控制系统研究

本项目属于火电厂热工测量与控制领域。 本项目选取典型机组进行燃机机组的特性与控制系统研究，并针对电网调度特点与考核要求优化设计其一次调频、AGC 控制策略；选取典型机组对其控制系统软、硬件进行研究，设计与其控制系统相适应的一次调频在线监视系统的实施方案并加以应用；选取多台燃机进行 AGC、一次调频测试，研究其负荷调节特性，结合政府要求与行业规范，比较燃煤机组的调节特性，研究适合于燃机的考核标准。本项目将广义预测控制算法策略引入燃气蒸汽联合循环机组负荷控制系统使机组实发功率能够尽快地跟踪 AGC 指令。将燃气机组的一次调频指令经过模糊智能计算直接叠加于燃气轮机燃料阀开度之上，解决了传统的一次调频控制带来的燃气轮机组负荷响应时间长、跟踪精确度差、易于振荡的技术问题。采用快速积分控制技术控制 9E 型燃气轮机的负荷变化，配合合理的负荷调节死区，能够有效地弥补上述的缺陷。设计一套新型的联合循环机组的一次调频测试系统，在调度端实现了对 9E 型燃气机组的在线监测功能。 项目获发明专利一项，项目研究阶段，研究成果在华电吴江热电有限公司、华能金陵燃机发电有限公司燃气机组上成功实施，项目完成后推广至全省所有 9E 型燃气机组。目前全省该类型燃机机组的一次调频、AGC、一次调频在线监测系统全部投用，各项运行指标均满足考核要求。项目提出的针对燃气机组的考核推荐指标，已被《江苏电网统调发电机组运行考核办法》（苏经信电力[2016]855 号）采用。后续应用可逐步并推广至 9F 型及 6E 型燃气机组。

本项目涵盖风电场、光伏电站有功无功控制系统研究，消纳大规模间歇式能源的多时间尺度智能调度控制，消纳大规模间歇式能源的无功电压控制，基于时变停运模型的海南电网风险评估和检修决策方法，含大规模间歇式能源的电网安全稳定协调控制研究。

项目针对溪洛渡水电站 8000kN/160kN 特大型门机的特大起升载荷、起升斜拉及大车沿圆弧轨道运行等技术难题，开展了特大容量起升机构研究、门机斜拉技术研究、门机小车液压驱动研究、门机沿圆弧轨道运行技术研究、特大容量门机钢结构设计研究、特大容量门机电气控制系统研究及适应斜拉起升工况的门机负荷试验方案等多项关键技术研究。项目研究取得了 7 项专利授权及掌握了多项专有技术等诸多技术成果，获得了较好的经济效益。项目研究成果已在溪洛渡等诸多水电站实现了应用，值得继续推广。

目前我国工业系统国产 DCS 系统的核心部件仍基于进口 芯片及外国产操作系统，无法做到自主可控；加之国产 DCS 系统在工控安全防护方面起步晚，工控防护功能缺失，导致 我国工业领域尤其是发电行业在安全性上存在较大缺失。本 项目从实时控制网络安全通讯技术、基于国产嵌入式多核处 理器的控制器软硬件容错技术、基于国产嵌入式处理器的冗 余控制器软硬件技术开发、国产软硬件的自主可控 DCS 系统 示范应用等方面开展了创新性技术研究，提升了控制网络的 安全性，解决了操作站软件遗留 Windows 操作系统的问题， 实现了控制器系统供应链安全，实现了 100%国产化，为后续 机组改造实施奠定了基础，具有全行业推广的应用价值。