CN117826714A - 无人值守火电厂控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种无人值守火电厂控制方法及系统，属于电厂控制技术领域。所述方法包括：回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集；对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号；在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令；将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。本发明方案实现了电厂智慧决策与智能控制。

Description

无人值守火电厂控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电厂控制技术领域，具体地涉及一种无人值守火电厂控制方法及一种无人值守火电厂控制系统。

背景技术

目前，火力发电工业过程的自动控制系统普遍采用集散控制系统(DCS)来实现，DCS的常规控制功能日臻完善，除了实现传统的数据采集(DAS)、热工保护(FSSS/ETS)、顺序控制(SCS)、辅助车间开关量控制(BOP)、模拟量控制(MCS)，又开发出来机组级自启停(APS)，使得自动化程度进一步提高。但是上述自动化技术仅仅是提高自动化调节品质，减轻运行人员的劳动强度，尚不具备智能智慧控制的特色。

随着技术方案，智能控制系统(ICS)概念的提出，使得火电智能化具备了雏形，但是因为没有将上述智慧化功能进行统一调度与控制，只有碎片化的效果，不能起到减员增效的目的，更不能实现“无人值守”的目标。虽然现有出现了部分电站智能管理和利用物联网技术集成信息进行电站信息管理的方案，但是这些方案依旧无法利用集成信息进行智慧决策与智能控制，从而无法真正实现电厂无人值守。针对该问题，需要创造一种无人值守火电厂控制方法。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种无人值守火电厂控制方法及系统，以至少解决现有电厂控制方案无法利用集成信息进行电厂智慧决策与智能控制的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种无人值守火电厂控制方法，所述方法包括：回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集；对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号；在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令；将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

可选的，所述调度单元包括：中调机组负荷指令生成单元、工作票与操作票生成单元、设备定期轮换计划存储单元、机组主辅机健康监测单元、火电厂数字孪生系统仿真单元、预警单元。

可选的，所述对所述输出信号集执行有效性处理，包括：遍历所述输出信号集中各输出信号，判断是否存在无效数据，若存在，则执行无效数据过滤，获得第一中间信号集；遍历所述第一中间信号集中各输出信号，判断是否存在冗余数据，若存在，则执行冗余数据过滤，获得第二中间信号集；遍历所述第二中间信号集中各输出信号，判断存在缺失信号，若存在，则执行缺失值填充处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号。

可选的，所述在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，包括：基于所述输入信号，确定各调度单元对应的基础调整方案；执行各基础调整方案一致性校验，筛选出相悖的调整方案；针对相悖的调整方案，执行决策判断，获得唯一性调整方案；将所述唯一性调整方案和筛选剩余的其他调整方案执行合并操作，获得执行方案。

可选的，所述针对相悖的调整方案，执行决策判断，获得唯一性调整方案，包括：确定存在相悖的调整方案的调整目标设备，并基于该目标设备进行实时运行参数采集；基于采集的实时运行参数，在所述智能决策调度与控制平台中生成对应的调整方案，作为对比方案；判断存在相悖的调整方案中是否存在与对比方案相同的调整方案，若存在，则将与对比方案相同的调整方案作为唯一性调整方案；若不存在，则对比存在相悖的调整方案的预设优先级，选择优先级最高的调整方案作为唯一性调整方案。

可选的，所述基于决策结果生成控制指令，包括：基于决策结果获得各执行模块的调整方案；基于所述调整方案生成对应执行模块的控制指令。

可选的，所述控制指令包括：机组负荷指令、主辅机启停指令、阀门操作的模拟量和开关量指令、故障报警指令、预警指令中的一种或多种。

可选的，所述方案还包括：响应于云操作员站下发的总控制指令；对所述总控制指令进行安全性检测，并在检测通过后对所述总控制指令进行解析，获得各执行单元的控制指令；将各执行单元的控制指令分发到对应的执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

本发明第二方面提供一种无人值守火电厂控制系统，所述系统包括：采集单元，用于回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集；处理单元，用于对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号；决策单元，用于在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令；执行单元，用于将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

另一方面，本发明提供一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行上述的无人值守火电厂控制方法。

通过上述技术方案，本发明方案充分地利用了DCS数据、结合工作票、操作票、机组短期负荷指令和AGC负荷指令、与智能报警服务器、火电厂数字孪生仿真与预警服务器的输入信号智能判断功能，在无人值守智能调度与控制系统上对APS、顺序控制系统、模拟量控制系统、无人巡检系统发出控制指令，来保证无人值守功能的实现。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的无人值守火电厂控制方法的步骤流程图；

