电力系统协调控制

电力系统协调控制（精选十篇）

电力系统协调控制 篇1

恢复控制是坚强电网生命力的最后保障,特别在当前“智能电网”背景下,电网恢复效率、故障反应速度等方面的研究面临着新的挑战。负荷恢复是电网恢复控制的最后一个阶段,该阶段的智能控制是实现系统恢复最终目标的关键步骤[1]。负荷投载会引起系统电磁暂态和机电暂态过程。负荷量过大,发电机需要相应增加无功出力,系统PV节点可能转换为PQ节点,即发电机不再具有电压调节能力,引起系统变压崩溃;同时,负荷的不平衡会造成频率越线。负荷量过小,延长系统恢复时间,降低恢复效率。如何在确定工况下快速、合理选择被恢复负荷是负荷恢复的核心问题,需要解决的主要问题包括负荷投入过程中各种约束指标的模拟。

负荷恢复问题需求解负荷恢复最大量,具有多维数、非线性、多变量、多约束等特点,目前多将智能方法和数值优化算法结合起来求解。文献[2]研究了负荷的快速恢复在线算法,求解系统稳态频率并进行灵敏度分析。文献[3-4]用改进的遗传算法求解最优负荷分配,没有考虑负荷分布情况,所恢复量不一定是系统最大可恢复量。文献[5]结合粒子群算法求解了考虑冷负荷特性的负荷恢复问题,计及了冷负荷特性对系统恢复的影响。文献[6]计及系统的暂态电压约束,将单个变电站的恢复问题抽象为一维非线性多约束问题,提出用二分法快速计算单次变电站最大可恢复量。

负荷恢复控制传统方法是根据经验或是系统中发电机爬坡能力确定某一恢复量,在负荷侧进行优化分配[7,8]。这样的方法难以顾及网络拓扑结构以及负荷在网络中的分布等因素,估计量不一定是系统当前可恢复最大量,该方法可操作性亦值得商榷。本文将待恢复负荷进行编码,在负荷侧寻优,结合约束条件校验求解当前最大可恢复量的求解策略。所构建模型以恢复的负荷量最大为目标,计及潮流约束与系统动态稳定约束,力求规避负荷投载后暂态冲击造成的风险。利用发电侧出力调节能力优化寻优初始点,提高计算效率。所提方法能够较好地兼顾所求解问题的快速性和精确性要求。

1 负荷恢复优化建模

1.1 数学建模

1.1.1 目标函数

以当前系统工况下可恢复的负荷总量为优化目标,优化问题的目标函数定义为:

式中:li为负荷i的负荷量;ri为相应的负荷权重;ai为负荷i的投载状态,取0表示不可恢复,取1表示可以投载;n是待恢复负荷的数量。

1.1.2 潮流约束

电力系统负荷恢复,首先要满足恢复后系统的稳态约束条件:

式(2)为系统一般的潮流方程,式(3)包括系统频率的上下限、发电机的有功、无功输出范围、节点电压上下限、线路功率传输极限等。

1.1.3 暂态约束

负荷投载是一个电磁暂态和机电暂态混合过程,此过程中系统机理可描述为:

式(4)代表发电机以及感应电动机等设备元件方程。式(5)为节点导纳矩阵表示的网络方程,分别为各节点注入电流相量和节点电压相量;Y是网络节点导纳矩阵。求解式(4)、(5)得出系统状态变量的时域响应方程。

本文集中起来用一个不等式来定义暂态约束条件:

其中:V(t)、ω(t)表示投载引起暂态过程中各母线电压和发电机转速关于时间t的函数矩阵,也可用若干条曲线表示,所有的恢复方案都进行动态校验。

1.2 负荷建模

负荷机理不同会导致投载后系统状态变量波动程度差异。按模型数学表达方式,可将电力系统负荷分为静态负荷和动态负荷两种。前者用多项式或是幂函数等方式描述负荷功率与端电压及频率关系;后者在系统电压和频率快速变化时,用微分方程描述负荷的动态过程。

1.2.1 静态负荷建模

对于机电暂态过程,静态负荷模型可以用于负荷以静态成分为主,负荷影响较小的节点[9]。本文中用静态等值模型模拟已恢复负荷。

1.2.2 动态负荷建模

电动机是电力系统负荷主要成分,感应电机模型是目前故障程序中常用负荷模型[9]。一方面,异步电机的启动对电压要求严格,其起动转矩与电压的平方成正比,启动转矩为额定转矩1~2倍。另一方面,异步电机的启动电流是额定电流的5~7倍,会加剧输电线路阻抗压降。本文电动机模型采用3阶的机电暂态模型。

静态ZIP负荷模型会加剧系统的频率跌落;动态负荷模型会恶化系统电压稳定性[10]。为降低决策和分析的风险性,本文采用不同负荷模型或参数进行仿真,所投载负荷采用静态ZIP模型、冷负荷模型和感应电动机模型相组合的形式,其中30%的负荷采用静态ZIP模型,其余采用感应电动机模型。

1.3 原动机系统建模

电力系统负荷恢复分阶段完成,发电机需要不断调整出力,为下一次负荷投入做准备。因此,需要对发电机调速系统、爬坡能力进行建模。

本文中发电机调速系统机理如式(7):

式中:Tmech是原动机实际出力;Tmin、Tmax是原动机系统出力上下限;T﹡mech是调速系统控制信号;该信号根据转子转速调整,如式(8)。

其中:ωref和ω是转速参考输入和主反馈信号;tg是原动机出力给定值;Tmech0是调速系统扰动信号。

本文算例中,发电机采用考虑的q轴上阻尼绕组暂态过程的4阶模型。

负荷投载之后,原动机调速系统、发电机出力都处于变化过程中,是一个电磁暂态和机电暂态共存的复杂过程。

2 模型求解

2.1 优化寻优初始点

文献[11]研究了恢复阶段机组各不同部分的线性模型,该模型能够在系统恢复阶段快速计算系统的频率响应,如式(9):

式中:Plimit为当前系统可安全恢复最大负荷量;Pl1、Pl2任意两个恢复量;fl1、fl2是按照上述量恢复后系统的最低频率值;flimit是规定的系统最低频率值。

本文提出以下计算方法:首先按照式(9)求解系统可恢复最大值,生成寻优空间,如图1区域B。

图1中,区域A表示所有待恢复负荷的任意组合,区域B和C为其子集;B表示不同工况下,以公式(9)计算结果为总量,待恢复负荷任意组合;C表示不同工况下系统的最优解,包括各待恢复负荷投载量与位置分布。对应到某一种运行方式下,所求解为区域C中的一点。

2.2 利用TSP问题求解当前最优解

在某一确定的工况下,第一阶段计算结果对应为B中某一点集,当其与D相交时,交集是系统当前的最大恢复量;否则这一量只是近似最大量,接近真实值,但可以利用其生成初始解寻优,提高寻优速度。第二阶段优化就是从这一点集中的某点出发,找到全局最优解在C中对应点。

至此,原先优化问题可以抽象为一个TSP问题。给每一个待恢复负荷赋以位置编码和状态编码,位置编码依次累加,状态编码采用二进制编码,如图2,某一固定位置上负荷量一定。

本文利用蚁群算法全局正反馈搜索的特点求解这一TSP(Traveling Salesman Problem)问题。以图1的B区域中某一点为出发点,按照路径顺序对所有负荷进行遍历,算法程序流程图如图3。图3中,个体对负荷进行遍历、对局部信息素和全局信息素更新规则参见文献[12]。

生成恢复方案以后首先进行潮流校验,对于潮流越线的情况,调节发电机出力或负荷水平以满足潮流约束。如果超出系统调节能力,则视为不可行,需重新生成恢复方案。对于暂态指标越线,反馈相应的罚函数项到寻优适应度函数中,通过优化算法参数对投载量进行修正。

2.3 算法改进与约束条件处理

信息素矩阵不断更新,为了让较好路径上的信息量作用更明显,本文为信息素矩阵设计一个放大因子项β,β是一个线性递减函数,其值最终趋于1,如式(10)所示:

采用罚函数方法处理式不等式约束条件(6),定义罚函数项如式(11):

式中:x是系统的状态变量;γj是惩罚因子,为指定的正常数。引入罚函数项之后,就将模型转化成为无约束问题。将罚函数项引入到目标函数中,得到的适应度函数如式(12):

3 算例分析

3.1 仿真说明

本文算例采用IEEE-30节电系统进行负荷恢复优化仿真。文献[13]研究了黑启动中的发电机选择和路径优化,其优化网络如图4,实线代表已恢复路径,虚线代表未恢复路径。参照该文部分数据初始化仿真网络:节点{1,2,13,22,23,27}为已恢复电源节点,备用充足,系统各支路已经恢复;节点1至30为待恢复负荷节点,系统节点待恢复负荷约为最大负荷的40%。取100 MVA为容量基值,当前系统总负荷为3.528 0 p.u。

同步电机采用考虑Eq′、Ed′、Ed″电势变化的5阶模型,调速器和励磁系统采用四阶模型。动态过程中,电压允许波动范围0.9~1.1 p.u,频率允许波动范围0.99~1.01 p.u。

3.2 算例仿真

本文算例有30个待恢复节点,规定每个节点上有10个待恢复负荷,则共需对300个待恢复负荷位置进行编码。

在仿真软件上按式(9)计算当前系统的最大可恢复量,计算数据如表1,P11、P12是按照10%和15%比例线性增加各负荷所得。

如表1,按照公式(9)计算得当前系统可增加出力约为0.410 p.u。根据系统负荷分布,考虑到动态负荷会加剧系统波动,生成某一投载状态为算法寻优初始点,满足该状态下可投载负荷总量为0.33×(1+0.1)p.u。则使当前所有负荷投载状态与该方案一致,并且状态为1的位置上赋以较大信息素,状态为0的位置上赋以较小信息素。从该点出发,遍历所有待恢复负荷,计算结果如表2。

如表2,系统可恢复量为0.311 2 p.u,占系统当前负荷量的8.82%。可恢复负荷位置及各位置相应数量见表2,其中29、30号节点负荷不可恢复。按照该分布方式投载,系统典型响应曲线如图5、图6所示。

如图5,负荷的投载引起的瞬时功率不平衡以及负荷特性对系统造成冲击,状态变量有明显的跌落;同时,发电机调节出力(图6),维持系统有功平衡。随着发电机出力的增加,系统频率响应曲线逐渐恢复上扬。在此过程中频率响应曲线呈近似V字形,系统各状态变量未超出允许范围。

3.3 算例分析

如图5、图6所示,负荷投入后的暂态过程中,系统频率最低值距允许频率下线保持相当的裕度,部分发电机出力水平明显低于其它发电机。即系统有功备用充足,发电机爬坡能力没有得到充分发挥,但是节点29、30上负荷不可恢复,其电压运行水平为全系统最低(图7),电压问题可能成为该节点,甚至是全系统负荷恢复的瓶颈。

为改善恢复过程中系统的电压运行水平,调整27号节点上的发电机励磁系统放大增益系数,29、30号节点电压有较明显的改善,能够承受一定的负荷增加,系统其它节点也可以继续增加部分负荷。

3.4 算例对比

3.4.1 寻优效率对比

算例3.2中,算法程序能较快地找到最优解,并且使适应度函数趋于稳定。为验证本文方法有效性,在不利用公式(9)的情况下,算法信息素、编码初始状态等随机生成,做对比算例,对比效果如图8所示。

图8为算例迭代前160次时的适应度函数对比。如式(12),适应度函数值大小直接反映当前可恢复方案的优劣。利用式(9)优化之后,迭代初期,本文算例较比算例具有较大的适应度函数。迭代100次之后,程序逐渐收敛,适应度函数值趋于稳定。

3.4.2 负荷模型对比

为比较负荷模型对可恢复负荷量计算影响,在本文算例相同的初始条件下,采用静态ZIP负荷模型代替仿真模型中的电动机负荷、冷负荷模型,计算结果如表3。

如表3,系统可恢复量为0.356 6 p.u,占系统当前负荷量的10.1%,大于表2算例下数值。在未计及动态负荷模型,尤其是感应电机模型的情况下,计算可恢复量偏乐观。

4 结论

本文建立了最优负荷恢复模型,该模型计及系统的暂态电压和频率约束,规避了只用稳态约束条件校验结果偏乐观的风险。寻优算法对系统所有待恢复负荷投载状态编码,负荷位置以及负荷量固定,依次进行遍历,确保获得系统当前工况下的最大可恢复量、可恢复负荷的分布等。利用机组功频特性优化寻优初始点,有效地提高寻优效率。

