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基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法

文檔序號:6379781閱讀:260來源:國知局
專利名稱:基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于火力發(fā)電機(jī)組的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制領(lǐng)域,尤其涉及一種基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法。應(yīng)用于火電機(jī)組AGC方式運(yùn)行時協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)優(yōu)化,改善機(jī)組主要被控量性能指標(biāo),使機(jī)組負(fù)荷達(dá)到電網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)要求。
背景技術(shù)
火電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是機(jī)組控制中的最高級控制器,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)汽輪機(jī)與鍋爐間的能量平衡控制,保證機(jī)組向電網(wǎng)安全、穩(wěn)定供電,維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。協(xié)調(diào)控制被控對象為多輸入多輸出系統(tǒng),具有非線性、參數(shù)慢時變、以及大遲滯與大慣性的特點(diǎn),從而給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)帶來許多困難。針對單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的相關(guān)問題國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了多年的研究與探討,發(fā)表了多篇技術(shù)文獻(xiàn),其中突出的代表包括《中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)》的《汽包爐單元機(jī)組協(xié)調(diào)受控對象的動態(tài)特性剖析》;《中國電力》的《預(yù)給煤控制邏輯在單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》;《中國電力》的《超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)新方法及其工程應(yīng)用》等。文獻(xiàn)中都對機(jī)組特性的數(shù)學(xué)模型、控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并提出了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用實(shí)例,但對特定控制模型在具體工程實(shí)踐中的參數(shù)整定方法沒有進(jìn)行深入探討。目前對火電機(jī)組的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制研究進(jìn)一步向縱深發(fā)展,主要集中在提高機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)特性,減少鍋爐純滯后時間,來提高AGC性能指標(biāo)。主要途徑是優(yōu)化鍋爐前饋指令、主汽壓力指令、利用前饋方法實(shí)現(xiàn)解耦控制。例如中國專利“直流爐單元機(jī)組直接能質(zhì)平衡協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)”專利號201110103988提出采用直接能量平衡機(jī)理實(shí)現(xiàn)汽機(jī)功率調(diào)節(jié)回路與鍋爐燃燒調(diào)節(jié)回路間的動態(tài)解耦,采用直接質(zhì)量、流量平衡機(jī)理實(shí)現(xiàn)汽機(jī)功率調(diào)節(jié)回路與鍋爐給水調(diào)節(jié)回路間的動態(tài)解耦,將通常的直流爐單元機(jī)組3Xn多變量并行控制系統(tǒng)解耦成為一個具有遞階控制結(jié)構(gòu)的解耦控制回路。中國專利“火力發(fā)電機(jī)爐直接指令平衡協(xié)調(diào)控制方法”專利號200810240315提出了根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令、機(jī)組實(shí)發(fā)功率和主蒸汽壓力采用直接指令平衡系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和校正,然后去控制汽機(jī)調(diào)門開度和鍋爐總?cè)剂狭浚苯又噶钇胶庀到y(tǒng)包括基于動態(tài)超前給煤的鍋爐指令模型、分段線性的汽機(jī)指令模型和實(shí)現(xiàn)滑壓段動態(tài)解耦的汽壓設(shè)定值模型。中國專利“火電廠單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)被控對象動態(tài)參數(shù)整定方法”專利號200910048721. 