《2022智慧電廠產(chǎn)業(yè)洞察白皮書(shū)》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(shū)》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(diǎn)及其在火電機(jī)組上的創(chuàng)新應(yīng)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(yīng)用案例和客戶價(jià)值。
基于ICS架構(gòu)自主研發(fā)的iFOC智能控制技術(shù)，面向機(jī)組智慧運(yùn)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(dòng)態(tài)加速”為特色，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)、系統(tǒng)辨識(shí)獲得智能化多模態(tài)對(duì)象模型，輔以模型在線修正技術(shù)、控制參數(shù)在線自動(dòng)計(jì)算/賦值和對(duì)狀態(tài)變量預(yù)估的自適應(yīng)技術(shù)，近年來(lái)已持續(xù)應(yīng)用在125MW-1000MW不同等級(jí)火電機(jī)組的智能協(xié)調(diào)項(xiàng)目上，實(shí)現(xiàn)機(jī)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(yùn)行實(shí)效。
iFOC智能協(xié)調(diào)主要應(yīng)用的先進(jìn)控制技術(shù)有：
基于模型的多變量先進(jìn)控制技術(shù)；
人工智能的動(dòng)態(tài)加速技術(shù)；
基于狀態(tài)預(yù)估的自適應(yīng)技術(shù)；
增益調(diào)度技術(shù)；
連續(xù)反向AGC指令下的動(dòng)態(tài)加速輸出抑制技術(shù)；
多模態(tài)、多目標(biāo)、多約束、變結(jié)構(gòu)的優(yōu)化控制；
滑壓變負(fù)荷過(guò)程中的壓力設(shè)定值預(yù)測(cè)；
支持負(fù)荷變化幅度為50%Pe的階躍負(fù)荷指令，支持AGC-R模式技術(shù)；
變參數(shù)（VAPID）PID控制；
變負(fù)荷速率優(yōu)化；
汽機(jī)調(diào)門(mén)、過(guò)熱減溫水流量與機(jī)前壓力的動(dòng)態(tài)解耦自校正功能；
一次調(diào)頻量的補(bǔ)償控制；
燃燒控制的一次風(fēng)母管壓力與容量風(fēng)門(mén)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(jī)組，原鍋爐主控輸出變化幅度為±18%，采用基于人工智能的動(dòng)態(tài)加速和AGC-R模式自適應(yīng)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(shí)降低機(jī)組煤耗、延長(zhǎng)設(shè)備生命。
02 案例二
隨著新能源大量接入電網(wǎng)，如何在負(fù)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(gè)挑戰(zhàn)。
某300MW亞臨界機(jī)組，采用增益調(diào)度等智能協(xié)調(diào)技術(shù)后，負(fù)荷從300MW連續(xù)降至150MW，后又從150MW直接升至300MW，負(fù)荷變化速率2%Pe/min；過(guò)程中包含了磨煤機(jī)啟停，其壓力最大偏差0.46MPa（小于0.51MPa的指標(biāo)），功率最大偏差1.75MW（小于3MW的指標(biāo)）。
03 案例三
某600MW亞臨界機(jī)組，爐機(jī)間蒸汽壓損大、定壓段長(zhǎng)（240MW: 11.08MPa→420MW: 16.3MPa→600MW: 16.3MPa），規(guī)程要求在正常運(yùn)行條件下（包含磨組啟停在內(nèi)）機(jī)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(biāo)、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(yùn)至今，期間機(jī)前壓力最大僅為16.81MPa，沒(méi)有一次超壓記錄。
04 案例四
某660MW超臨界機(jī)組，采用基于狀態(tài)變量預(yù)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(dòng)適應(yīng)不同的實(shí)際負(fù)荷指令速率變化，即使在磨組的啟、停過(guò)程中，主汽壓力與設(shè)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(yù)估和機(jī)側(cè)壓力設(shè)定值預(yù)測(cè)是自適應(yīng)控制、自組織控制理念在iFOC智能協(xié)調(diào)的具體應(yīng)用。
通過(guò)應(yīng)用iFOC智能協(xié)調(diào)技術(shù)，使得機(jī)組負(fù)荷指令速率可在0.5%Pe/min～2.5%Pe/min任意變化，負(fù)荷擾動(dòng)的幅度由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10%Pe～15%Pe擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用了iFOC智能協(xié)調(diào)技術(shù)后，機(jī)組提高了Kp值，增強(qiáng)了機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的響應(yīng)特性，可減少電網(wǎng)考核甚至獲得收益；同時(shí)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(mén)為解決大型火電機(jī)組控制難題而研發(fā)，目前已無(wú)縫集成在新華iPlant智能發(fā)電平臺(tái)中，與智能預(yù)警技術(shù)一起，作為ICS智能控制的應(yīng)用雙核，為打造“安全高效環(huán)保靈活”的智慧電廠提供強(qiáng)力技術(shù)支撐。未來(lái)，新華科技將基于新華CANOS大數(shù)據(jù)平臺(tái)，繼續(xù)整合需求、聚合數(shù)據(jù)、融合優(yōu)勢(shì)，提供ICS智能控制和IMS智慧管理兩類應(yīng)用，致力于構(gòu)建行業(yè)生態(tài)共同體，推動(dòng)智慧電廠建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展！