电动机负荷启动电流大,是电力系统最主要的无功负荷之一,其投载会加剧瞬时电压降。电动机负荷比重的增加,会减少负荷可恢复量。

空载线路、设备投载等原因增加的无功损耗,可能使部分和系统连接较弱的节点电压偏低,成为系统负荷恢复的瓶颈。做好恢复过程中系统的无功控制,提高较低电压节点的电压运行水平,是提高系统恢复效率的必要条件。

电力系统负荷恢复是一个多时序的复杂问题,如何结合系统实际情况,协调每一次的恢复量,缩短整个恢复过程花费的时间以及经济代价等问题有待继续研究。

本文方法可为单次负荷恢复策略提供参考,算例分析证明了方法的有效性。

在此,感谢宁夏电力公司对我们相关研究的一贯支持。

摘要：就黑启动最后阶段的负荷恢复问题,以全局恢复量最大为目标,计及负荷投载后系统暂态约束,构建了一种新的最优负荷恢复模型。通常依据发电侧调节能力增加一定的出力进行优化分配,缺乏对系统物理特性和运行工况的考虑,所增加量不一定是实际可恢复的最大量。提出在负荷侧求取最大可恢复量,同时将原动机响应特性用于算法初始化,提高寻优效率。所提方法对所有待恢复负荷进行编码,全局搜索,动态校验,能够协调系统暂态约束、可恢复负荷量与位置以及寻优速度三方面的要求,较好地解决了负荷恢复这一“技术—空间—时间”的多维问题。以IEEE-30节点测试系统为算例模型,验证了该方法的有效性。

电力系统协调控制 篇2

协调控制系统相关问答

1.单元机组协调控制系统的任务是什么？

答：（1）根据机组的运行状态和调节任务选择调节负荷的方式和外部的负荷指令。

（2）对外部负荷指令进行处理，使之与机炉运行状态以及变负荷能力相适应，并发出机炉协调动作的指令，分别送到锅炉调节系统和汽机调节系统中去。2.单元机组协调控制投入的顺序如何？

答：在正常情况下，机组协调控制投入的顺序如下：（1）一、二、三级级减温水投入自动；（2）给水投入自动；（3）炉膛负压投入自动；（4）送风投入自动；（5）燃料量投入自动；（6）锅炉主控投入自动；（7）汽轮机主控投入自动；（8）协调控制投入自动。

3.协调控制系统一般设计有几种控制方式？ 答：协调控制系统一般设计有五种控制方式： 1）机炉协调控制方式；

2）汽机跟随控制，机组输出功率可调的方式； 3）汽机跟随控制，机组输出功率不可调的方式；

发电运行部 工作总结

4）锅炉跟随控制，机组输出功率不可调的方式； 5）锅炉和汽机主控制器均处于手动控制方式。

其中“机跟炉，功率不可调整”的方式适应于汽机运行正常而锅炉部分设备不正常，因而使锅炉出力受到限制时的情况下使用。

4.一个协调控制系统一般由几个部分组成？每一部分起什么作用？

答：协调控制系统一般由功率指令处理装置和机炉主控制器两大部分组成。其中，功率指令处理装置完成对负荷指令变化率和起始变化幅度的限制；计算出机组实际可能允许的出力，当机组负荷要求超过实际可能允许的出力时，对负荷要求进行限制，即进行最高负荷限制；当机组辅机发生故障时，为了保证机组正常运行，不管此时电网对机组负荷要求多大，都能把机组负荷降到适当水平。另外，机炉主控制器的作用是接受负荷指令处理装置的功率给定指令，发出汽机调节阀开度及锅炉燃烧率指令，并能根据机组运行情况，对不同的控制方式进行切换。

5.单元机组协调控制系统中，为什么要采用调速汽阀过开措施来适应电网对机组的功率要求？

答：单元机组协调控制系统中，因为中间再热式汽机在调节阀开度改变时，中、低压缸的功率变化有惯性，所以采取调速汽阀的动态过开，以适应电网对机组的功率的要求，提高汽机的负荷适应性。如果整定合适，可使机组很快（在几秒钟之内）达到功率给定值的要求。

6.单元机组中，锅炉和汽机在适应电网负荷要求的速度上有什么差异？为了解决这一矛盾，在协调控制系统的设计中要采取哪些技术措施？

答：单元机组中锅炉和汽机在适应电网负荷要求的速度上有很大的差异，锅炉适应负荷较慢，而汽机在适应负荷是依靠释放锅炉的部分贮热，以汽压波动为 发电运行部 工作总结

代价的。所以在协调控制系统的设计中，为了解决这个矛盾，采用前馈调节方式，当给定功率变化时，把其给定功率的微分信号送到锅炉控制系统，使锅炉能尽快适应负荷，而汽机侧则放出锅炉贮热，适应负荷的要求，但为了不使汽压波动太大，还要适当限制汽机进汽阀开度的大小。这样，就可以实现，在负荷要求变化时，即尽快地适应负荷变化的要求，又将汽压稳定在要求的范围内。7.单元制运行机组的“机跟炉”和 “炉跟机”运行方式有什么特点？各使用于什么工况？

答：单元制运行机组的“机跟炉”运行方式具有汽压稳定，但适应负荷能力差的特定，而 “炉跟机”运行方式则正好相反，具有适应负荷能力强，而汽压波动大的特点。前者适应于炉有故障的工况，而后者适应于机有故障的工况。8.单元机组运行时，在哪些情况下采用机跟炉运行方式？ 答：单元机组运行时，一般符合下列情况时采用机跟炉运行方式：（1）汽轮机主控处于自动，锅炉主控处于手动时；（2）汽轮机主控处于自动时，投入锅炉主控自动；（3）协调控制方式下发生锅炉RB时；

（4）协调控制方式下按协调控制盘的“汽轮机跟踪”键时；

（5）协调控制方式下发生“燃料—给水”、燃料—风量“比例失调时。9.单元机组运行时，在哪些情况下采用炉跟机运行方式？ 答：单元机组运行时，一般符合下列情况时采用炉跟机运行方式：（1）锅炉主控处于自动方式；（2）机组控制不在机跟炉方式；（3）机组控制不在协调控制方式。

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10.简述单元机组锅炉跟随的负荷调节方式。

答：在单元机组的锅炉跟随的负荷调方式中，当中调来的指令要求负荷改变时，首先改变汽轮机的进汽阀开度，进而改变汽轮机的进汽量，使发电机的输出功率迅速与所要求的负荷一致。当汽轮机的进汽阀开度改变时，锅炉的出口汽压随即改变，通过汽压调节器改变加入锅炉的燃料量和相应的送风量、给水量。这种方式能很快适应负荷，但汽压变动大。在大型单元机组中，锅炉的蓄热能力相对减少，对于较小的负荷变化，在汽压允许的变化范围内充分利用锅炉的蓄热以迅速适应负荷是有可能的，这对电网的频率控制也是有利的。但是，在负荷变动太大时，汽压变化就太大，会影响锅炉的正常运行。尤其对于直流锅炉，蓄热能力比汽包锅炉小的多，采用锅炉跟随的方式上适应较大的负荷变化，实际上是不可能的。

当单元机组中锅炉设备运行正常，而机组的输出功率受到汽轮机的限制，可以采用这种锅炉跟随的方式。11.简述单元机组汽机跟随的负荷调节方式。

答：在单元机组的汽机跟随的负荷调节方式中，当中调的指令要求改变负荷时，首先改变锅炉的燃料量和相应的送风量、给水流量。而当锅炉的蒸发量开始改变，出口汽压开始改变后，才通过汽压调节器去改变汽轮机进汽阀，从而改变汽轮机的进汽量，最后使发电机的输出功率与负荷要求一致。在这个系统中，由锅炉调节负荷，而由汽轮机调节汽压。因此，汽压变化小，但是由于没有利用锅炉的蓄热，而只有当锅炉改变燃烧率造成蒸发量改变后，才能改变机组的出力，这样，适应负荷变化能力较差。这个系统适用于承担基本负荷的单元机组或当机组刚投入运行经验还不够时，采用这个系统可使汽压稳定而为机组稳定运行创造有利条件。当单元机组中汽轮机运行正常，机组的输出功率受到锅炉限制时，也可以采用汽轮机跟随的调节方式。

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12.简述单元机组调节中机炉综合的调节方式。

答：在单元机组机炉综合的调节方式中，当外界要求负荷改变时，通过机炉主控器对锅炉和汽轮机分别发出负荷调节的指令，并行地改变锅炉的燃烧率和汽轮机的进汽量，同时为了使汽压变化幅度不致太大，还根据汽压偏离给定的汽压的情况适当地限制汽轮机进汽阀的开度变化和适当地加强锅炉的调节作用。当调节结束时，机组的输出功率和外界负荷要求一致。而汽压与给定汽压一致。这样，就可以在过渡过程中让汽压在允许的范围内变动而充分地利用锅炉的蓄热，使单元机组能较快地适应外界负荷的变化，同时汽压变化的范围也不大，因而使机组的运行工况比较稳定。

当单元机组需要参加电网调频时，也应采用机组综合调节的方式。

内部控制评价目标的协调 篇3

关键词：内部控制；评价；目标；风险管理

内部控制是一个包括设计、执行、评价、改进等环节的动态循环的系统过程，该系统以不断往复的信息反馈为其运行特征。对制度设计和执行进行评价所得到的相关信息作为改善系统的重要资源输入，使企业内部控制系统不断完善。因此，内部控制评价是内部控制的再控制。

一、内部控制评价及目标

（一）内部控制评价及目标的概念

所谓内部控制评价，是通过评价主体对企业现有的内部控制系统那个的设计和执行的合理性、完整性和有效性进行审查、测试、分析和评价的活动。评价结果为发现企业内部控制的缺陷和薄弱环节提供依据，便于企业有针对性地提出改进意见和建议，从而使企业内部控制系统建设进一步完善。因为，内部控制评价的最终目的是是实现内部控制系统的有效性，完善内部控制，使其充分发挥作用。

（二）内部控制评价的最新发展

进入20世纪90年代，国际上对内部控制的研究进入一个新的阶段。1992年，美国COSO委员会发布的内部控制整体框架，构建了由三个目标和五项要素组成的内部控制整合框架。我国2006年新出台的审计准则体系和企业内部控制规范也借鉴了这一理论框架。COSO内部控制整体框架发布之后，很多内部审计群体开始运用COSO内部控制整体框架，并将它作为评价企业内部控制的有效工具。

随着内部控制与风险管理的联系既加深，COSO委员会于2004年9月正式发布了新COSO报告--企业风险管理框架，并提出将取代COSO报告。新COSO报告将内部控制定义为"一个由企业的董事会、管理层和其他员工共同参与的，应用于企业战略制定和企业内部各个层次和部门，用于识别可能对企业造成潜在影响的事项并在其风险偏好范围内管理风险的，为企业目标的实现提供合理保证的过程"。新COSO报告继承并包含了《内部控制--整体框架》的主体内容，同时扩展了三个要素，增加了一个目标，更新了一些观念，旨在为各国的企业风险管理提供一个统一术语与概念体系的全面的应用指南。

二、内部控制的自我完善与对外披露的评价

（一）内部控制的自我完善的评价

内部控制自我完善的评价是通过内控的自我评估来是实现的。内部控制自我评估是检查和评价内部控制的效率和效果的流程，其目的是为实现企业的目标提供一定程序的合理保证。在内控自我评估条件下，内部审计人员不再是企业内部控制的唯一责任主体，企业的所有成员都对内部控制负有相应的责任，利用自我评估可以起到充分调动员工积极参与内部控制评估的作用。

但是内部控制自我评价体系也存在着一些问题，第一，对内部控制的意义认识不足。企业成员普遍认为内部控制是企业管理当局和内部审计部门的责任，而与自己无关；管理层未能清楚认识到内部控制自我评价在提升控制环境，提高控制质量等方面的重要作用。第二，内部控制自我评价机制缺乏。大多数企业都能够意识到内部控制的重要性，基本上都建立了内部控制制度，但是企业却忽视了内部控制制度是否切实发挥了其应有的控制作用，没有应有的内部控制自我评价机制。第三，内部控制评价方法使用不当。西方国家一些先进的内部控制评价办法并不一定都适用于我国，不适合的方法不仅不能满足企业内部控制自我评价的需要，还会造成人力财力等资源的浪费。