9,提出了應(yīng)用被控對象本身內(nèi)在的物理規(guī)律和約束條件對其動態(tài)參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化求解,通過計(jì)算整定出被控對象全部動態(tài)參數(shù)。中國專利“一種超臨界直流爐綜合型協(xié)調(diào)控制方法”專利號200810240315提出了一種超臨界直流爐綜合型協(xié)調(diào)控制方法,在鍋爐主控指令中增加狀態(tài)觀測器進(jìn)行控制。以上這些文獻(xiàn)及專利的共性在于都是提出了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)主汽壓力、負(fù)荷及主汽溫度的解耦控制,降低鍋爐控制慣性時間,通過指令前饋的方法來實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo),控制方法的核心內(nèi)容都是前饋指令“粗調(diào)”與反饋PID控制“細(xì)調(diào)”相結(jié)合。在具體工程實(shí)踐中,已有控制方案存在數(shù)學(xué)模型建立比較困難,參數(shù)整定過程繁雜,控制效果嚴(yán)重依賴熱工工程師技術(shù)水平的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提出了基于預(yù)給煤技術(shù)的協(xié)調(diào)控制模型,并針對該模型提供一種基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,其目的是充分發(fā)揮當(dāng)前DCS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)全面、精度高、時間跨度大等特點(diǎn),利用軟件分析機(jī)組運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),結(jié)合機(jī)組現(xiàn)場變負(fù)荷試驗(yàn),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助求取控制算法參數(shù),做到事半功倍,調(diào)試過程相對簡化,調(diào)試周期顯著縮短。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的?;陬A(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,包括以下步驟第一步對原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的邏輯組態(tài)鍋爐主控回路中增加預(yù)給煤控制回路接Π ;第二步進(jìn)行預(yù)給煤控制回路邏輯組態(tài),并將其輸出引入到預(yù)給煤控制回路接口中作為鍋爐控制的前饋信號;第三步增加主汽壓力內(nèi)??刂破?,并將其輸出引入到鍋爐主控回路中作為壓力回路輸入信號;第四步從機(jī)組DCS歷史站中導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助整定預(yù)給煤控制模型參數(shù);第五步控制系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行,根據(jù)運(yùn)行曲線,檢驗(yàn)控制效果。所述的預(yù)給煤控制模型充分考慮到鍋爐的動態(tài)平衡,鍋爐輸入變化率指令(BIR)是以負(fù)荷指令信號為基礎(chǔ),根據(jù)相應(yīng)子控制回路單獨(dú)產(chǎn)生,并作為前饋信號個別加到給水、燃料、風(fēng)量、減溫噴水等的指令信號上;各BIR信號可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷上升和下降單獨(dú)調(diào)節(jié)信號的強(qiáng)弱。所述的鍋爐主控回路中加入了預(yù)給煤運(yùn)算的邏輯,當(dāng)升降負(fù)荷的邏輯信號置位時,給出一個額外的加減煤量的指令,經(jīng)若干時間該信號消失,該信號的作用為給煤的正向沖量;所述的預(yù)給煤的運(yùn)算邏輯中還設(shè)有復(fù)位沖量,是由負(fù)荷指令與機(jī)組負(fù)荷的差值信號經(jīng)一個函數(shù)發(fā)生器而形成,該函數(shù)參數(shù)整定為非線性比例調(diào)節(jié)器。所述的預(yù)給煤控制模型通過分析機(jī)組運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),求取參數(shù)的步驟如下(I)計(jì)算負(fù)荷燃料比的數(shù)據(jù)期望值,得出不同負(fù)荷值下的燃料量平均值;(2)根據(jù)變負(fù)荷開始階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷開始時的正向沖量幅度值;(3)根據(jù)變負(fù)荷開始階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷開始時的正向沖量持續(xù)時間;(4)根據(jù)變負(fù)荷臨近結(jié)束階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷結(jié)束時的復(fù)位沖量幅度值;(5)根據(jù)變負(fù)荷臨近結(jié)束階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷結(jié)束時的復(fù)位沖量持續(xù)時間;(6)根據(jù)變負(fù)荷結(jié)束后主汽壓力偏差與負(fù)荷偏差的比值平均值整定變負(fù)荷結(jié)束階段主汽壓力與負(fù)荷偏差關(guān)系模型參數(shù);(7)查詢機(jī)組主汽壓力運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),找出主汽壓力偏差最大值及持續(xù)時間,對主汽壓力偏差進(jìn)行限制,設(shè)定主汽壓力內(nèi)??