配合下，机组运行优化系统将会在应用的深度和广度上不断取得突破，为电力行业和国民经济的可持续发展发挥重要作用。
参考文献：
[1]OPTIPRO Plus―manual of Zhunge’er power plant．Siemens．2002．
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[3]吕游，李巍，张晓波等．应用运行优化软件(OPTIpro)进行运行管理的探索和实践．内蒙古电力技术，2004，22(5)：35―37．LU You，LI Wei，ZHANG Xiaobo，ct a1． Exploration andpractice for application of optimum software (OPTIpro) inoperation to operational administration．Inner M ongolia ElectricPower，2004，22(5)：35-37．
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