（二）内部控制的对外披露评价

内部控制的对外披露评价是通过内部控制与财务报表可靠性相关的内控来实现的。内部控制的内容虽然在不断发展和丰富, 但其基础和主线始终是“为达到财务报告的可靠性”。这样, 与财务报表可靠性相关的内部控制审计理所当然地成为独立审计的业务范围,而评价企业内部控制的健全性和有效性便成了注册会计师义不容辞的职责。

虽然现在我国要求上市公司都应聘请注册会计师对企业内部控制也出具内控评价报告，并且注册会计师能指出企业内控存在的问题及改进建议，但企业内控管理人员不能对注册会计师的改进建议及时实施，导致内控问题依然存在，内控效率低下。

三、内部控制评价两种目标的协调

新COSO报告体现了最新的风险管理理念，它对内控目标的界定打破了以往的内部控制规范。企业也日益认识到构建内部控制体系的目标不单纯是为了满足监管部门对于信息提供者和披露方面的要求，更重要的是内部控制制度有助于企业战略目标以及经营目标的实现。

目前，虽然我国内部控制规范体系已经初步建立，但对如何具体地实施内部控制评价尚缺乏明确的规定。以往的财务丑闻中，我们看到很大程度上是对风险的管理失效。风险管理成为组织管理关键所在，内部控制评价不再只是审计人员所要做的工作，而是企业从管理者到员工都需要参加的一项重要活动。内部控制评价的重点应该是确认风险及测试管理风险的方法，在风险导向的内部控制评价中，分析、确认、揭示关键性的经营风险，在评价标准、指标和权重的选择上均要把握风险管理理念。只有这样，以风险管理为导向，内部控制的自我完善和外部披露两种评价目标才能同时实现，企业的内控体系才会更加规范，企业才能健康合理地发展。

四、结束语

内部控制评价可以帮助企业改进内部管理，提高经济效益，而且可以规范市场经济秩序。本文探讨了内部控制评价目标是以自我完善为主还是对外披露为主，文中先分别阐述了两种目标，最后提出了两种目标应协调起来，而且也还要结合现代风险管理的大背景来实施内部控制管理和评价。

参考文献：

[1]李永峰．内部控制目标的新思考[J]．财会研究，2008，(3)．

[2]吴永民、杨娜．论内部控制的自我评估与外部审计鉴证[J]．财会月刊，2010，(9)．

[3]高菲．内部控制自我评估[J]．商业经济，2010，(9)．

[4]阎凌．我国风险导向内部审计的研究[J]．商场现代化．2010，(7)．

协调控制系统的优化 篇4

1 协调控制系统的控制细节及优化

1.1 机主控

汽机主控制器控制负荷, 当负荷指令根据一定的速率变化时, 控制器输出指令改变调门开度, 满足实际负荷的加减。由于一般的主汽压力控制对象为过热器出口压力或机侧主汽压力, 汽机侧对其相应要快速于锅炉侧, 所以为了抑制在非正常工况下压力的急剧变化, 在机主控的负荷指令中加入压力偏差的负荷修正回路, 以牺牲负荷为代价换取压力的稳定。此压力偏差修正回路为包含死区且经机组实际压力变化对实际负荷造成变化的动态试验参考的函数关系, 修正偏大利于压力的稳定, 但不利于负荷的响应, 造成负荷波动极大, 修正偏小利于负荷的稳定, 但调节器因压力变化实际造成的负荷变化对调门的反向动作会让压力更加剧烈的波动。

1.2 炉主控

锅炉主控制器维持主汽压力稳定, 当压力变化时, 控制器输出指令变化煤量稳定压力。由于锅炉本身惯性和对主汽压力的慢相应性, 在炉主控输出处加入几路前馈, 分别为:实际负荷指令对应的煤量百分比、目标负荷与实际负荷偏差经‘GO’ (即‘升降负荷进行’) 指令的脉冲触发后所对应的超前预加煤量百分比、实际负荷指令的微分前馈和主汽压力的偏差微分前馈 (对于惯性特别大的锅炉也可以用汽包压力的微分前馈) 。

下图为炉主控基本控制逻辑图:

图中:Po代表主汽压力设定;

Pt代表主汽压力实际值;

No代表实际负荷指令;

Nc代表目标负荷;

GO为升降负荷进行的信号;

PKb为一个综合信号, 见下面说明。

(1) 压力偏差微分前馈:

当压力发生变化时, 惯性微分环节能代表单位时间内压力的变化量, 经函数运算回路计算出应前馈的煤量, 提前快速的抑制压力的变化趋势, 它的大小与压力变化的快慢有关系, 通过改变惯性时间可以控制前馈量的大小。

(2) 实际负荷指令对应的煤量百分比前馈:

在不考虑锅炉惯性的情况下, 当加减负荷时, 实际负荷指令随着负荷变化速率的变化, 对应出在不同负荷下应给定的煤量按一定速率加减煤量, 使在动态中的任何时候运算出当前应该加入的煤量, 达到与锅炉输出热量相对应的目的。其动作曲线如下:

图中:Bn (即实线) 代表前馈量, 即为不同负荷下对应煤量的百分比量;

Tn代表时间;

N代表负荷指令, 其中阶跃虚线为目标负荷, 斜线为实际负荷指令。

(3) 实际负荷指令的微分前馈:

当负荷发生变化时, 实际负荷指令随变化速率变化, 其与经惯性延迟后的量取差再经函数对应, 前馈加入煤量。它在整个过程中都起作用, 目的是考虑不同变化率下修正前馈量, 且在初期和过程中形成预加, 在后期形成‘返踢’, 其幅度与负荷变化速率和惯性时间有关系, 前馈总量上与负荷变化量也有关系。动作曲线如下:

图中:Bn (即实线) 代表前馈量;

Tn代表时间;

N代表负荷指令, 其中阶跃虚线为目标负荷, 斜线为实际负荷指令。

(4) 超前预加前馈:

当负荷指令发生变化时, 目标负荷为阶跃量变化, 而实际负荷指令随负荷变化率跟随目标负荷, 两者形成的差值线性的由大变小, 所以当‘GO’进行时, 在一定脉冲内, 输出前馈煤量由切换块按一个比较大的速率向偏差函数输出切换, 而当脉冲时间结束后, 再由切换块按一个比较小的速率切换至‘0’。此外, 考虑在正常加减负荷过程中, 当加减负荷命令执行后, 但实际负荷指令还未到达目标负荷, 由于某种原因不能再加减负荷, 运行人员会手动‘HOLD’, 所以按原目标负荷前馈的煤量就会超量, 所以当有人为手动‘HOLD’时, 触发切换块, 快速将当时前馈加入的煤量减为‘0’, 抑制前馈量的过量造成压力的波动。动作曲线如下:

图中:Bn (即实线) 代表前馈量;

Tn代表时间;

N代表负荷指令, 其中阶跃虚线为目标负荷, 斜线为实际负荷指令。

以上为四种炉主控的前馈, 通过将几种动态过程曲线在相同时间内的叠加, 可以构成下面的整个过程曲线, 如下图:

图中:Bn (即实线) 代表前馈量;

Tn代表时间;

N代表负荷指令, 其中阶跃虚线为目标负荷, 斜线为实际负荷指令。

通过曲线分析, 我们以升负荷为例:当负荷指令发生变化初期, 由于锅炉本身的蓄热, 在维持初期负荷的变化尚算可以, 但随着时间的推移, 蓄热的拉空造成锅炉不足以满足汽机的热量需求, 如果仅有负荷指令的函数直接前馈, 在不同负荷指令下满足时时的煤量, 由于锅炉本身的惯性延迟, 时时加入的煤量还来不及反应, 无法满足负荷的响应速度, 考虑此种工况, 所以加入预加前馈, 在加负荷的初期就加入一定的煤量前馈, 等锅炉本身蓄热用完后, 能及时补充锅炉的蓄热, 满足汽机的需求, 即‘前期工作为后期服务’。当然, 根据实际情况, 通过改变以上各个参数, 可以构成不同的前馈曲线和相应效果, 图5中阴影部分即为在不同参数下的不同曲线。

2 AGC控制品质的优化

我们通常在考验协调控制系统时进行模拟量负荷变动试验所进行的工况为一定负荷的定量扰动, 且需要一段时间的稳定观察, 而AGC控制方式是在一定的负荷范围内随时的负荷变动, 它没有瞬间大范围的波动, 一般在10MW-20MW之间负荷变动, 所以与我们进行的模拟量负荷变动试验有不同之处, 其控制品质也相差甚远。以下为优化AGC控制品质的主要思路。

(1) 对实际负荷指令的微分前馈函数进行修正。

在正常情况下, 其函数也应象负荷指令直接前馈的函数一样, 按单位负荷要求的煤量对应, 考虑它的幅度只与负荷变化速率有关, 虽然在总量上与负荷变化量也有关系, 但考虑总量只是针对在后期负荷指令稳定的情况下, 但当后期负荷有可能随时变化时, 造成此前馈混乱, 相当于内扰。鉴于此, 将此前馈函数进行修正, 在负荷变化较小时, 前馈量也很小, 甚至为‘0’, 达到‘负荷变动越大, 前馈量越大;负荷变动越小, 前馈量越小’的目的, 也正符合了此前馈为了考虑在不同的负荷变动方式时修补其余前馈量不足的目的。

(2) 增加煤量对一次风量的前馈作用。

利用负荷变化的前馈信号, 迅速改变给煤量, 使锅炉的燃烧率发生变化, 适应负荷变化需要。但因制粉过程存在一段纯迟延时间, 不可能有效地缩短纯迟延时间, 而预先加入的给煤量在纯迟延时间后, 可提高负荷的变化速率。如利用负荷变化的前馈信号同时改变一次风量, 将此前馈信号加入磨的一次风量调节中, 充分利用磨煤机内的蓄粉来快速响应负荷需要, 可有效地缩短纯迟延时间, 免去了制粉过程所耗费的时间。同时, 我们在进行一次风机RB试验时发现, 当一台一次风机跳闸后, 一次风量迅速降低的同时, 炉主控输出也迅速降低, 而由于此前馈的作用造成磨的一次风量更低, 致使一台磨因风量低保护跳闸, 所以在此前馈中应加入当RB信号触发时保持此前馈量, 等RB信号消失后反延时释放此前馈。

(3) 减弱机主控中压力偏差修正负荷作用。

由于AGC控制方式最主要的要求就是负荷的响应速度, 但由于压力的波动造成负荷的波动或不及时, 致使影响了AGC的基本控制品质;同时, 对大部分汽机来讲, 由于在不同阀位下的负荷和压力响应作用不同, 在一定区间内, 压力的响应速度远远大于对负荷的响应速度, 压力偏差修正负荷的前馈更加容易造成负荷和压力的振荡, 所以将此修正回路作用减弱, 只要炉侧控制的压力稳定, 负荷也就自然稳定了。

(4) 采用‘定—滑—定’的滑压运行方式。

对电厂而言, 兼顾负荷响应速率和经济运行是必须的, 所以采取滑压运行方式。根据滑压方式运行负荷变动过程中主汽压力的变化规律, 在滑压函数曲线后经过一个两阶惯性环节后形成主汽压力设定值, 使主汽压力设定值变化速率为抛物线 (初期和后期小, 中间大) 。这样改变的目的是在负荷变化初期主汽压力设定值缓慢变化 (速率非常小) , 近似于定压运行, 等待锅炉蓄热完全满足负荷的响应;在中后期随着预加前馈的反应, 锅炉热量的提高致使主汽压力逐渐变化, 压力设定值迅速变化;在负荷稳定期, 主汽压力设定值缓慢逼近滑压曲线压力点, 近似定压运行。

(5) 低负荷下的协调控制优化。

由于一般AGC控制在50%—100%负荷范围内, 所以优化在低负荷下的协调控制品质也是必须的。所以优化各个主系统和子系统在此范围内的函数关系, 调整适当参数, 使其在低负荷范围内的控制过程品质达到优良。

(6) 优化在全过程中启停磨的控制品质。

AGC控制在50%-100%范围内, 势必要在动态过程中启停磨煤机, 由于一般磨有最低煤量, 启停磨煤机极易造成煤量的大范围波动。所以优化煤主控调节参数、去掉煤主控环节中一切不必要的迟延时间, 使制粉系统在最短的时间内响应因启停磨煤机而引起的煤量变化, 时间越短, 扰动越小。