刂破鞯谋壤胺迪拗茀?shù);(8)將運(yùn)行機(jī)組投入?yún)f(xié)調(diào)控制,進(jìn)行變負(fù)荷試驗(yàn),檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果是否符合控制要求,如果控制效果欠佳,重復(fù)上述步驟,知道求取參數(shù)滿足控制要求為止。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果是提出了基于預(yù)給煤模型與主汽壓力內(nèi)??刂葡嘟Y(jié)合的控制算法;提取機(jī)組DCS歷史站中的機(jī)組歷史運(yùn)行參數(shù),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助求取控制算法參數(shù),簡化調(diào)試過程,縮短動態(tài)參數(shù)求取時間。針對所提出的特定控制模型,設(shè)計(jì)了專用調(diào)試方法。本發(fā)明充分發(fā)揮當(dāng)前DCS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)全面、精度高、時間跨度大等特點(diǎn),利用軟件分析機(jī)組運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),結(jié)合機(jī)組現(xiàn)場變負(fù)荷試驗(yàn),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助求取控制算法參數(shù),起到事半功倍的作用。


圖I是本發(fā)明算法框圖;圖2是本發(fā)明的工作流程框圖。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,包括以下步驟第一步對原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的邏輯組態(tài)鍋爐主控回路中增加預(yù)給煤控制回路接Π ;第二步進(jìn)行預(yù)給煤控制回路邏輯組態(tài),并將其輸出引入到預(yù)給煤控制回路接口中作為鍋爐控制的前饋信號;第三步增加主汽壓力內(nèi)??刂破?,并將其輸出引入到鍋爐主控回路中作為壓力回路輸入信號;第四步從機(jī)組DCS歷史站中導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助整定預(yù)給煤控制模型參數(shù);第五步控制系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行,根據(jù)運(yùn)行曲線,檢驗(yàn)控制效果。圖2所示,圖2是本發(fā)明的工作流程框圖。預(yù)給煤控制模型充分考慮到鍋爐的動態(tài)平衡,鍋爐輸入變化率指令(BIR)是以負(fù)荷指令信號為基礎(chǔ),根據(jù)相應(yīng)子控制回路單獨(dú)產(chǎn)生,并作為前饋信號個別加到給水、燃料、風(fēng)量、減溫噴水等的指令信號上。各BIR信號可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷上升和下降單獨(dú)調(diào)節(jié)信號的強(qiáng)弱。為最大限度地降低鍋爐遲滯和慣性對升降負(fù)荷的影響,在鍋爐主控回路中加入了預(yù)給煤運(yùn)算的邏輯,當(dāng)升降負(fù)荷的邏輯信號置位時,給出一個額外的加減煤量的指令,經(jīng)若干時間該信號消失,該信號的作用為給煤的正向沖量。當(dāng)升降負(fù)荷的邏輯信號復(fù)位時,此時要求升降負(fù)荷的過程已結(jié)束,但由于鍋爐遲滯的作用,此時此刻進(jìn)入鍋爐的煤量將在隨后的過程中產(chǎn)生過量的影響,因此在預(yù)給煤的運(yùn)算邏輯中還設(shè)計(jì)了一個復(fù)位沖量,用以防止鍋爐汽壓的“過調(diào)”。由實(shí)際負(fù)荷指令與機(jī)組負(fù)荷的差值信號經(jīng)一個函數(shù)發(fā)生器而形成,該函數(shù)參數(shù)整定是一非線性比例調(diào)節(jié)器,在負(fù)荷指令與機(jī)組負(fù)荷的差值信號較大時,說明鍋爐跟不上汽機(jī)的變化,因此輸出指令信號給鍋爐主控器,令其再額外地增加或減少一部分煤量,起“加速器”的作用。預(yù)給煤控制模型涉及到10個函數(shù)發(fā)生器,包括50多個參數(shù)需要整定,采用傳統(tǒng)試湊法則需要大量的調(diào)試時間,經(jīng)歷繁雜的調(diào)試過程。