图2是本发明一种实施方式提供的无人值守火电厂控制系统的系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明一种实施方式提供的无人值守火电厂控制方法的方法流程图。如图1所示，本发明实施方式提供一种无人值守火电厂控制方法，所述方法包括：

步骤S10：回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集。

具体的，所述调度单元包括：中调机组负荷指令生成单元、工作票与操作票生成单元、设备定期轮换计划存储单元、机组主辅机健康监测单元、火电厂数字孪生系统仿真单元、预警单元。

在本发明实施例中，利用中调机组负荷指令、工作票与操作票、设备定期轮换计划等进行机组的设备启停与负荷调度的自动操作决策；、利用机组主辅机的健康状态监测装置进行汽轮发电机组、送风机、引风机、一次风机、给水泵、磨煤机等主要设备的故障自动处理；利用火电厂数字孪生系统仿真与预警服务器进行运行参数的预测与报警；将上述输入量进行自动甄别与判断，剔除掉无效数据。

步骤S20：对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号。

具体的，遍历所述输出信号集中各输出信号，判断是否存在无效数据，若存在，则执行无效数据过滤，获得第一中间信号集；遍历所述第一中间信号集中各输出信号，判断是否存在冗余数据，若存在，则执行冗余数据过滤，获得第二中间信号集；遍历所述第二中间信号集中各输出信号，判断存在缺失信号，若存在，则执行缺失值填充处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号。

在本发明实施例中，在各种实用的数据库中，属性值缺失的情况经常发全甚至是不可避免的。这些确实数据会影响对电厂实时状态的精准判断，也就会影响后续进行控制方案生成的精准性。本发明方案需要对数据进行有效性处理，从而保证数据的精准性，能够基于采集数据模拟出电厂精准地运行状态，也便于基于该状态进行调控预测，实现电厂的完全自我调控。

步骤S20：在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令。

具体的，基于所述输入信号，确定各调度单元对应的基础调整方案；执行各基础调整方案一致性校验，筛选出相悖的调整方案；针对相悖的调整方案，执行决策判断，获得唯一性调整方案；将所述唯一性调整方案和筛选剩余的其他调整方案执行合并操作，获得执行方案。

在本发明实施例中，本发明方案是通过采集各种运行参数进行的调整方案生成，所以，某些调整指标可能是基于单独参数生成，或者说某些参数可能影响着多种调整指标生成。但是，对于电厂来说，因为其是一个综合性的运行系统，各种运行指标存在互相耦合和互相影响的情况。若某些不同类型的参数，都生成了某一项指标的调整方案，但是这两个调整方案又存在相悖的情况，则将会影响后续的正确执行。基于此，本发明方案基于各项参数生成对应的调整方案后，将对比各调整方案，进行决策判断，使得每一项调整指标只有一个唯一可行的方案。

优选的，所述基于决策结果生成控制指令，包括：基于决策结果获得各执行模块的调整方案；基于所述调整方案生成对应执行模块的控制指令。

优选的，所述控制指令包括：机组负荷指令、主辅机启停指令、阀门操作的模拟量和开关量指令、故障报警指令、预警指令中的一种或多种。

在一种可能的实施方式中，火电厂无人值守智能调度与控制系统。将机组负荷指令、主辅机启停指令、阀门操作的模拟量和开关量等指令、故障报警和预警信息进行火电厂主辅机综合状态智能判断与综合调度，并将操作指令送给火电设备智能自启停控制指令发生器、火电设备智能开关量控制指令发生器、火电设备智能模拟量控制指令发生器、无人智能巡检指令发生器去执行操作指令。进一步地，火电设备智能自启停控制指令发生器。通过接收设备的自启停操作指令，去执行机组级、送风机、引风机、一次风机、给水泵、磨煤机等主要设备的自启停操作。

步骤S40：将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

具体的，响应于云操作员站下发的总控制指令；对所述总控制指令进行安全性检测，并在检测通过后对所述总控制指令进行解析，获得各执行单元的控制指令；将各执行单元的控制指令分发到对应的执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

在本发明实施例中，火电设备智能开关量控制指令发生器。通过接收开关量控制指令，去执行风机、水泵、阀门、电磁阀等设备的启停或者开关等开关量操作。火电设备智能模拟量控制指令发生器。通过接收模拟量控制指令，去执行风机、水泵、燃烧、汽温等自动控制相关系统与设备的设定值、偏置量、手自动切换、阀门指令等操作。火电设备无人智能巡检指令发生器。通过接收巡检控制指令，给智能摄像头和巡检机器人等智能设备发出巡检操作指令，以获得现场所需数据。

