基於模型動態解耦的火電機組機爐協調控制方法
2023-04-24 13:27:01
專利名稱：基於模型動態解耦的火電機組機爐協調控制方法
技術領域：
本發明涉及一種火力發電機組機爐的協調控制方法。
背景技術：
當前大型火電機組大多需要深度調峰運行，對機組的協調控制品質要求也日益提 高，常規控制方法很難做到快速準確的動態跟隨，AGC運行的品質並不理想；同時由於協調 控制系統的耦合性，在加快負荷響應時會使主汽壓力劇烈波動，從而影響了協調控制系統 的穩定運行。因此目前的機組協調控制中存在著對象滯後性問題和系統耦合性問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種基於模型 動態解耦的火力發電機組機爐協調控制方法，以解決對象滯後性問題和系統耦合性問題， 提高機組的協調控制品質，保證系統穩定運行。為此，本發明採用如下的技術方案基於模型動態解耦的火電機組機爐協調控制 方法，首先通過一超前的預估煤量克服燃燒的滯後性，提高負荷的響應速率；其次根據機組 模型設計合理的壓力設定曲線，使煤量和調門配合動作，實現動態解耦，使機組的協調控制 系統能夠充分利用機組的蓄熱能力，快速準確地跟蹤目標值；在穩態時合理整定PID控制 器參數，保證負荷和主汽壓力的穩定。本發明充分考慮了協調控制系統的對象特性，將兩入 兩齣的對象模型進行分離，根據分離後的對象特性設計相應的控制策略和動態解耦策略。上述的火電機組機爐協調控制方法，超前的預估煤量通過下述步驟得到1)根據 內模原理設計一預估煤量前饋控制系統；2)設計一預測指令，該預測指令的大小由煤量純 遲延時間和指令變化速率決定；3)所述的預測指令將實際指令曲線化構造出預測指令信 號，在所述的預估煤量前饋控制系統中加入所述的預測指令信號，產生預估煤量前饋即超 前的預估煤量；所述的預估煤量前饋與基準煤量和鍋爐主控動態修正指令疊加後產生煤量 指令。上述的火電機組機爐協調控制方法，合理的壓力設定曲線通過下述步驟得到負 荷指令與煤量變化經特性曲線A形成的負荷曲線之差經特性曲線B倒推出調門變化，再將 煤量變化經特性曲線C和調門變化經特性曲線D形成曲線進行疊加形成壓力設定曲線；所 述的特性曲線A為煤量對負荷的響應特性，特性曲線B為調門對負荷的響應特性，特性曲線 C為煤量對壓力的響應特性，特性曲線D為調門對壓力的響應特性。本發明具有以下有益效果克服了煤量燃燒的滯後性，提高了負荷的響應速率； 實現了動態解耦的目的，使調門在控制壓力的同時保證了負荷的響應品質，煤量和調門能 夠協調配合動作，負荷響應和壓力響應均達到了理想的控制品質。下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖1為本發明預估煤量前饋控制系統的原理圖。圖2為本發明預測指令的形式圖。圖3為本發明煤量前饋預估SAMA算法圖。圖4. 1為單元機組的對象特性曲線A的示意圖。圖4. 2為單元機組的對象特性曲線B的示意圖。圖4. 3為單元機組的對象特性曲線C的示意圖。圖4. 4為單元機組的對象特性曲線D的示意圖。 圖5. 1為實際負荷曲線的形成圖。圖5. 2為實際壓力曲線的形成圖。圖6為本發明動態解耦原理圖。圖7為本發明動態解耦的SAMA算法圖。圖8為本發明動態解耦後的協調響應曲線圖。圖9為常規煤量作用於局部函數的響應曲線圖。圖10為圖9中的指令和實際值的偏差曲線圖。圖11為本發明預估煤量作用於局部函數的響應曲線圖。圖12為圖11中的指令和實際值的偏差曲線圖。圖13為本發明控制量和被控量之間的作用圖。圖14為2%速率下負荷響應曲線圖(通過模型仿真)。圖15為2%速率下負荷響應曲線圖(通過實際應用)。圖16為3%速率下負荷響應曲線圖(通過實際應用)。
具體實施例方式一、預估煤量前饋策略對非線性模型進行簡化及線性化處理，可以得到單元機組協調控制系統的近似動 態模型(簡稱機組模型)
權利要求
1.基於模型動態解耦的火電機組機爐協調控制方法，首先通過一超前的預估煤量克服 燃燒的滯後性，提高負荷的響應速率；其次根據機組模型設計合理的壓力設定曲線，使煤量 和調門配合動作，實現動態解耦，使機組的協調控制系統能夠充分利用機組的蓄熱能力，快 速準確地跟蹤目標值；在穩態時合理整定PID控制器參數，保證負荷和主汽壓力的穩定。
2.根據權利要求1所述的火電機組機爐協調控制方法，其特徵在於超前的預估煤量 通過下述步驟得到1)根據內模原理設計一預估煤量前饋控制系統；幻設計一預測指令， 該預測指令的大小由煤量純遲延時間和指令變化速率決定；幻所述的預測指令將實際指 令曲線化構造出預測指令信號，在所述的預估煤量前饋控制系統中加入所述的預測指令信 號，產生預估煤量前饋即超前的預估煤量；所述的預估煤量前饋與基準煤量和鍋爐主控動 態修正指令疊加後產生煤量指令。
3.根據權利要求1或2所述的火電機組機爐協調控制方法，其特徵在於合理的壓力設 定曲線通過下述步驟得到負荷指令與煤量變化經特性曲線A形成的負荷曲線之差經特性 曲線B倒推出調門變化，再將煤量變化經特性曲線C和調門變化經特性曲線D形成曲線進 行疊加形成壓力設定曲線；所述的特性曲線A為煤量對負荷的響應特性，特性曲線B為調門對負荷的響應特性，特 性曲線C為煤量對壓力的響應特性，特性曲線D為調門對壓力的響應特性。
全文摘要
本發明公開了一種火力發電機組機爐的協調控制方法。目前的機組協調控制中存在著對象滯後性問題和系統耦合性問題。本發明採用的技術方案為首先通過一超前的預估煤量克服燃燒的滯後性，提高負荷的響應速率；其次根據機組模型設計合理的壓力設定曲線，使煤量和調門配合動作，實現動態解耦，使機組的協調控制系統能夠充分利用機組的蓄熱能力，快速準確地跟蹤目標值；在穩態時合理整定PID控制器參數，保證負荷和主汽壓力的穩定。本發明克服了煤量燃燒的滯後性，提高了負荷的響應速率；實現了動態解耦的目的，使調門在控制壓力的同時保證了負荷的響應品質。
文檔編號F22B35/00GK102080819SQ20091015493
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者尹峰, 朱北恆, 李泉 申請人:浙江省電力試驗研究院