3 结束语

经过一系列的动态试验和优化, 陕西省网多台机组已投入AGC方式运行, 其控制品质优良, 目前300MW机组实际升降负荷速率可以达到3-6 MW/min (负荷速率设定为5-8 MW/min) , 600MW机组实际升降负荷速率可以达到9-12 MW/min (负荷速率设定为10-15 MW/min) , 除负荷响应快速外, 其余控制参数也都在优良范围内, 很好的保证了电网安全经济运行并提高了电网运行水平。

摘要：分析了AGC方式投运的基础——协调控制系统的控制品质优化。

论施工进度质量与成本控制的协调 篇5

关键词:成本控制 工程项目 企业

0 引言

我国施工项目成本管理存在着制度不健全,管理策略不恰当等问题,同时项目成本管理已经不再局限于编制计划和进度报表,施工项目管理的主要控制环节在于进度、质量和成本的协调。

1 进度与成本控制的相互作用机制

1.1 进度与成本控制的关系 工程项目工期和成本是施工管理中的两个重要方面,在工程项目管理中有着至关重要的地位。通常情况下,工程项目工期的长短及进度安排都会影响到施工成本。就某一施工项目而言,各工序之间存在着严格承继关系,工期变化将会导致相应费用发生变化,从而影响到施工总成本。因此,运用网络优化的方法,压缩关键线路上一些工序的持续时间,可以达到降低成本的目的。各子项目之间的不同工期安排也会影响施工成本的发生。那些工期比较长,又包含许多子项工程,由于对各子项工程的工期安排不同,往往会导致不同的成本结果。

从进度与直接成本的关系来看,无论采用什么方法加快施工进度,工程的直接成本一般都将增加。如图1中的曲线,它表示一个工序的作业时间与直接费用之间的关系。点A和点B的横坐标表示了工序的两个工期。点A为正常点,其作业时间Ta为正常工期,是合理作业时间的最长期限,此点的直接成本最低。当作业时间再延长,费用将急剧增加,意味着拖延工期,或中途停工造成窝工浪费。点B为临界点,其作业时间Tb为最短工期,是合理作业时间的最短期限,此点直接成本Cb大于Ca。如果作业时间进一步缩短,成本也急剧增加。

从进度与间接费的关系来看,间接费用随工期的延长而增加,按照间接费随时间序列是否变化,将其分成两类:不变间接费和可变间接费。

不变间接费是指随着工期的延长,匀速增加或者每单位时间内发生的数额相等或近似相等的间接费用。这类间接费用的变化曲线如图2中Ⅰ所示;可变间接费是指随着工期的延长并非匀速增加,或者每单位时间内发生的数额不等的间接费用,这类间接费用的变化曲线如图2Ⅱ所示。

工程间接费是各类间接费用的总和,对不变间接费和可变间接费时间序列曲线进行叠加,可以得到间接费时间序列曲线。这类间接费用的变化曲线如图2Ⅲ所示。

工期过短或过长都会加大工程成本;合理工期对应合理成本,合理成本保证合理工期;工期和成本是对应统一的;成本增加,可缩短工期;成本减少,工期则延长。工期、成本目标之间存在着对立统一的关系,并在一定条件下可以相互转化。如果项目进度计划制定的科学合理,则会使工程工期具有连续性、均衡性,工期得以缩短,进而对工程成本施以控制。

1.2 进度与成本控制的协调 加快工程项目的施工进度,合理缩短工期,可以控制成本,早日发挥投资效益。但是,在特定工程造价内,提前完成工程项目是一项复杂的工作。盲目地缩短施工工期,加快施工进度,只能是增加更多的人力、物力和财力,加大工程项目成本。因此,合理确定工期必须考虑直接成本和间接成本的支出。

在实际工作中,我们必须结合施工项目的具体情况,采用先进合理的施工技术,施工工艺,采取技术组织措施,优化配置生产要素,做到既缩短工期,又不增加成本;在施工过程中,我们要及时准确地进行经济核算,对施工过程进行适时的控制,调动广大职工的积极性和主动性,保证工期目标的实现。

当然,如果必须要通过增加资源缩短施工工期时,就要进行经济比较,才能决策。一般情况下,缩短工期基于以下两种情况:一是接受新的施工项目,如果经过比较分析,新项目创造的效益将大于老项目增加的成本,可采取加快施工进度策略;二是业主愿意增加项目投资,加快施工进度。

工期与成本的控制依据在一定的条件下,可以相互转化。如果工程项目使用科学先进的控制技术,采取有效的控制措施,使得工期目标提前实现,项目提前投入使用,尽早收回投资,提前实现投资效益。这时,工期控制已转化为成本控制。

2 质量与成本控制的相互作用机制

2.1 质量与成本控制的相互作用 工程项目的质量和成本之间也有对立统一的关系。如果项目业主对工程质量有较高的要求,那么就需要投入较多的资金;如果业主过分地减少成本,工程质量就无法保证。同时,如果工程项目的成本计划制定科学合理,使工程进展具有连续性、均衡性,有利于获得较好的工程质量。许多工程项目,如大型体育设施等,要求项目建设必须在某一特定时间完成,这类项目投资和质量成为可以选择的决策变量。有些施工企业为谋求利润而使用劣质材料,或者偷工减料,导致工程质量下降,进而由于返工停工,也会加大施工成本。

图3表明了工程质量与成本变化的关系,三条曲线分别代表了这种变化的差异。其中Al曲线表明:到达预定目标成本后,工程质量水平已接近目标质量,工不应再追加过多的成本;A2曲线表明:到达预定目标成本后,工程质量水平远未达到,要保证工程质量,就必须增加成本;A3曲线表明:成本与质量成线性关系,增加一定的成本,就能达到一定的质量。

由此可见,对于一个具体的工程项目,只有有了合理的成本,工程项目的质量才能得到良好的控制。

2.2 质量与成本控制的协调 根据工程项目成本和质量之间的关系,在确定其中一个目标值时,都会对另一个目标产生影响,因此,需要对质量与成本目标进行协调。协调的目的是为了在两者之间寻求一种平衡,做到目标系统最优。协调质量、成本之间的关系应注意以下几点:一是提高所有施工人员的技术水平,加强职工的质量教育、造价管理、施工管理及业务技能的培训,树立质量意识;二是建立责任制,把质量目标进行逐项、逐层分解,将质量目标落实到每个人头上;三是确定恰当的质量成本,不要因质量要求过剩而增加支出,也不要因为质量问题导致返工等增加工程成本。总之,施工企业在组织施工时,应该在确保质量的基础上,合理进行资源配置,科学安排施工工序,加强成本的动态控制,从而实现成本控制目标。

3 进度、质量与成本控制的协调

工程项目成本控制是通过有效的程序和措施,在满足进度和质量要求的前提下,使得工程施工成本最低。如果仅仅关注成本目标,工程管理人员往往陷入在成本目标分解的各个层次上,顾及不到外界环境的变化。当发现实际成本超支时,通过盲目删除工程内容或者降低设计标准,进而导致工程的功能丧失或下降。

进度、质量和成本控制是施工项目的核心要素。要保证这三个要素的正常协调,必须处理好业主、施工单位、监理三方的关系。在工程实施总承包管理的情况下,业主既要为自己的工程把好质量关,又要为承建商的经济效益着想;施工单位不仅要提高自己的经济效益,还要提高工程质量。工期、质量、成本控制将要达到的最终目目标就是降低工程成本和提高工程质量、提高经济效益和社会效益,创建高质量、高效益的精品工程。

参考文献:

[1]芳.浅谈施工企业降低项目施工成本的途径[J].技术经济与管理研究.2006(6).

[2]牛颖光,卫苒.关于项目成本管理的思考[M].科技信息.2008(12).17.

供热机组协调控制系统优化 篇6

供热机组同时适应热负荷和有功功率的变化,并保证机组的机前压力的稳定,属于典型的多输入多输出对象。前两个过程量的变动直接影响锅炉主汽压力的变化和锅炉入炉煤量的波动。目前,国内供热机组所配备的锅炉仍以亚临界以下压力等级汽包炉为主,其协调控制系统通常采用传统的直接能量平衡(DEB,Direct Energy Balance)控制策略[1,2,3,4,5]。诚然,DEB控制策略能有效提高汽包锅炉机组机炉协调控制系统的调节品质[3][4]。然而,该控制策略中的热量需求信号的微分项对机组一次调频非常敏感,致使机组一次调频动作时煤量动态波动较大,极不利于压力的稳定和制粉系统的安全运行。另外,严格来说,当供热量波动时,供热机组的进汽流量并不与调节级压力成正比,原因是供热机组不符合弗留格尔等式成立的条件[6]。换言之,在直接能量平衡中,采用调节级压力来表征汽轮机进汽量便会给直接能量平衡带来一些不确定的因素。特别是当供热量大幅波动对机前压力的控制品质仅仅由DEB控制策略来完成时,也就难以达到理想的调节效果。因而,改进和优化该控制策略显得非常有意义。

1 直接能量平衡(DEB)在供热机组中的应用

直接能量平衡控制策略在上世纪80年代引入我国[1],该控制策略通过时刻调整锅炉燃烧所具的有热量来适应汽轮机热量需求,从而达到供需之间的平衡,使得机组的压力和有功功率在给定值附近运行。然而,供热机组中应用DEB这种控制策略会带来一些不利的因素,将直接影响到机组协调控制系统的调节品质。

1.1 直接能量平衡(DEB)原理

直接能量平衡控制策略是通过对进入汽轮机中的能量(称为热量需求)和锅炉提供的热量(热量信号)的偏差进行计算,引入PID控制回路计算产生锅炉燃烧率指令。通过这种方法可实现锅炉和汽轮机的解耦控制,从而提高控制系统的调节品质。控制策略的实现可以通过下面公式表征:

其中,第一个等式为经典PID运算表达式,μb为锅炉燃烧指令,为控制回路PID入口偏差。Dt为汽轮发电机组热量需求信号,Qb是锅炉热量信号,Dt为锅炉蓄热系数,Pb、P1、PT、PT0分别为锅炉汽包压力,汽轮机调节级压力以及机前压力实际值和设定值。将上面的DEB控制策略中的偏差量进行如下转化:

该偏差实际同机前压力的偏差有密切联系,为机前压力偏差的变增益调节[2],本质上同于压力偏差控制。由于控制回路引入了较快的P1、PT、Pb等导前信号,该控制策略相对于压力偏差控制(间接能量平衡)而言,具有更快和更加优良的调节品质。然而,面对严格的一次调频考核机制和多变的供热量,对供热机组而言,该控制策略却存在诸多不足,直接影响机组AGC功能的正常投入。

1.2 DEB控制策略在实际应用中存在的不足

DEB控制策略中包含了汽轮机热量指令微分项,该项的主要作用是加快锅炉侧的加减煤速度,从而提高机组加减负荷响应速度。然而,当一次调频动作后,机组的调节级压力变化较大,对应的阀门等效开度微分量剧烈波动,致使锅炉动态加减煤量变化大。特别是负荷较高,煤质较差的场合,往往使得入炉煤量超过磨煤机的最大出力,堵磨事故时有发生,直接威胁到机组的安全、稳定运行。

另外,为保证发电机组有功功率等于设定值,供热机组供热量的变化直接影响到汽轮机进汽流量,使得主汽压力产生相应的波动。当供热量增大后机前压力降低;反之,机前压力升高。另外,严格来说,供热机组流量计算是不符合弗留格尔公式的,即调节级压力并不能替代进入汽轮发电机组的入口蒸汽流量,DEB控制策略中热量信号的计算结果会产生偏差。因而,仅仅采用DEB控制策略的供热机组在这种多变的工况下势必影响机组协调控制系统的品质。

2 DEB优化策略

针对上述DEB控制策略存在的问题,本文提出了以下几个优化策略,优化后的SAMA图如图1所示。

2.1 热量指令微分的减弱

理论上的DEB控制策略中不含热量指令的微分项,但在工程实际应用中,热量指令微分项起到动态加减煤的作用,可以有效地提高机组加减负荷的速率。然而该微分项在机组一次调频动作时变化剧烈,致使锅炉指令调节回路输出波动大。特别当机组在高负荷状态下运行时,相同的频差产生的微分量更大,致使入炉煤量变化较大,不利于制粉系统的安全运行,威胁到机组的安全运行。为了避免上述现象的发生,应该将该微分项减弱或去除,以消除一次调频动作后对燃料大幅扰动的不利影响。