优选的，本发明方案可以在无人值守智能调度与控制平台上，给火电机组的DCS发控制指令。云操作员站控制指令发生器，给火电机组的DCS发控制指令的中间环节。通过云操作员站控制指令发生器能够对云操作员站的指令进行安全性检测与确认、对开关量和模拟量进行编译与处理后发给DCS执行。进一步地，可以在无人值守智能调度与控制平台上，给火电机组的DCS发控制指令，其可靠性与扫描周期与在DCS操作上的相同。

优选的，智能显示与报警终端，通过工作站、大屏幕、PAD、手机等终端，对无人值守的控制过程和数据、报警等关键信息进行传送与展示。

在本发明实施例中，本发明充分地利用了DCS数据、结合工作票、操作票、机组短期负荷指令和AGC负荷指令、与智能报警服务器、火电厂数字孪生仿真与预警服务器的输入信号智能判断功能，在无人值守智能调度与控制系统上对APS、顺序控制系统、模拟量控制系统、无人巡检系统发出控制指令，来保证无人值守功能的实现。

为了保证被控系统的安全性，设置了云操作站，在智能控制系统无法识别或者处理不及时等异常情况发生时，可以通过云平台人工对DCS进行控制。

本发明方案的智能显示与报警终端可以实时地对火电厂运行与控制流程的主要参数、曲线与报警在大屏幕、PAD、手机终端上实时地显示。

本发明方案技术可以为火电厂无人值守提供安全、便捷的方案，易于实现、节省投资，能取得良好的经济和社会效益。

图2是本发明一种实施方式提供的无人值守火电厂控制系统的系统结构图。如图2所示，本发明实施方式提供一种无人值守火电厂控制系统，所述系统包括：

采集单元，用于回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集。

具体的，所述调度单元包括：中调机组负荷指令生成单元、工作票与操作票生成单元、设备定期轮换计划存储单元、机组主辅机健康监测单元、火电厂数字孪生系统仿真单元、预警单元。

在本发明实施例中，利用中调机组负荷指令、工作票与操作票、设备定期轮换计划等进行机组的设备启停与负荷调度的自动操作决策；、利用机组主辅机的健康状态监测装置进行汽轮发电机组、送风机、引风机、一次风机、给水泵、磨煤机等主要设备的故障自动处理；利用火电厂数字孪生系统仿真与预警服务器进行运行参数的预测与报警；将上述输入量进行自动甄别与判断，剔除掉无效数据。

处理单元，用于对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号。

具体的，遍历所述输出信号集中各输出信号，判断是否存在无效数据，若存在，则执行无效数据过滤，获得第一中间信号集；遍历所述第一中间信号集中各输出信号，判断是否存在冗余数据，若存在，则执行冗余数据过滤，获得第二中间信号集；遍历所述第二中间信号集中各输出信号，判断存在缺失信号，若存在，则执行缺失值填充处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号。

在本发明实施例中，在各种实用的数据库中，属性值缺失的情况经常发全甚至是不可避免的。这些确实数据会影响对电厂实时状态的精准判断，也就会影响后续进行控制方案生成的精准性。本发明方案需要对数据进行有效性处理，从而保证数据的精准性，能够基于采集数据模拟出电厂精准地运行状态，也便于基于该状态进行调控预测，实现电厂的完全自我调控。

决策单元，用于在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令。

具体的，基于所述输入信号，确定各调度单元对应的基础调整方案；执行各基础调整方案一致性校验，筛选出相悖的调整方案；针对相悖的调整方案，执行决策判断，获得唯一性调整方案；将所述唯一性调整方案和筛选剩余的其他调整方案执行合并操作，获得执行方案。

在本发明实施例中，本发明方案是通过采集各种运行参数进行的调整方案生成，所以，某些调整指标可能是基于单独参数生成，或者说某些参数可能影响着多种调整指标生成。但是，对于电厂来说，因为其是一个综合性的运行系统，各种运行指标存在互相耦合和互相影响的情况。若某些不同类型的参数，都生成了某一项指标的调整方案，但是这两个调整方案又存在相悖的情况，则将会影响后续的正确执行。基于此，本发明方案基于各项参数生成对应的调整方案后，将对比各调整方案，进行决策判断，使得每一项调整指标只有一个唯一可行的方案。

优选的，所述基于决策结果生成控制指令，包括：基于决策结果获得各执行模块的调整方案；基于所述调整方案生成对应执行模块的控制指令。

优选的，所述控制指令包括：机组负荷指令、主辅机启停指令、阀门操作的模拟量和开关量指令、故障报警指令、预警指令中的一种或多种。

在一种可能的实施方式中，火电厂无人值守智能调度与控制系统。将机组负荷指令、主辅机启停指令、阀门操作的模拟量和开关量等指令、故障报警和预警信息进行火电厂主辅机综合状态智能判断与综合调度，并将操作指令送给火电设备智能自启停控制指令发生器、火电设备智能开关量控制指令发生器、火电设备智能模拟量控制指令发生器、无人智能巡检指令发生器去执行操作指令。进一步地，火电设备智能自启停控制指令发生器。通过接收设备的自启停操作指令，去执行机组级、送风机、引风机、一次风机、给水泵、磨煤机等主要设备的自启停操作。