通過分析機(jī)組運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),求取參數(shù)的步驟如下(I)計(jì)算負(fù)荷燃料比的數(shù)據(jù)期望值,得出不同負(fù)荷值下的燃料量平均值;(2)根據(jù)變負(fù)荷開始階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷開始時的正向沖量幅度值;(3)根據(jù)變負(fù)荷開始階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷開始時的正向燃料沖量持續(xù)時間;(4)根據(jù)變負(fù)荷臨近結(jié)束階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷結(jié)束時的復(fù)位燃料沖量幅度值;(5)根據(jù)變負(fù)荷臨近結(jié)束階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷結(jié)束時的復(fù)位燃料沖量持續(xù)時間;(6)根據(jù)變負(fù)荷結(jié)束后主汽壓力偏差與負(fù)荷偏差的比值平均值整定變負(fù)荷結(jié)束階段主汽壓力與負(fù)荷偏差關(guān)系模型參數(shù);(7)查詢機(jī)組主汽壓力運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),找出主汽壓力偏差最大值及持續(xù)時間,對主汽壓力偏差進(jìn)行限制,設(shè)定主汽壓力內(nèi)模控制器的比例及幅值限制參數(shù);(8)將運(yùn)行機(jī)組投入?yún)f(xié)調(diào)控制,進(jìn)行變負(fù)荷試驗(yàn),檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果是否符合控制要求,如果控制效果欠佳,重復(fù)上述步驟,知道求取參數(shù)滿足控制要求為止。本發(fā)明算法框圖,即單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制的預(yù)給煤控制邏輯如圖I所示。圖I中,“目標(biāo)負(fù)荷”、“主汽壓力定值”為人工設(shè)定的模擬量數(shù)值,“SELRATE”為開始變負(fù)荷信號,由AGC或運(yùn)行員觸發(fā),“機(jī)組負(fù)荷”為機(jī)組負(fù)荷實(shí)際測量值??刂扑惴ㄖ杏嘘P(guān)函數(shù)Wf1(X) f10(x)需要根據(jù)實(shí)際機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn),不同工況下對應(yīng)的算法參數(shù)并不相同。如圖I所示,目標(biāo)負(fù)荷指令與實(shí)際負(fù)荷指令的差,計(jì)算出變負(fù)荷目標(biāo)梯度值,當(dāng)“SELRATE”為“I”時,邏輯中自動記憶該變量值,預(yù)先加入或減掉若干煤量的計(jì)算值。下面以升負(fù)荷為例,描述算法正向沖量的計(jì)算過程,根據(jù)計(jì)算出變負(fù)荷目標(biāo)梯度值,由fltl(x)決定預(yù)給煤信號的作用幅度R1,即預(yù)先增加燃料量幅度值;由函數(shù)f5(x)決定脈沖長度S1即預(yù)先增加燃料量持續(xù)時間。這兩個函數(shù)的參數(shù)值可以根據(jù)機(jī)組歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中變負(fù)荷部分的工況,判斷鍋爐的純延遲時間,延遲時間越大,加減煤幅度越大,可以將鍋爐快速從靜態(tài)工況進(jìn)入動態(tài)工況。參數(shù)具體效果通過實(shí)際變負(fù)荷試驗(yàn)檢驗(yàn),如果R1過大而S1過小,則會使預(yù)給煤信號消失后容易主汽壓力出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象;反之,如果R1過小而S1過大,則會使預(yù)給煤作用不明顯,從而不能有效起到克服鍋爐遲滯的作用。是當(dāng)升(降)負(fù)荷信號將要結(jié)束時,控制算法自動預(yù)先減掉或加入一定若干煤量(復(fù)位沖量)的計(jì)算值。下面以升負(fù)荷為例,描述算法復(fù)位沖量的計(jì)算過程,復(fù)位沖量的計(jì)算比較復(fù)雜,涉及到復(fù)位沖量的動作時間、脈沖寬度及脈沖幅度三個方面。f9(x)根據(jù)機(jī)前壓力控制偏差折算出相應(yīng)的負(fù)荷偏差信號,并疊加到負(fù)荷控制偏差上,計(jì)算值作為函數(shù)的f6(x)輸入值,f6(x)計(jì)算出燃料量復(fù)位沖量信號幅度R2 (降負(fù)荷過程則由f7(X)決定)??刂扑惴ㄖ械暮瘮?shù)f4(x)負(fù)責(zé)計(jì)算復(fù)位沖量脈沖時間寬度S2,即燃料量復(fù)位沖量信號的持續(xù)時間(降負(fù)荷過程則由f3(X)決定)。復(fù)位沖量的動作時間由函數(shù)A(X)和;^“)根據(jù)負(fù)荷變化梯度值計(jì)算,T1 (χ)負(fù)責(zé)計(jì)算升負(fù)荷過程時的動作時間( (X)負(fù)責(zé)計(jì)算升負(fù)荷過程時的動作時間)。^(χ)參數(shù)設(shè)置的原則是根據(jù)變負(fù)荷幅度確定合適的復(fù)位動作時刻,負(fù)荷變化幅度越大,函數(shù)輸出值越大。復(fù)位沖量與正向沖量呈現(xiàn)對偶特性,目的是減少變負(fù)荷結(jié)束后主汽壓力過渡過程時間,防止出現(xiàn)主汽壓力超調(diào)過大,保證控制過程快速收斂。本發(fā)明的核心思想是預(yù)給煤內(nèi)??刂扑惴氨舅惴ǖ恼{(diào)試方法相結(jié)合,在現(xiàn)場調(diào)試過程簡單,參數(shù)設(shè)計(jì)模型化,便于工程實(shí)現(xiàn)。