2.2 变负荷动态超前加减煤策略的应用

在间接能量平衡中,常常采用负荷指令动态前馈加减煤的控制策略,其作用类似于DEB中的热量指令微分,因而,通过采用这种策略代替DEB中的热量指令微分项也可以起到适应机组快速变负荷的作用(图1中PID的FF引脚部分)。换言之,采用负荷指令前馈动态加减煤相对传统DEB中的热量指令微分项而言,它能够克服一次调频动作带来的煤量大幅波动,同时又可以确保机组加减负荷的速率。

2.3 热值校正回路的引入

一般而言,采用了直接能量平衡控制策略的协调控制系统无需煤种热值校正回路,但是由于改进的DEB控制策略中采用了负荷指令变化后动态加减煤作为调节器前馈量,这部分前馈量与煤种有直接关系,因而有必要在协调控制系统中引入热值校正回路,从而修正变负荷过程中入炉燃煤的大小。

2.4 供热量变化的微分前馈动态补偿

由于用户众多,需求时而不同,机组的供热流量变化无规律可循,而且常常变化的幅度较大,很大程度上影响了机组的主汽压力和机组CCS控制回路的调节品质。为此,在优化过程中,针对供热量的变化,引入了动态前馈。即当外界热用户的热量加(减)后,锅炉指令控制回路利用微分作用动态加(减)一定的煤量,使锅炉能够快速响应外界热负荷的变化,从而稳住机前压力。

3 应用效果

将上述优化方案应用于某电厂2台300MW供热机组协调控制系统优化中,机组CCS系统的调节品质有明显的提高,使得机组的AGC能够正常长期投入。如下图所示,优化前后机组变负荷情况表明:优化之前,变负荷过程压力偏差较大,大于0.7MPa。实际负荷变化率偏低,为达到调度实际负荷变化率要求,运行人员在变负荷后期进行了手动干预;而优化之后,机组压力偏差很小,而且变负荷速率加快,满足调度AGC考核速率。而且优化后系统投运后,不仅煤的大范围波动量消除,而且确保了一次调频指标符合相关标准要求。另外,通过增加了供热量相应的动态加减煤量控制策略后,供热量的变化影响机前压力变化的幅度也得到了明显改善。

(1-机组供热量,2-锅炉入炉煤量,3-压力设定值,4-有功设定值,5-机前压力,6-有功功率,7-热量指令,8-热量信号)

4 结束语

在供热机组中,传统的DEB对机组一次调频非常敏感,系统的供热量影响了DEB中热量信号的计算,导致了DEB控制策略存有不确定因素。本文针对上述两方面问题提出了相应的优化策略。通过减少热量指令的微分作用,采用滤波技术,消除了机组一次调频动作时不发生锅炉指令剧烈波动,确保煤量平稳变化。同时,借鉴间接能量平衡中采用了负荷指令的动态前馈量加减煤的策略和热值校正回路,有效弥补了热量指令微分项减弱后带来的不利,保证了机组加减负荷的速率。另外,通过增加供热系统变化量的动态补偿作用,用于提高机组响应热负荷变动的速度,进一步稳定汽轮发电机组的进汽压力。将该改进控制策略用于优化某热电厂的2台300MW供热机组的CCS控制回路中,举得了良好的控制效果,有效提高了机组的自动控制水平,确保了供热机组的AGC功能正常投入。CCS优化之后,供热机组AGC和一次调频各项性能指标也达到了相关细则的要求,机组的机前压力符合相关标准的要求。

另外,当机组在满出力情况下,即高压缸进汽量达到最大值后,为保证机组的安全运行,有必要在控制策略中考虑到机组的该极端运行工况。可靠的做法是在保证机组供热量符合热负荷要求的前提下而适当减少机组的有功负荷,即当机组的出力接近最大时,需计算出机组最大的有功功率目标值(小于调度给定的AGC目标值),使得机组在最大出力情况下优先确保机组的供热量,使机组能够安全稳定运行。

参考文献

[1]陈来九.单元机组协调控制系统策略—兼议公司协调控制的发展[J].火电厂热工自动化,1993(1).

[2]于达仁,徐志强,翁一武,等.DEB的新认识—增益调度控制[J].热能动力工程,1999,14(5):379-381.

[3]郑昶,曹在基.DEB协调控制系统[J].动力工程,1984(4).

[4]卢铭庆,钟新元.DEB协调控制策略及应用[J].自动化与仪器仪表,2000,3(89):10-13.

[5]陈允济,易凡.DEB IV—协调控制系统的特点及分析[J].华东电力,1996(4).

火电机组协调控制系统研究 篇7

电力供应不足在某段时间内大大制约了我国经济的快速发展,随着电力行业的迅速发展,这一现象得到了缓解。然而, 在电网技术的发展过程中,大中型火力发电机组逐渐改变了运作方式,在用电高峰期,日益增长的电力需求使得传统的自控系统已无法保证机组安全、经济、稳定运行,所以研究一种新的适用于大中型火力发电机组的控制方案———火力发电机组协调控制系统,既能提高系统运行的安全稳定性,又可为火力发电机组实现自动发电控制提供保障,而且在成本控制和服务社会等方面也能起到很好的促进作用。

1协调控制系统的特点

火力发电机组的协调控制系统主要由机组主控系统、下辖自控系统和被控对象构成。其中,主控系统是协调控制系统的核心部分,它又可分成负荷冷处理器和机组主控制器两大部分。协调控制系统具有复杂性、全过程性、结构性、非对称性和模糊判断等特点。

1.1复杂性

系统的复杂性体现在和火力发电机组协调控制系统中被控对象相关联的某些变量间有耦合关系,并且随着时间变化控制对象的动态和静态特征也跟着变化。更为复杂的是,在控制系统中还有很多因素是不确定的、随机变化的,比如说磨的启动和停止不确定、给水的水质不确定、吹灰控制不固定等。因此,在协调控制系统的理论中还有许多诸如解耦、抗干扰、鲁棒性等实际问题有待解决,这不免使得火力发电机组协调控制系统的复杂性进一步增加。

1.2全过程性

电力生产过程应该是连续性的,这就要求协调控制系统在火力发电机组的运行过程中是一直运转的,即具备全过程特性。全过程特性是客观的事实,也是协调控制系统的一个特点。但目前的技术水平还不能保证协调控制系统的全程不间断运行,因为辅机在低负荷时自启自停的自动化方案还未得到很好的实现。

1.3结构性

协调控制系统是结合前馈和反馈并运用各种数据间的相互关系这种结构式的控制理念进行工作的,这使得协调控制系统可以从容面对火电厂各种复杂的工作环境。

1.4非对称性

在火力发电机组协调控制系统中,绝大部分的延迟、外部干扰和不确定性都发生在锅炉侧,这就导致了锅炉控制器在控制机前压力和响应负荷指令上出现不对称性。这种不对称的响应速度差异是协调控制系统的又一特点,相对于协调控制系统中其他变量来说,不对称性表现出很多不同的特征。

1.5具备模糊判断的能力

协调控制系统要保障火力发电机组的稳定运行,具有平衡能力。这不仅体现在平常运行中保证按需配置电量,也体现在按可能需要配置电量。根据现有的设备条件,能大致判断出实际工作过程中的需要与可能需要,正是协调控制系统模糊判断能力的体现。

2协调控制系统的功能

火力发电机组协调控制系统就是在充分考虑机、炉调节各自的特点和差异后,通过采取特定的措施,让它们随着电网负荷的要求而变化,在接受外部负荷指令后,结合主要运行参数的偏差进行协调的控制,在保证主要参数稳定的前提下,满足电网负荷的要求。协调控制系统主要的功能有:

2.1方便在人工调节和智能控制之间切换

协调控制系统的这一功能使其能同时接收工作人员人工输入的改变负荷的指令和电网中的调峰调频指令,以确保火力发电机组输出的功率和电能质量能快速响应电网的需求。不断提高的电力工业自动化水平对火力发电机组协调控制系统提出了更高的要求,如稳定性要强、能适应负荷的大范围变动、 能随时跟踪负荷静态和动态变化等。协调控制系统若不能满足这些苛刻的要求,就必须人为地进行干预。

2.2快速响应并为机组安全运行提供保障

当火力发电机组设备在正常运行过程中出现意外时,协调控制系统能快速响应,自动采取有效的应对措施把故障的影响降到最低,使火力发电机组不至于全部停转,同时还能保证机组设备的安全。当负荷发生改变时,协调控制系统能在安全允许的范围内有效控制负荷波动的大小和快慢。

2.3使机组稳定运行

在保证火力发电机组安全运行的前提下,最好还能使其稳定运行,这样才能产生良好的经济效益。火力发电机组运行过程中会遇到各种内因和外因的变化,协调控制系统的存在恰恰能有效检测出这些干扰因素并随之做出调整,从而维持各种子控制回路之间的平衡。

2.4能有效和其他控制系统进行信息交流

火力发电机组的正常运行并不是只由单一的协调控制系统决定的,还有很多诸如数据采集、程序控制、安全监控等系统的存在,协调控制系统在执行闭环控制任务时,具备与其他系统随时进行信息交换的功能。

3协调控制系统的运行方式

我们所说的协调控制系统一般是指通过汽机指令和锅炉指令调节主蒸汽压力和电负荷的联合调节系统,此协调控制系统的控制策略或者说运行方式一般有6种,具体如下:(1)手动方式。火力发电机组的锅炉主控和汽机主控都是手动运行的,在这种运行方式下,由工作人员控制机组的正常运行,主控系统的目标负荷指令则随着机组的实发功率而变化。这种方式主要适用于火力发电机组的启动以及负荷较低时的运转,另外,在汽机和锅炉辅机出故障时也选择这种方式。(2)锅炉跟踪方式。在这种控制方式下,锅炉和汽机是分开控制的,它可以使锅炉的蓄热得到充分利用,并使机组快速响应外界的负荷指令。然而该控制方式存在着不利于锅炉安全稳定运行的因素,那就是锅炉固有的惯性和延时性所导致的主蒸汽压力的大幅度波动。该方式主要适用于汽机部分设备运转异常或限制机组负荷时,还适用于参与电网调频的机组。(3)汽机跟踪方式。在这种控制方式下不接收任何负荷指令,仅由锅炉提供的输出负荷来决定机组的输出功率,而锅炉的输出功率又是手动控制的,因而该方式适用于没有投入自动控制的锅炉设备或者锅炉设备的自动投入辅助功能不能正常运转时,还适用于低负荷运行的情况。(4)以汽机跟踪为基础的协调方式。在这种方式下,由锅炉承担火力发电机组输出功率的调整任务,但锅炉主控和汽机主控都是自动运行的。主汽压力由汽机来维持,在接收由工作人员手动给定或电网调度分配的目标负荷的前馈信号的同时参与电网的一、二次调频。该方式主要适用于带基本负荷的机组。(5)以锅炉跟踪为基础的协调方式。这种方式下维持主汽压力的是锅炉,目标负荷的前馈信号也由锅炉接收。汽机在这种控制方式中承担机组输出功率的调整任务。该方式主要适用于参与电网调峰的机组。(6)机炉协调方式。这其实就是把炉跟机协调方式和机跟炉协调方式这2种控制方式结合起来并取长补短。在这种控制方式下,锅炉承担着调压的功能,汽机承担着调功和调压2种功能(调压为主)。锅炉承担火力发电机组输出功率的调整任务,接收由工作人员手动给定或电网调度分配的目标负荷的前馈信号。机炉协调方式更适用于带基本负荷的机组

4结语

就目前的发展现状而言,火力发电机组协调控制系统所采用的控制方式并不是单一的,它是上述几种方式的结合,只有这样才能弥补各个协调方式中存在的缺陷,使火力发电机组的运行更加安全和稳定。

摘要：火力发电机组协调控制系统是一个多变量而且十分复杂的系统,该系统的存在保证了整个火力发电机组的安全及运行的稳定性,还可大大降低大型火力发电厂的运营成本。现主要对协调控制系统的特点、功能和运行方式进行了说明。