执行单元，用于将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

具体的，响应于云操作员站下发的总控制指令；对所述总控制指令进行安全性检测，并在检测通过后对所述总控制指令进行解析，获得各执行单元的控制指令；将各执行单元的控制指令分发到对应的执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

在本发明实施例中，火电设备智能开关量控制指令发生器。通过接收开关量控制指令，去执行风机、水泵、阀门、电磁阀等设备的启停或者开关等开关量操作。火电设备智能模拟量控制指令发生器。通过接收模拟量控制指令，去执行风机、水泵、燃烧、汽温等自动控制相关系统与设备的设定值、偏置量、手自动切换、阀门指令等操作。火电设备无人智能巡检指令发生器。通过接收巡检控制指令，给智能摄像头和巡检机器人等智能设备发出巡检操作指令，以获得现场所需数据。

优选的，本发明方案可以在无人值守智能调度与控制平台上，给火电机组的DCS发控制指令。云操作员站控制指令发生器，给火电机组的DCS发控制指令的中间环节。通过云操作员站控制指令发生器能够对云操作员站的指令进行安全性检测与确认、对开关量和模拟量进行编译与处理后发给DCS执行。进一步地，可以在无人值守智能调度与控制平台上，给火电机组的DCS发控制指令，其可靠性与扫描周期与在DCS操作上的相同。

优选的，智能显示与报警终端，通过工作站、大屏幕、PAD、手机等终端，对无人值守的控制过程和数据、报警等关键信息进行传送与展示。

本发明实施方式还提供一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行上述的无人值守火电厂控制方法。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (10)

1.一种无人值守火电厂控制方法，其特征在于，所述方法包括：

回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集；

对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号；

在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令；

将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调度单元包括：

中调机组负荷指令生成单元、工作票与操作票生成单元、设备定期轮换计划存储单元、机组主辅机健康监测单元、火电厂数字孪生系统仿真单元、预警单元。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述输出信号集执行有效性处理，包括：

遍历所述输出信号集中各输出信号，判断是否存在无效数据，若存在，则执行无效数据过滤，获得第一中间信号集；

遍历所述第一中间信号集中各输出信号，判断是否存在冗余数据，若存在，则执行冗余数据过滤，获得第二中间信号集；

遍历所述第二中间信号集中各输出信号，判断存在缺失信号，若存在，则执行缺失值填充处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，包括：

基于所述输入信号，确定各调度单元对应的基础调整方案；

执行各基础调整方案一致性校验，筛选出相悖的调整方案；

针对相悖的调整方案，执行决策判断，获得唯一性调整方案；

将所述唯一性调整方案和筛选剩余的其他调整方案执行合并操作，获得执行方案。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对相悖的调整方案，执行决策判断，获得唯一性调整方案，包括：

确定存在相悖的调整方案的调整目标设备，并基于该目标设备进行实时运行参数采集；

基于采集的实时运行参数，在所述智能决策调度与控制平台中生成对应的调整方案，作为对比方案；

判断存在相悖的调整方案中是否存在与对比方案相同的调整方案，若存在，则将与对比方案相同的调整方案作为唯一性调整方案；

若不存在，则对比存在相悖的调整方案的预设优先级，选择优先级最高的调整方案作为唯一性调整方案。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于决策结果生成控制指令，包括：

基于决策结果获得各执行模块的调整方案；

基于所述调整方案生成对应执行模块的控制指令。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制指令包括：

机组负荷指令、主辅机启停指令、阀门操作的模拟量和开关量指令、故障报警指令、预警指令中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方案还包括：

响应于云操作员站下发的总控制指令；

对所述总控制指令进行安全性检测，并在检测通过后对所述总控制指令进行解析，获得各执行单元的控制指令；

将各执行单元的控制指令分发到对应的执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

9.一种无人值守火电厂控制系统，其特征在于，所述系统包括：

采集单元，用于回收各调度单元的输出信号，形成输出信号集；

处理单元，用于对所述输出信号集执行有效性处理，获得智能决策调度与控制平台的输入信号；

决策单元，用于在所述智能决策调度与控制平台中，基于所述输入信号，进行执行方案决策，并基于决策结果生成控制指令；

执行单元，用于将所述控制指令分发到各执行模块，以供各执行模块进行运行状态调整。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行权利要求1-8中任一项权利要求所述的无人值守火电厂控制方法。