

jinnianlai,dianwangyunxingmoshimairuleyigexinjieduan,chengxianchugengjiafensanhuaqienanyiyucedetedian。zheyibianhuazhuyaoyuanyukezaishengnengyuanzainengyuanjiegouzhongdezhanbiyuelaiyuegao,tongshi,suizhegongnuanhejiaotonglingyudianqihuajincheng的加速,電力需求也變得更加複雜和多變。
在過去,傳統發電廠,如聯合循環發電廠、水電站和核電站,主要承擔基荷發電的角色,其輸出功率調整相對穩定且可預測。而調峰電廠、抽水蓄能水電站以及需求響應策略則主要負責實時平衡電網負荷。
如ru今jin,可ke再zai生sheng能neng源yuan的de興xing起qi改gai變bian了le電dian網wang的de運yun行xing模mo式shi,不bu僅jin帶dai來lai了le更geng多duo不bu確que定ding性xing因yin素su,還hai提ti高gao了le對dui可ke調tiao度du傳chuan統tong發fa電dian廠chang的de依yi賴lai程cheng度du。由you此ci引yin發fa的de頻pin繁fan啟qi停ting、關(guan)機(ji)和(he)快(kuai)速(su)負(fu)荷(he)增(zeng)減(jian),給(gei)這(zhe)些(xie)發(fa)電(dian)廠(chang)及(ji)其(qi)設(she)備(bei)帶(dai)來(lai)了(le)顯(xian)著(zhu)的(de)壓(ya)力(li)。這(zhe)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)汽(qi)輪(lun)機(ji)變(bian)形(xing),鍋(guo)爐(lu)和(he)換(huan)熱(re)器(qi)出(chu)現(xian)頻(pin)繁(fan)的(de)熱(re)循(xun)環(huan),以(yi)及(ji)管(guan)道(dao)和(he)閥(fa)門(men)遭(zao)受(shou)有(you)害(hai)的(de)熱(re)衝(chong)擊(ji)。其(qi)中(zhong),聯(lian)合(he)循(xun)環(huan)發(fa)電(dian)設(she)施(shi)受(shou)到(dao)的(de)影(ying)響(xiang)尤(you)為(wei)顯(xian)著(zhu),可(ke)能(neng)會(hui)麵(mian)臨(lin)運(yun)營(ying)和(he)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)上(shang)升(sheng)、安全跳閘事件增加、運行效率降低以及排放量增加等諸多問題。

為什麼說現代化改造迫在眉睫
短期的波動通常可以通過靈活的資產來管理。然而,更大範圍的係統級挑戰,例如與“鴨子曲線”(即一天中峰值負載與可再生能源發電量之間的落差)相(xiang)關(guan)的(de)傍(bang)晚(wan)負(fu)荷(he)陡(dou)然(ran)增(zeng)長(chang),需(xu)要(yao)傳(chuan)統(tong)發(fa)電(dian)廠(chang)提(ti)供(gong)快(kuai)速(su)且(qie)靈(ling)活(huo)的(de)響(xiang)應(ying)。此(ci)外(wai),市(shi)場(chang)結(jie)構(gou)正(zheng)在(zai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),輸(shu)電(dian)係(xi)統(tong)運(yun)營(ying)商(shang)正(zheng)在(zai)對(dui)靈(ling)活(huo)性(xing)給(gei)予(yu)獎(jiang)勵(li)。這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)共(gong)同(tong)構(gou)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)有(you)力(li)的(de)理(li)由(you),促(cu)使(shi)公(gong)用(yong)事(shi)業(ye)部(bu)門(men)投(tou)資(zi)於(yu)短(duan)期(qi)資(zi)產(chan)和(he)長(chang)期(qi)現(xian)代(dai)化(hua)戰(zhan)略(lve)。
發電廠的現代化可以涵蓋從升級控製係統和軟件,到更換機械和電氣資產,甚至是整個機組的更新換代。在許多傳統發電廠(如水電或聯合循環發電廠)中,控製和安全係統在設計之初並沒有考慮到當今動態的運行條件。
為了保持競爭力,電廠運營商需要更智能、以數據為驅動的係統,這些係統能夠實時優化性能,降低成本和排放,適應不斷變化的市場條件,並避免大規模的翻新改造。
傳統控製係統有何不足之處?