电力系统协调控制 篇8

随着我国城市人口的急剧增长, 导致城市的交通问题也日益严重。因此, 需要发展运量大、污染少、可靠性强、节能环保等优点的城市轨道交通[1]。在未来几年, 我国城轨的建设即将步入了高速发展时期。由于城市轨道交通列车启动和制动频繁、速度变化较大、站间距较短, 列车启动或者加速时, 会造成直流牵引网电压的降低;列车再生制动时会产生大量再生制动能量, 产生的能量会回到直流牵引网, 从而造成直流牵引网电压的抬升, 当直流牵引网电压严重过高时, 会导致再生制动失效, 从而整个轨道交通网络的供电都会受到影响, 列车再生制动的能量约占总耗能的20%-60%[2]。为解决以上问题, 国内主要采取电阻能耗型处理再生制动能量, 大量的再生制动能量没有被有效利用而是被电阻以发热的形式消耗掉, 电阻能耗型消耗能量产生的热能会使隧道和站台的温度大幅上升, 从而导致对站内的空调和通风系统要求的提高, 这样不仅浪费了电能, 还会增加城市轨道交通的运营成本, 所以轨道交通急需新型的储能装置来解决这一系列的问题, 使再生制动能量得到很好的回收利用, 达到节能的目的[3]。

1 超级电容储能系统

1.1 超级电容储能系统工作原理

超级电容储能型作为一种新型的储能系统, 具有功率密度高、充放电速度快、效率高、耐温性能好、维护费用低、清洁能源等优点[4]。超级电容作为一种新型的储能装置广泛应用于各个领域。超级电容储能型再生制动能量吸收装置原理图如图1所示, 由双向DC-DC变换器和超级电容组构成。当列车在启动阶段时, 会造成牵引网电压的下降, 超级电容放电来补偿下降的牵引网电压;当列车在再生制动阶段时, 会造成牵引网电压的抬升, 超级电容充电吸收再生制动产生的能量并储存起来。超级电容储能型装置的主要作用是能够抑制牵引网的电压的波动, 防止牵引网电压过高或者过低, 防止再生制动失效和吸收再生制动产生的能量。

1.2 双向DC-DC变换器

双向DC-DC变换器对输入和输出电压的极性并不影响, 只改变电压的大小。根据控制系统产生的脉冲来控制IGBT开关管的通断, 当一个IGBT的开关管导通, 另一个IGBT的开关管关断, 关断的IGBT中反向二极管续流进而构成回路。双向DC-DC变换器通过IGBT的通断和二极管的续流来实现能量的双向传输。双向DC-DC变换器的种类十分繁多, 主要分为隔离式变换器和非隔离式变换器, 隔离式变换器中有变压器, 则隔离式变换器的变压器会使超级电容储能系统的成本和损耗大大增加。因为非隔离式的双向DC-DC变换器的结构简单、控制方便、成本比较低廉、输出的电流纹波小[5], 所以非隔离式的双向DC-DC变换器广泛应用储能系统中。非隔离式双向DC-DC变换器在功能上实际上是Buck电路和Boost电路的组合。如图2所示为非隔离式的双向DC-DC变换器的拓扑结构。

1.3 超级电容储能系统控制策略

双向DC-DC变换器控制超级电容充放电是一个二阶电路, 两个变量分别是电容电压和电感电流。所以论文采用的控制策略是直流牵引网电压外环、电感电流电流内环的双PI控制。

图3为双向DC-DC变换器的控制框图。图中直流牵引网电压Udc与直流牵引网电压给定值Uref的差值经过PI电压调节器调节得到电感电流的给定值IL*, IL*与实际电感电流值的差值通过PI电流调节器得到的输出, 最后经过脉宽调制得到触发开关器件的控制信号PWM值。

2 逆变回馈系统

2.1 逆变回馈系统工作原理

逆变回馈型再生制动能量吸收装置如图4所示。当列车再生制动时, 产生的再生制动能量会导致牵引网电压抬升, 这时逆变回馈型装置把多余的能量回馈到交流电网中[6]。基本工作原理为:当列车再生制动时, 产生的电能会使牵引网电压超过预设值, 这时候三相逆变器开始工作, 将再生制动产生的能量由直流变为交流回馈到交流电网, 回馈的电能能够用于地铁照明系统和空调系统[7]。

2.2 逆变回馈系统控制策略

图5为并网逆变系统控制原理图, 采用了空间矢量控制, u*dc为电压给定值, udc为实际直流牵引网电压, 电压给定值与实际测量值进行比较, 若udc超过给定值u*dc, 则逆变器触发启动, 然后将差值经过PI调节器输出得到电流给定值id*。经过d-q解耦得到的电流分量为id、iq, id与id*经过比较器后的值再经过PI调节器输的得到电网电压前馈补偿ud, 电流分量iq与iq*经过比较器后的值再经过PI调节器输的得到电网电压前馈补偿uq, ud、uq经过Park逆变为uα、uβ, 再把uα、uβ信号进行空间矢量调制, 最终得到触发逆变器的开关信号。

3 MATLAB仿真

3.1 仿真模型的建立

城市轨道交通超级电容储能系统仿真模型的主要参数, 直流牵引网:电压Udc=1500V, R1=0.2Ω, L1=0.012H, C1=0.05F;超级电容电压Uscmin=500V, Uscmax=1000V, 储能容量C=121.9F, 内阻RES=5.6mΩ, 储能电感L2=56m H, 滤波电容C2=74.4μF, 开关管开关频率5000Hz;交流电网电压380V。超级电容储能模块作用为释放储能的电能和吸收抬升的直流牵引网电压, 双向DC-DC模块主要作用为控制超级电容进行充放电, 机车牵引传动模块作用主要为模拟列车运行, 并网逆变模块作用主要为当列车再生制动时, 超级电容储能系统吸收再生制动能量, 当快要达到额定电压时, 这时启动逆变回馈装置, 把多余的再生制动能量回馈到交流电网供照明系统和空调系统使用。

3.2 仿真结果

地铁牵引供电系统中没有超级电容储能系统时, 牵引网的电压如图6所示。在没有超级电容储能系统的情况下, 地铁的启动和制动会导致牵引网电压的造成波动较大。

图7所示是地铁牵引供电系统加入了超级电容储能系统。在有超级电容的情况下, 地铁的启动和制动对牵引网电压能够进行很好补偿和吸收。

比较图6和图7中电压波形可以看出, 无超级电容时, 牵引网电压波动很大;有超级电容时, 牵引网电压在1500V上下波动。验证了超级电容能够有效的控制牵引网电压的波动和对双向DC-DC变换器的控制策略是正确的。

图8为逆变器交流侧的电压波形, 逆变器把升高的直流牵引网电压逆变为交流, 但是电压还需经过LCL滤波, 得到的电压已经近似正弦波, 最后经过变压器变压后的电压波形如图9所示, 电压完全变成了正弦波, 而且符合国家照明系统用电标准。表明通过超级电容储能系统和逆变回馈装置进行协调控制, 能够分担一部分升高的牵引网电压, 从而减少车载超级电容的体积, 延长车载超级电容的使用寿命。

图10是超级电容两端的电压, 当牵引网电压跌落时, 超级电容进行放电补偿跌落的电压;当牵引网电压升高时, 超级电容进行充电。列车在惰行状态下时, 超级电容不进行工作。

5 结语

本文主要分析了超级电容储能系统和逆变回馈系统的工作原理, 设计了双向DC-DC变换器的直流牵引网电压外环、电感电流内环控制策略和逆变并网的空间矢量控制策略。在matlab/simulink中搭建了超级电容储能系统和逆变并网系统仿真模型, 模拟列车的实际运行状况, 仿真结果验证超级电容储能系统能够稳定直流牵引网电压和控制策略的可行性, 逆变并网系统能够逆变一部分升高的牵引网电压, 减少车载超级电容的体积。

参考文献

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[2]张慧研, 韦统展, 齐智平.超级电容器储能装置研究[J].电网技术, 2006, 30 (8) :92-96.ZHANG Huiyan, WEI Tongzhan, QI Zhiping.Super capacitor energy storage device research[J].Power System Technology, 2006, 30 (8) :92-96.

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[4]刘冠男, 张相军.基于超级电容储能双向DC/DC变换器控制模型分析[J].电力电子技术, 2013, 47 (10) :81-83.LIU Guannan, ZHANG Xiangjun.With super capacitor energy storage bidirectional DC/DC converter control model[J].Power Electronics Technology, 2013, 47 (10) :81-83.

[5]王雪迪, 杨中平.超级电容在城市轨道交通中改善电网电压的研究[J].电气传动, 2009, 39 (3) :77-80.WANG Xuedi, YANG Zhongping.Improvement of the super capacitor voltage grid in Urban Rail Transit[J].Electric Drive, 2009, 39 (3) :77-80.

[6]宋层, 王欣, 龚晓妍.基于无速度传感器的地铁永磁牵引电机SVPWM控制仿真[J].新型工业化, 2016, 6 (5) .Song Xin, Wang Xin, Gong Xiaoyan.SVPWM control simulation of Metro permanent magnet traction motor based on speed sensorless[J].Journal of New Industrialization, 2016, 6 (5) .

电力系统协调控制 篇9

随着调度自动化水平的提高以及自动电压控制(automatic voltage control,AVC)系统在各控制中心的普及应用,控制中心间的协调控制日益迫切[1,2],文献[3]提出的双向互动省地协调无功电压控制模式弥补了省、地电网AVC系统在互动性上的不足。该控制模式在省调侧建立协调层,通过省地间实时交换双向协调约束的方式实现了省、地级电网间合理的资源利用和互相支持,并最终达到了“双向互动”的协调控制目的。

作为整个控制系统的“眼睛”,协调约束生成模块负责浓缩提取省、地各自的运行状态并告知协调层,浓缩后的运行状态可以描述为两大类关键信息:调节能力和控制需求。协调约束生成模块的准确性和合理性将影响整个系统的控制效果。

限于篇幅,文献[3]只对双向互动省地协调无功电压控制模式进行概括性介绍,并未阐述生成协调约束的技术细节。本文基于文献[3]提出的协调控制模式,详细阐述了协调约束的生成方法:采用关口无功和关口电压来描述省、地双方的协调约束,给出省、地两侧生成协调约束的模型和算法。

1 省调侧协调约束的生成

省调控制范围一般为省内220 kV电网,控制手段以接入220 kV电网的发电机为主, AVC系统的在线自适应分区模块[4]对电网进行聚类分区,区内电网紧密联系,区间电网弱耦合。考虑到无功电压问题的区域性,本文采用在线自适应分区结果,以控制软分区为计算单位,使用准稳态灵敏度[5]生成省调各关口的调节能力和控制需求约束。

1.1 模型

省调侧以在线自适应分区结果为单位生成协调约束。图1给出相应的物理模型。

图1中:V${}_{\text{G}}^{\text{Μ}}$,V${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$,V${}_{\text{Ρ}}^{\text{Μ}}$,V${}_{\text{C}}^{\text{Μ}}$分别代表省调发电厂高压母线、关口母线、中枢母线及其他重要监视母线的电压向量,统称VM;使用$\underset{¯}{\mathit{V}}{}^{\text{Μ}}$和$\overline{\mathit{V}}{}^{\text{Μ}}$分别描述电压下限和上限,并使用ΔVM来描述电压的变化量;Q${}_{\text{G}}^{\text{Μ}}$和Q${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$分别代表省调各控制发电机组和控制关口的无功功率向量,统称QM;使用$\underset{¯}{\mathit{Q}}{}^{\text{Μ}}$和$\overline{\mathit{Q}}{}^{\text{Μ}}$分别描述无功功率下限和上限;并使用ΔQ${}_{\text{G}}^{\text{Μ}}$和ΔQ${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$分别描述分区内控制发电机组及关口无功功率的调节量。

CM用来描述省调侧无功功率对母线电压的灵敏度矩阵,同时用下标来区分发电机组无功功率或关口无功功率对不同类型的母线电压灵敏度,如C${}_{\text{B}\text{G}}^{\text{Μ}}$代表发电机无功功率对关口母线电压的灵敏度矩阵。

每个控制分区内的旋转无功裕度g(Q${}_{\text{G}}^{\text{Μ}}$)可以描述为Q${}_{\text{G}}^{\text{Μ}}$的函数,使用$\underset{¯}{\mathit{G}}{}^{\text{Μ}}$和$\overline{\mathit{G}}{}^{\text{Μ}}$分别描述无功裕度下限和上限。

在协调约束的计算过程中,除了考虑协调变量自身的运行约束外,还需考虑其他运行约束,包括:

1)母线电压运行约束

$\begin{array}{l}\underset{¯}{\mathit{V}}{}^{\text{Μ}}\le \mathit{V}{}^{\text{Μ}}+\text{Δ}\mathit{V}{}^{\text{Μ}}\le \overline{\mathit{V}}{}^{\text{Μ}}(1)\\ \text{Δ}\mathit{V}{}^{\text{Μ}}=\mathit{C}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}+\mathit{C}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}(2)\end{array}$