預(yù)給煤算法整定參數(shù)的主要約束條件包括機(jī)組子系統(tǒng)送風(fēng)、負(fù)壓、給水對預(yù)給煤正向沖量、復(fù)位沖量幅度值的承受能力,及其兩個變量對磨煤機(jī)、給煤機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和給水泵等輔機(jī)設(shè)備的出力與運(yùn)行方式的影響。預(yù)給煤算法中的“正向沖量”和“復(fù)位沖量”的脈沖寬度時間應(yīng)對下一個變負(fù)荷指令周期的影響,變負(fù)荷過程結(jié)束后過渡過程時間的影響等。預(yù)給煤算法設(shè)計(jì)中需要整定的參數(shù)預(yù)給煤正向沖量動作時刻;預(yù)給煤正向沖量幅度值;預(yù)給煤正向沖量脈沖寬度時間;預(yù)給煤復(fù)位沖量動作時刻;預(yù)給煤復(fù)位沖量幅度值;預(yù)給煤復(fù)位沖量脈沖寬度時間。下面以300MW汽包爐為例,介紹算法參數(shù)整定結(jié)果,如表I所示。機(jī)組概況燃煤凝汽式機(jī)組,機(jī)組主機(jī)設(shè)備鍋爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)為哈爾濱三大主機(jī)廠生產(chǎn)。鍋爐為亞臨界,自然循環(huán),中間再熱汽包爐,制粉系統(tǒng)采用5臺正壓直吹式中速磨系統(tǒng),一次風(fēng)送粉;燃燒為單爐膛四角切圓燃燒,燃燒器布置有五層煤粉,兩層油。點(diǎn)火方式采用蒸汽霧化二級點(diǎn)火(點(diǎn)火器點(diǎn)輕柴油,輕柴油點(diǎn)燃煤粉),汽機(jī)為單軸,雙缸雙排汽,中間再熱凝汽式。發(fā)電機(jī)為水氫氫冷卻方式。主蒸汽和主給水系統(tǒng)為單元制熱力系統(tǒng)。設(shè)有2 X 50%B - MCR容量的汽動給水泵和I X 50%B 一 MCR容量電動調(diào)速給水泵作為啟動備用泵,旁路系統(tǒng)設(shè)有35%B - MCR容量的高,低壓串級旁路?;?zé)岢槠到y(tǒng)由3臺高加,I臺除氧器,4臺低加組成??刂葡到y(tǒng)采用OVATION分散型控制系統(tǒng)。表I中與(χ)、f2 (χ)對應(yīng)的χ為LDCl (MW),即負(fù)荷變化梯度值;f\ (x)、f2 (χ)為執(zhí)行“復(fù)位沖量”動作的高/低限域值,當(dāng)變負(fù)荷過程接近尾聲時,控制算法的復(fù)位沖量開始動作;與f3(x)、f4(x)、f5(x)對應(yīng)的X為LDC2,即負(fù)荷變化梯度的存儲記憶值;f3(x)為降負(fù)荷時“復(fù)位沖量”信號的持續(xù)時間,f4(x)為升負(fù)荷時“復(fù)位沖量”信號的持續(xù)時間;f5(x)為預(yù)給煤信號的持續(xù)時間;與f6(x)、f7(x)對應(yīng)的χ為LDC與實(shí)際負(fù)荷的偏差加上機(jī)前壓力偏差的負(fù)荷當(dāng)量修正值,f6(x)為升負(fù)荷時“復(fù)位沖量”信號的作用幅度,f7(x)為為降負(fù)荷時“復(fù)位沖量”信號的作用幅度;與f9(x)對應(yīng)的χ為機(jī)前壓力偏差,f9(x)為負(fù)荷當(dāng)量修正值;與4 對應(yīng)的χ為目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷的偏差,f1(l (χ)為爐側(cè)控制量的分量之一即“正向沖量”動作的大小??刂扑惴▍?shù)整定方法是建立在對機(jī)組歷史數(shù)據(jù)分析分析的基礎(chǔ)上,通過對機(jī)組穩(wěn)態(tài)工況時的負(fù)荷、燃料量、給水流量、主汽溫度等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并求出各個參數(shù)的數(shù)學(xué)期望值,求出燃料負(fù)荷比、燃水比作為f6 (x)、f7 (χ)、f9 (χ)、f10 (χ)的整定依據(jù);通過對機(jī)組變負(fù)荷工況的負(fù)荷、燃料量、給水流量、主汽溫度等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并求出各個參數(shù)的數(shù)學(xué)期望值,作為(x)、f2 (x)、f3 (X)、f4 (X)、f5 (X)的整定依據(jù)。表I預(yù)給煤控制算法整定參數(shù)表
權(quán)利要求
1.基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,其特征在于包括以下步 驟第一步對原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的邏輯組態(tài)鍋爐主控回路中增加預(yù)給煤控制回路接口;第二步進(jìn)行預(yù)給煤控制回路邏輯組態(tài),并將其輸出引入到預(yù)給煤控制回路接口中作為鍋爐控制的前饋信號;第三步增加主汽壓力內(nèi)??