數十年來,發電廠一直依賴於傳統的控製係統,這些係統主要圍繞簡單的比例-積分-微分(PID控製係統)回(hui)路(lu)構(gou)建(jian),用(yong)於(yu)管(guan)理(li)關(guan)鍵(jian)變(bian)量(liang)的(de)設(she)定(ding)點(dian)輸(shu)出(chu)並(bing)維(wei)持(chi)推(tui)薦(jian)的(de)運(yun)行(xing)閾(yu)值(zhi)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)是(shi)為(wei)發(fa)電(dian)廠(chang)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)在(zai)基(ji)荷(he)狀(zhuang)態(tai)且(qie)電(dian)網(wang)需(xu)求(qiu)較(jiao)為(wei)可(ke)預(yu)測(ce)的(de)時(shi)代(dai)而(er)設(she)計(ji)的(de)。
然而,由於PID回(hui)路(lu)僅(jin)支(zhi)持(chi)單(dan)變(bian)量(liang)控(kong)製(zhi),它(ta)們(men)在(zai)處(chu)理(li)實(shi)時(shi)性(xing)能(neng)優(you)化(hua)所(suo)需(xu)的(de)複(fu)雜(za)多(duo)變(bian)量(liang)交(jiao)互(hu)時(shi)顯(xian)得(de)力(li)不(bu)從(cong)心(xin)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)整(zheng)合(he)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)動(dong)態(tai)條(tiao)件(jian)下(xia),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)尤(you)為(wei)明(ming)顯(xian),導(dao)致(zhi)電(dian)廠(chang)運(yun)營(ying)商(shang)在(zai)運(yun)行(xing)設(she)備(bei)時(shi)往(wang)往(wang)采(cai)取(qu)保(bao)守(shou)的(de)方(fang)式(shi)。
這樣一來雖然降低了風險,但也限製了性能,並導致以下幾個關鍵問題:
•響應遲緩:缺乏預測能力,發電廠無法快速適應可再生能源發電的突然激增或驟降。
•手動調整:隨著條件的變化,如燃料組合、負荷需求或環境溫度,操作員頻繁手動調整,這不僅導致效率低下,還容易引發操作員疲勞。
•燃料利用效率低下:雖然增減負荷是必要的,但如果沒有協調,會導致溫度和壓力等變量不穩定,加速設備磨損,並增加燃料消耗。
•排放增加:超出最佳運行條件的波動會增加碳和氮氧化物的排放。
•電網罰款:無法滿足快速響應要求的發電廠,在現代能源市場中會失去寶貴的靈活性獎勵。
先進過程控製係統成為電廠現代化轉型的理想之選
EcoStruxure™ APC先進過程控製係統改變了這一局麵。盡管APC先進過程控製係統在煉油、石油天然氣以及化工等行業已經應用了數十年,但近年來的技術進步使其在發電廠的應用也愈發廣泛。如今的APC先進過程控製係統變得更加靈活、易於集成,並且更適合實時電網需求,使其成為傳統發電廠現代化改造的理想選擇。
EcoStruxure™ APC先進過程控製係統並非依賴保守的設定點和手動幹預,而是安裝在現有的DCSfenbushikongzhixitongzhishang。qiyucemoxingnenggoushibiezhenzhengdezuijiayunxingquyu,bingtuidongguochengxiangzuijiaquyukaolong。tazaizunzhongcaozuoyuanhegongchengshidingyideyueshutiaojiandetongshi,youhuaanquanxing、效率和靈活性。APC並不是取代發電廠的核心控製係統,而是對其加以增強。
我們可以將EcoStruxure™ APC先(xian)進(jin)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)當(dang)成(cheng)一(yi)位(wei)智(zhi)能(neng)助(zhu)手(shou),它(ta)能(neng)夠(gou)持(chi)續(xu)監(jian)測(ce)工(gong)廠(chang)狀(zhuang)況(kuang)並(bing)進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)性(xing)的(de)實(shi)時(shi)調(tiao)整(zheng)。它(ta)不(bu)再(zai)依(yi)賴(lai)操(cao)作(zuo)員(yuan)手(shou)動(dong)修(xiu)正(zheng),而(er)是(shi)分(fen)析(xi)燃(ran)料(liao)和(he)空(kong)氣(qi)需(xu)求(qiu)、空氣分配或負荷增減等因素如何與工廠的關鍵變量(如壓力、溫度或排放)相互作用,然後同時對它們進行優化,以實現最大效率、安全性和靈活性。
實現從被動響應到主動預測
與傳統係統不同,EcoStruxure™ APC先進過程控製係統能夠主動調整操作,並在電網條件波動時幫助維持最佳性能,具體表現為:
•同時微調多個變量:該解決方案考慮工廠內複雜的多變量關係,而不僅僅是一次調整一個參數,從而將操作推向最佳點。
•多功能處理:比人工處理能力更強,同時平衡效率、靈活性和排放。
•預測變化而非被動響應:預測模型分析實時狀況,並在效率低下出現之前主動調整工廠操作。
這有助於實現以下目標:
•提高效率,降低燃料消耗:工廠使用更少的燃料,延長設備使用壽命,穩定運行並減少不必要的波動。
•無需大規模基礎設施變更即可集成:先進的優化解決方案被疊加在現有的DCS分布式控製係統上,無需停機或大規模改造。
•更快的投資回報(ROI):即使是1-2%的小效率提升,也能轉化為每年數十萬美元的節省,投資回報通常在一年內實現。
現代先進過程控製係統設計用於與任何現有的DCSpeihegongzuo。tamenduliyunxing,bingduicaozuoyuanbaochitouming。yidanpeizhiwancheng,gaixitongzhiguanyiyong,yiyujiankong,qiejihuwuxushoudongganyu,shiqichengweiyigezhidexinlaidegongju,erfeiyige“黑箱”。
帶來實際可衡量的收益
這些好處已經在全球各地的發電廠中得到驗證。例如,美國一家400兆瓦的燃煤電廠部署了EcoStruxure™ APC先進過程控製係統進行預測性過程優化,效率提升了0.7%,每年減少1.5萬噸二氧化碳排放,氮氧化物排放減少了24%,每年節省近70萬美元。
此外,西班牙一家生物質發電廠也取得了類似的成果。他們的燃料節省達到了每年15萬美元,排放減少了10%,操作員手動幹預顯著減少,減輕了員工和電廠自身的壓力。
有助於贏得未來競爭優勢
我們見證了先進過程控製係統如何能夠轉變發電廠的運營。如今,我們的EcoStruxure™ APC先進過程控製係統解決方案已在全球超過300個安裝點投入使用,幫助運營商減少能源消耗、降低排放並提高盈利能力。
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