2)机组无功功率运行约束

$\underset{¯}{\mathit{Q}}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}\le \mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}\le \overline{\mathit{Q}}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}(3)$

3)分区无功裕度运行约束

$\underset{¯}{\mathit{G}}{}^{\text{Μ}}\le \mathit{g}(\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}})\le \overline{\mathit{G}}{}^{\text{Μ}}(4)$

4)关口无功功率运行约束

$\underset{¯}{\mathit{Q}}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}\le \mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}\le \overline{\mathit{Q}}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}(5)$

1.2 生成省调的调节能力

省调调节能力上限定义为:在满足安全运行约束条件下,通过省调自身控制手段的调节,可使省地关口电压达到的最大值。该优化问题的目标函数为:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}+\mathit{C}{}_{\text{B}\text{G}}^{\text{Μ}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}\parallel (6)\\ \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}=\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}-\mathit{V}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}(7)\end{array}$

式中:ΔV${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}$为关口母线电压实际值V${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$与运行上限V${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}$(人工给定)之差。

在优化过程中需要考虑式(1)～式(5)给出的约束条件。并且在计算省调的调节能力时,只考虑省调发电机组的调节作用,因此运行约束条件中式(2)可以简化为:

$\text{Δ}\mathit{V}{}^{\text{Μ}}=\mathit{C}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}(8)$

该优化问题属于典型的二次规划问题,采用起作用集法[6]求解。

将式(6)的目标函数修改为式(9)的函数,则可以计算出省调的调节能力下限为:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}+\mathit{C}{}_{\text{B}\text{G}}^{\text{Μ}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}}\parallel (9)\\ \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}=\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}-\mathit{V}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}(10)\end{array}$

式中:ΔV${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}$为关口母线电压实际值V${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$与运行下限V${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}$(人工给定)之差。

1.3 生成省调的控制需求

省调控制需求上限定义为:在满足安全运行约束条件下,通过对省调控制发电机组以及关口无功功率的调节,使得关口无功功率达到的最大值。该优化问题的目标函数为:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}},\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}\parallel (11)\\ \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}=\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}-\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}(12)\end{array}$

式中:ΔQ${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}$为关口无功功率实际值Q${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$与运行上限Q${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{Μ}}$(人工指定)之差。

在优化过程中需要考虑式(1)～式(5) 给出的约束条件。其中在计算省调的调节能力时,需求同时考虑省调发电机组和关口无功功率的调节作用,因此式(2)不可简化。

该优化问题属于典型的二次规划问题,采用起作用约束集法[6]求解。

将式(11)的极大化目标函数修改为式(13)的目标函数,则可以类似地计算出省调控制需求下限:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{G}}^{\text{Μ}},\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}\parallel (13)\\ \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}=\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{Μ}}-\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}(14)\end{array}$

式中:ΔQ${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}$为关口无功功率实际值Q${}_{\text{B}}^{\text{Μ}}$与运行下限Q${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}$(人工给定)之差。

2 地调侧协调约束的生成

地调侧的控制对象一般为110 kV及以下辐射电网,控制手段以110 kV及以下的变电站离散调节设备(如电容器、有载调压分接头等)为主,但从国内调度分工上,一般220 kV变电站的低压侧电容电抗器也由地调控制。地调侧需要依据电网运行状态进行在线拓扑搜索,得到由各关口及其向下辐射电网构成的一个拓扑分区,作为协调控制的计算单元,并计算出地调侧各关口的调节能力和控制需求约束。

2.1 模型

图2给出了地调侧计算相应协调约束的模型。

图2中:V${}_{\text{Η}}^{\text{S}}$,V${}_{\text{Μ}}^{\text{S}}$,V${}_{\text{L}}^{\text{S}}$,V${}_{\text{Κ}}^{\text{S}}$分别代表地调关口主变压器高、中、低三侧母线以及其他监视母线的电压,统一称之为VS;使用$\underset{¯}{\mathit{V}}{}^{\text{S}}$和$\overline{\mathit{V}}{}^{\text{S}}$分别描述其电压下限和上限;并使用ΔVS来描述电压的变化量;Q${}_{\text{Η}}^{\text{S}}$,Q${}_{\text{Μ}}^{\text{S}}$,Q${}_{\text{L}}^{\text{S}}$分别代表地调关口主变压器高、中、低三侧绕组的无功功率变量;Q${}_{\text{C}}^{\text{S}}$和TSH分别代表地调电容器的无功功率及分接头挡位,使用ΔQ${}_{\text{C}}^{\text{S}}$和ΔT${}_{\text{Η}}^{\text{S}}$分别描述拓扑分区内电容器及分接头的调节量。

使用f${}_{\text{C}}^{\text{S}}$和f${}_{\text{Τ}}^{\text{S}}$来分别描述电容器及分接头本身是否具备动作条件(考虑是否可调、是否闭锁、最大动作次数、动作最小持续时间等因素)。使用符号CS和CSQ分别描述地调控制量调节对母线电压及设备无功功率的灵敏度矩阵,并使用下标来区分不同设备控制量对不同类型的状态变量灵敏度矩阵,如CSBC代表电容器无功功率对关口母线电压的灵敏度矩阵。

图2中,若开关CB为闭合状态,则2个主变属于同一拓扑分区。地调一般为辐射网结构运行,开关CB为打开状态,因此每个拓扑分区内仅有一个主变。

与省调相关计算类似,在地调侧协调约束的计算过程中,除了考虑协调变量自身的运行约束外,同样需要考虑其他相关的变量运行约束,包括:

1)母线电压运行约束

$\begin{array}{l}\underset{¯}{\mathit{V}}{}^{\text{S}}\le \mathit{V}{}^{\text{S}}+\text{Δ}\mathit{V}{}^{\text{S}}\le \overline{\mathit{V}}{}^{\text{S}}(15)\\ \text{Δ}\mathit{V}{}^{\text{S}}=\mathit{C}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}+\mathit{C}{}_{\text{C}}^{\text{S}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}}+\mathit{C}{}_{\text{Τ}}^{\text{S}}\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}}(16)\end{array}$

式中:ΔVS可以根据控制变量的调节量及电压灵敏度矩阵CS计算得到。

2)关口无功功率运行约束

$\begin{array}{l}\underset{¯}{\mathit{Q}}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\le \mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\le \overline{\mathit{Q}}{}_{\text{B}}^{\text{S}}(17)\\ \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}=\mathit{C}{}_{\text{B}\text{C}}^{\text{S}\text{Q}}\text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{C}}^{\text{S}}(18)\end{array}$

式中:ΔQ${}_{\text{B}}^{\text{S}}$可以根据无功控制变量的调节量及CSQ计算得到。

3)电容器动作能力约束

$f{}_{\text{C}}^{\text{S}}(\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}})>0(19)$

4)分接头动作能力约束

$f{}_{\text{Τ}}^{\text{S}}(\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}})>0(20)$

2.2 生成地调的调节能力

地调的调节能力上限可定义为:在满足运行约束条件下,通过地调自身无功调节手段的调节,使省地关口无功功率达到的最大值。该优化问题的目标函数为:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}},\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\parallel (21)\\ \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}=\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}-\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}(22)\end{array}$

式中:ΔQ${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}$为关口无功功率实际值Q${}_{\text{B}}^{\text{S}}$与运行上限Q${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}$(人工给定)之差。

在优化过程中需要考虑式(15)～式(20)给出的约束条件。其中在计算省调的调节能力时,只考虑地调的调节作用,因此ΔV${}_{\text{B}}^{\text{S}}$=0,据此,约束条件(16)可以简化为:

$\text{Δ}\mathit{V}{}^{\text{S}}=\mathit{C}{}_{\text{C}}^{\text{S}}\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}}+\mathit{C}{}_{\text{Τ}}^{\text{S}}\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}}(23)$

上述优化问题属于典型的0-1规划问题,可以采用常规的0-1规划算法(如分支定界法等)求解,也可采用启发式算法求解。

将式(21)的目标函数改变为式(24)的目标函数,则可以计算出地调调节能力下限为:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}},\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}+\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\parallel (24)\\ \text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}=\mathit{Q}{}_{\text{B}}^{\text{S}}-\mathit{Q}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}(25)\end{array}$

式中:ΔQ${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}$为关口无功功率实际值Q${}_{\text{B}}^{\text{S}}$与运行下限Q${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{Μ}}$(人工给定)之差。

2.3 生成地调的控制需求

地调控制需求上限定义为:在满足安全运行约束条件下,通过对地调无功调整手段以及关口电压的调节,使得协调关口电压达到的最大值。该优化问题的目标函数为:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}},\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}},\text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}+\text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\parallel (26)\\ \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}=\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}-\mathit{V}{}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}(27)\end{array}$

式中:ΔV${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}$为关口母线电压实际值V${}_{\text{B}}^{\text{S}}$与运行上限V${}_{\text{B}\text{Η}}^{\text{S}}$(人工指定)之差。

在优化过程中需要考虑式(15)～式(20)给出的约束条件。

上述优化问题中,既包含连续控制变量ΔV${}_{\text{B}}^{\text{S}}$,也包含离散控制变量ΔQ${}_{\text{C}}^{\text{S}}$和ΔT${}_{\text{Η}}^{\text{S}}$,属于混合0-1规划问题,已有较成熟的求解算法,本文采用分支定界法来进行求解。

将式(26)的目标函数改变为式(28)的目标函数,则可以计算出地调控制需求下限:

$\begin{array}{l}\underset{\text{Δ}\mathit{Q}{}_{\text{C}}^{\text{S}},\text{Δ}\mathit{{\rm T}}{}_{\text{Η}}^{\text{S}},\text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}}{{\displaystyle \min }}\parallel \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}+\text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}\parallel {}^2(28)\\ \text{Δ}\mathit{V}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}=\mathit{V}{}_{\text{B}}^{\text{S}}-\mathit{V}{}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}(29)\end{array}$

式中:ΔV${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}$为关口母线电压实际值V${}_{\text{B}}^{\text{S}}$与运行下限V${}_{\text{B}\text{L}}^{\text{S}}$(人工给定)之差。

3 讨论分析

3.1 对分区计算的讨论

与全网整体计算相比,基于在线分区结果[7]进行分区计算的方案具有如下优点:

1)分区计算与无功电压控制就近控制、分区平衡的概念一致,具有明确的物理含义。

2)通过在线分区,将一个高维复杂的优化问题简化为一系列低维度较简单的优化问题,有利于提高算法收敛率,并且某一分区的计算失败不影响其他分区的计算结果,从整体上提高了算法的实用度。

3.2 对目标函数的讨论

本文采用2-范数来描述目标函数中的向量大小。与其他常用的p-范数(1-范数和∞-范数)相比,2-范数目标函数可得到均衡意义上的目标最小值。由于考虑了均衡因素,2-范数意义下给出的协调约束结果偏保守,但对于一个在线连续闭环运行的小步长控制系统而言,保守的计算结果并不会影响实际控制效果。

另外,本文采用了增量模型函数作为目标函数。与绝对值模型(即以协调变量的绝对值来描述优化目标)相比,采用增量模型可减少使用灵敏度方式将原非线性问题近似线性化后带来的舍弃误差。

3.3 对控制变量的讨论

计算调节能力和控制需求优化模型的最大区别在于是否将由其外部电网运行状态所决定的变量作为可调控制变量纳入优化模型中。区别的主要原因在于:在计算某控制中心的调节能力时,希望仅通过其自身的调节,得到其可行的调节能力范围,此时不应该考虑外网的调节能力,因此由外网所决定的变量是不可调变量;而在计算控制需求时,需要考虑外网对自身的调节作用,此时由外网所决定的变量成为可调控制变量。

4 仿真算例

用C++语言编写了基于快速分解法[8]的输电网潮流和基于前推回推潮流法[9]的配电网潮流,用于模拟全局潮流计算[10,11,12]。省调输电网采用IEEE 39节点系统,采用文献[10]提供的三馈线系统中的第1条馈线模拟地调某关口下的辐射网络。选择节点23的负荷作为省地关口,并选择节点35和节点36所连接的发电机作为省调控制手段。并给定两机的最小无功裕度为50 Mvar。