刂破?,并將其輸出引入到鍋爐主控回路中作為壓力回路輸入信號;第四步從機(jī)組DCS歷史站中導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助整定預(yù)給煤控制模型參數(shù);第五步控制系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行,根據(jù)運(yùn)行曲線,檢驗(yàn)控制效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,其特征在于所述的預(yù)給煤控制模型充分考慮到鍋爐的動態(tài)平衡,鍋爐輸入變化率指令(BIR)是以負(fù)荷指令信號為基礎(chǔ),根據(jù)相應(yīng)子控制回路單獨(dú)產(chǎn)生,并作為前饋信號個別加到給水、燃料、風(fēng)量、減溫噴水等的指令信號上;各BIR信號可根據(jù)機(jī)組負(fù)荷上升和下降單獨(dú)調(diào)節(jié)信號的強(qiáng)弱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,其特征在于所述鍋爐主控回路中加入了預(yù)給煤運(yùn)算的邏輯,當(dāng)升降負(fù)荷的邏輯信號置位時,給出一個額外的加減煤量的指令,經(jīng)若干時間該信號消失,該信號的作用為給煤的正向沖量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,其特征在于所述預(yù)給煤的運(yùn)算邏輯中還設(shè)有復(fù)位沖量,是由負(fù)荷指令與機(jī)組負(fù)荷的差值信號經(jīng)一個函數(shù)發(fā)生器而形成,該函數(shù)參數(shù)整定為非線性比例調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法,其特征在于所述的預(yù)給煤控制模型通過分析機(jī)組運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),求取參數(shù)的步驟如下(O計(jì)算負(fù)荷燃料比的數(shù)據(jù)期望值,得出不同負(fù)荷值下的燃料量平均值;(2)根據(jù)變負(fù)荷開始階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷開始時的正向沖量幅度值;(3)根據(jù)變負(fù)荷開始階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷開始時的正向沖量持續(xù)時間;(4)根據(jù)變負(fù)荷臨近結(jié)束階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷結(jié)束時的復(fù)位沖量幅度值;(5)根據(jù)變負(fù)荷臨近結(jié)束階段主汽壓力響應(yīng)時間平均值確定變負(fù)荷結(jié)束時的復(fù)位沖量持續(xù)時間;(6)根據(jù)變負(fù)荷結(jié)束后主汽壓力偏差與負(fù)荷偏差的比值平均值整定變負(fù)荷結(jié)束階段主汽壓力與負(fù)荷偏差關(guān)系模型參數(shù);(7)查詢機(jī)組主汽壓力運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),找出主汽壓力偏差最大值及持續(xù)時間,對主汽壓力偏差進(jìn)行限制,設(shè)定主汽壓力內(nèi)??刂破鞯谋壤胺迪拗茀?shù);(8)將運(yùn)行機(jī)組投入?yún)f(xié)調(diào)控制,進(jìn)行變負(fù)荷試驗(yàn),檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果是否符合控制要求,如果控制效果欠佳,重復(fù)上述步驟,知道求取參數(shù)滿足控制要求為止。
全文摘要
本發(fā)明屬于火力發(fā)電機(jī)組的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制領(lǐng)域,尤其涉及一種基于預(yù)給煤控制模型的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)參數(shù)動態(tài)整定方法。應(yīng)用于火電機(jī)組AGC方式運(yùn)行時協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)優(yōu)化,改善機(jī)組主要被控量性能指標(biāo),使機(jī)組負(fù)荷達(dá)到電網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)要求。本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)軟件輔助求取控制算法參數(shù),簡化調(diào)試過程,縮短動態(tài)參數(shù)求取時間。充分發(fā)揮當(dāng)前DCS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)全面、精度高、時間跨度大等特點(diǎn),利用軟件分析機(jī)組運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù),結(jié)合機(jī)組現(xiàn)場變負(fù)荷試驗(yàn),利用計(jì)算機(jī)軟件輔助求取控制算法參數(shù),起到事半功倍的作用。
文檔編號G06F17/50GK102914966SQ201210414078
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者郝欣, 王英薈, 宋圣軍, 張?zhí)旆?申請人:遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 東北電力科學(xué)研究院有限公司, 國家電網(wǎng)公司
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