省、地仿真电网结构,初始状态及详细计算结果见附录A,本节给出部分计算结果及分析。

4.1 单断面协调控制仿真

基于附录A中给出的初始状态,表1、表2分别给出了省、地调生成的协调约束(均为标幺值)。

受无功裕度限制,省调不具备抬高电压的能力,但具备降低电压的能力,并且省调需要地调帮助减少关口无功功率;同时,地调电压过高,需要省调帮助地调进行降压,本算例给出的计算结果与直观分析结果相一致,这定性说明了本算例结果的合理性。

控制前后,省调向上无功裕度和功率因数分别由19 Mvar和0.970调整为53 Mvar和0.975。通过协调控制,省调的无功控制需求得到满足,同时地调的电压越限现象消失。

4.2 协调过程中协调约束变化曲线

本节重点以省调控制需求和地调调节能力为例分析协调过程中协调约束曲线的变化。

图3给出了关口无功功率及省调无功需求变化曲线。

控制前,省调期望地调减少从省调吸收的无功;控制后,地调投入容性无功功率,省调发电机输出无功功率减少,向上旋转无功裕度得到释放,并最终满足省调的无功裕度运行约束。

图4给出了关口无功功率及地调的调节能力变化过程。

控制前,地调不具备投入无功功率的能力,协调控制过程中,省调进行降压操作,地调投入无功功率的能力被逐步释放,产生并执行投入无功功率的控制策略,最终地调投入所有可投无功功率,不具备再投入无功功率的能力。

4.3 目标函数对计算结果的影响

4.3.1 范数选择对计算结果的影响

图5给出了目标函数选择不同的范数时各节点电压的向下调节能力对比。

从图5可以看出,与选择2-范数计算结果相比,其他2种范数使计算结果中各节点电压调节能力差异较大,并且出现了电压调节能力为负的现象。

4.3.2 模型表达方式对计算结果的影响

图6给出了选择不同模型表达方式时的计算结果对比。

从图6可以看出,当选择绝对值模型时,得到的计算结果与上文介绍到的1-范数下的计算结果相近,出现了明显的电压调节能力不均衡现象。这是由于电压原值较大,而调节量较小,绝对值模型无法很好地体现电压变化对目标函数的影响。

5 应用实例

江苏省地协调电压控制系统于2009年初投入运行。基于本文方法,可以在3 s内给出所有79个协调关口的协调约束,满足分钟级在线计算控制的需要。文献[3]给出的该系统控制效果间接证明了本文方法的有效性和可行性。本文方法的现场详细运行结果参见附录B。从现场运行结果可以看出:

1)在负荷上升期,如果地调动作不及时,省调会产生地调投入容性无功功率的控制需求,来尽量保证无功功率就地平衡。

2)在负荷下降期,如果省调动作不及时,地调会产生省调减少无功功率、降低电压的控制需求,来尽量保证地调侧的电压质量。

3)对于地调而言,在负荷高峰期,由于一般容性无功功率投入较多,因此基本不具备减少关口无功的能力;相反,在负荷低谷期,基本不具备增加关口无功功率的能力。

4)对于省调而言,由于电网电压一般运行在比较高的水平(靠近上限运行),因此省调向上电压调节的能力要小于向下电压调节能力;并且由于采用逆调压原则,受电压运行上限约束制约,与负荷高峰期相比,负荷低谷期省调抬高关口电压的能力要弱。

6 结语

本文给出了省、地调两侧生成协调约束的方法:

1)以在线软分区结果为计算单位,给出省调生成各分区内调节能力约束及控制需求约束的模型和算法。

2)以在线拓扑分区结果为计算单位,给出地调生成各分区内调节能力约束及控制需求约束的模型和算法。

本文方法充分利用了无功电压控制的本地特性和地区电网的辐射结构特性,给出的协调约束能实时、准确地反映各省、地调的调节能力和需求,为后续的闭环控制提供了信息基础。仿真算例及江苏电网的现场运行结果证明了本文方法的有效性和可行性。

附录见本刊网络版(http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx)。

参考文献

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电力系统协调控制 篇10

【关键词】内部控制；内部审计；关系；协调

当前社会，世界经济快速发展，公司治理不断完善，但财务舞弊现象却仍然层出不穷，内部审计和内部控制作为防范风险的控制系统工具已经成为研究的热点问题，内部审计与内部控制在企业管理中各自所起的作用以及他们之间如何配合得到更多的管理层的关注。

一、内部控制和内部审计的职能和实施手段

现代企业中内部控制和内部审计由不同的行为主体行使着不同的职能，而且为企业服务的方法和手段也不尽相同。

1.职能

从企业职能方面看，内部控制是一个流程，它是实现目标的手段，而不是结果本身。它是在组织内实施的贯穿于整个组织部门和职能的业务流程，是通过计划、组织、执行和监控的基本管理流程实现的。内部控制是这些流程的组成部分并与它们密不可分。它使这些流程发挥作用，并监督它们的行为和持续的关联性。

内部审计的任务之一是对内部控制措施进行评价，以及确定它们是否正在有效地行使其职能。一个有效的内部审计部门将协助管理层和董事会实现他们负有的大部分职责。公司政策或内部审计章程是一个有效内部审计部门的基石。

2.行使职能的主体

两者行使职能的行为主体不完全一样，内部控制受到人的影响。它不仅是政策手册和表格，而且涉及组织每一层级的员工。内部控制不是一个事件或者环境，而是渗透到整个企业经营活动中的一系列行动，这些行动是普遍存在的，并且是管理层经营企业的方式。公司的CEO对内部控制的整个系统负责，包括本组织所有的控制措施。

内部审计是由一部分专业人员在企业内建立的监督与评价机构，内部审计拥有独立的评价职能，它为董事会、管理层和整个组织服务，执行监督、检查与评估活动。内部审计的目的是协助组织的成员有效地履行他们的职责。内部审计为他们提供与被检查活动有关的分析、评价、建议和评议的信息。

3.实施控制的手段

内部控制有自己的五要素，它通过控制环境、风险评估、控制活动、信息与沟通和内部监督来达到控制企业的目的，控制环境是由人组成的，人的诚信、道德价值和胜任能力构成了企业发展的基础；企业为了实现即定的目标，需要对相应的影响因素进行分析，并实施风险评估；针对风险评估结果企业要采取相应的控制活动，达到减少风险的目的；在此过程中，会形成许多信息，这些信息被及时获取并在企业的控制环境内部传递，这样就形成了信息的有效沟通；企业还有自己的内部监控机制对整个内部控制的过程进行监督并评价。内部控制体系在此基础上不断完善。

内部审计的主要实施手段是通过查证、函证、抽样、座谈、调查、检查等实现对企业内部控制制度和各项活动的评价和监督，促使企业更快、更好地实现目标。

二、内部控制和内部审计的关联性

虽然内部控制和内部审计在企业实现目标的过程中各自实现着不同的职能，但两者之间却不是各自为政，互不相关的两部分，两者之间实际上是互相作用，互相渗透的。

1.内部审计是内部控制的组成部分，在内部控制实施过程中发挥非常重要作用

国际COSO委员会制订的内部控制基本框架定义了内部控制的五要素，其中控制环境是内部控制实施的基础，是其他要素得以实施的基本保证。有效的控制环境包含10个最高属性，分别是行为守则政策、企业的价值观、首席执行官成为楷模、组织结构（职责分离）、人员的胜任能力、职责与权力的特别委派和沟通、一般授权与责任制、内部审计、资产保护、规定的工作流程。显而易见，内部审计是控制环境中重要的属性之一，它通过自己的监督与评价职能，对内部控制实施过程中的各种信息和沟通资料的正确性和可靠性提供了有力保证，为企业的有效的管理决策和有力的市场竞争奠定了基础。

2.内部审计与内部控制相互依存，相互促进

现代企业按照相关的法律法规要求设置详细的内部控制制度来规范企业各个部门的职责和权限，使企业组织机构的每一个组成部分都能依法按照管理层的要求完成其任务，使企业生产经营过程中的每一项活动都有章可循。这其中当然包括内部审计部门，内部审计制度规定了审计部门的职责和权限，决定了内部审计以什么样的方式实现其职能。健全的内部控制环境使内部审计工作能顺利开展，如果没有良好的内部控制环境，内部审计工作的风险和工作量都会加大，严重制约内部审计的发展。反过来，通过内部审计，管理层能及时发现内部控制中薄弱环节、缺陷甚至是漏洞，从而进一步完善和强化内部控制制度。没有内部审计，内部控制有可能会形同虚设，甚至失效。内部审计通过发现和分析内部控制中的问题及其产生的原因和背景，协助管理层改进和完善内部控制的不足之处。当然，良好的内部控制体系有助于内部审计工作的开展，降低审计风险，提高审计效率和质量，也促进审计方法的变革。

3.内部控制与内部审计为企业提供服务的目的相同

虽然内部控制和内部审计使用的方法手段不同，职能主体也不尽相同，但它们对企业来说，都是为了有效的降低企业管理的风险，使企业更快更好地实现其发展战略。内部控制通过有效地设置控制环境，合理分析风险，安排适当的控制活动合理保证企业各项目标的实现。

内部审计部门是通过审查和评价的方式，对企业各项经营活动是否有违反法律法规、是否违反企业规定、是否危害企业利益、是否真正能提高企业的经营效率和效果进行监督，最终使企业实现其发展战略。

综上所述，内部控制和内部审计虽然由不同的行为主体在企业中行使着不同的职能，使用的方法和手段也不尽相同。但是，内部控制和内部审计并不是互不相关的两部分，他们之间互相影响，互相促进，两者应该协调一致，帮助企业实现战略目标。

三、内部控制和内部审计的协调

内部控制由企业董事会委托高管层实施，制定相应的制度体系，通过风险分析实施相应的控制措施对企业的各项活动进行管理和监控；内部审计作为内部控制的主要控制方式之一，有自己的监控方法，为企业管理也贡献了自己的力量。两者虽然在企业管理中起的作用不尽相同，也有各自的理论基础和框架，但是他们都是企业管理的重要组成部分，在企业管理中都起到举足经重的作用，它们之间应该互相配合，互相渗透，这样才能更有效地降低风险，提升企业的管理水平。

1.内部审计职能前移——参与企业风险评估

内部审计人员应该更多地参与企业的风险评估活动，从“事后的检查与评价”转向“事前的风险咨询和流程优化建议”。因为内部审计人员对企业组织机构内各部分的职能及组织机构之间职能的转换了解的更清楚，更容易从审计角度发现企业现行内部控制体系下的风险事件和薄弱控制环节。内部审计可以通过参与风险评估活动建议企业优化业务流程，改进管理方法和管理措施，提高企业的管理水平。

2.内部审计职能扩展——监控企业内部控制全过程

现行企业中内部审计起到的“检查与评价”作用远远大于其“监控”作用。内部控制是一个动态的过程，是一个需要持续关注、持续改进的过程，内部审计做为内部控制环境的基本组成部分应该充分发挥其职能，贯穿于内部控制的整个过程，对内部控制运行的每一个问题环节都能即时发现，即时纠正，化解风险，真正起到“监控”的作用，只有内部审计的职能从“纠正型”转化为“预防型、发现型、纠正型”兼顾时，内部控制体系才能在其影响下不断完善，不断改进。在实际操作中涉及到这方面的内部审计包括：项目预决算审计、工会经费审计、管理费报销审计、合同管理审计、离任审计，专项审计等。内部审计在内部控制运行各方面、各环节的参与度，决定了内部控制制度的完善程度和有效程度。

3.内部控制制度的设置应为内部审计提供足够的发展平台

企业在内部控制体系的完善和更新过程中也应该充分考虑内部审计的重要性，不断改进内部审计制度和方法，为内部审计能充分发挥其职能提供有效平台。《企业内部控制基本规范》中强调企业应在董事会下设立审计委员会，负责监督企业内部控制的有效实施和内部控制的自我评价情况。所以，企业在建立内部控制体系的过程中，应该按照相关法律法规的要求，设立内部审计部门，而且内部审计部门的设置应该高于其他部门，并隶属于董事会和企业最高管理层，实行双向负责制，在特殊情况下可以越过管理层直接向董事会报告工作，这样才能提高内部审计的独立性，充分发挥其在内部控制中的重要作用。

内部审计做为内部控制的重要构成要素，对完善内部控制制度起到了非常关键的作用，内部控制体系的不断完善为内部审计提供了良好的运行环境，两者互相配合，互相完善，企业才能在此基础上持续、健康、稳定发展。

参考文献：

[1]卢佳丽.论内部审计与内部控制的关系[J].时代金融，2011（01）.