專利名稱：鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于設備控制技術領域，特別涉及一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡 控制器。具體是一種由蒸汽壓力偏差信號驅動的、由壓差補償器和壓力設定點優(yōu) 化器兩部分構成的、以確保蒸汽壓力穩(wěn)定均衡為目的的優(yōu)化控制器。
背景技術：
鍋爐-汽輪機單元已經(jīng)成為目前國內最為流行且普遍采用的發(fā)電機組形
式，其典型特征是由單一的一臺鍋爐(亞臨界、超臨界、循環(huán)流化床、生 物質鍋爐等)制備蒸汽供給單一的一臺汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機產生
電能。 一臺鍋爐、 一臺汽輪機、 一臺發(fā)電機及相關輔助設備共同構成單元制 發(fā)電機組。
已經(jīng)證明，在燃燒礦物燃料的發(fā)電機組中，鍋爐-汽輪機單兀是一種最為 高效和經(jīng)濟的形式。盡管如此，在鍋爐-汽輪機單元的整個生產流程中仍存在 一些影響機組運行品質的固有矛盾，例如
燃料加入鍋爐爐膛到高溫高壓蒸汽的產生需要較長時間，而電網(wǎng)對機組 輸出功率的需求W時刻都在變化，為了提高鍋爐側蒸汽產出的速度，主蒸汽 調節(jié)閥的開度/^常被作為一種調節(jié)手段，當負荷指令A^增加時，通過增加 主蒸汽調節(jié)閥的開度，透支鍋爐金屬材料中的蓄熱，快速地制備蒸汽，從而 響應電網(wǎng)的負荷需求，同時，相應地增加入爐燃料量S來平衡能量的供需關 系；但是，主蒸汽調節(jié)闊的開度的變化將不可避免地影響到蒸汽管道出口 (主
蒸汽調節(jié)閥前)的蒸汽壓力/v(稱為主蒸汽壓力)，使其產生較大范圍的波動，
而主蒸汽壓力又是鍋爐-汽輪機單元運行中最為重要的過程參數(shù)，其穩(wěn)定性將 直接影響到機組的安全、經(jīng)濟運行。
綜上所述，鍋爐-汽輪機單元的負荷跟隨速度與汽壓平穩(wěn)性是有矛盾的。 現(xiàn)有的控制方式(尤其是連接自動發(fā)電控制系統(tǒng)AGC的機組的控制方式)多強調負荷響應的快速性，而在一定程度上容忍或忽視蒸汽壓力的頻繁波動， 但在頻繁改變的電網(wǎng)負荷需求的激勵下，蒸汽壓力的波動有時會趨向惡化， 進而引起自動系統(tǒng)的解裂甚至停機。
怎樣在不影響鍋爐-汽輪機單元負荷響應速度的同時提高蒸汽壓力的平 穩(wěn)性，即實現(xiàn)多種工況下的壓力均衡控制是一個亟待解決的問題。
經(jīng)對現(xiàn)有學術及技術文獻的檢索，未發(fā)現(xiàn)專門針對蒸汽壓力均衡問題的研 究。而對于鍋爐-汽輪機單元控制問題的研究多集中在對各種先進控制算法的嘗 試和仿真對比上，如
高夫燕等人在《能源工程》(2004年，第6期，第12-15頁)上發(fā)表的文章 "模糊祌經(jīng)網(wǎng)絡控制器用于電站主汽壓控制的研究"根據(jù)主汽壓被控對象的動 態(tài)特性，設計了一個模糊神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)引用了模糊高斯基 函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡結構，并采用了基于變尺度優(yōu)化學習的改進型學習算法，仿真實 驗證明了該方法的有效性。但是，從工程應用的角度看，該研究存在兩方面的
問題其一，文中將主蒸汽壓力看作一個孤立的系統(tǒng)進行控制系統(tǒng)設計，沒有充
分考慮汽壓與機組輸出功率之間的耦合關系，僅通過調節(jié)進入爐膛的燃料量來控 制蒸汽壓力，沒有設置對主蒸汽調節(jié)閥開度的限制，如電網(wǎng)負荷需求發(fā)生大范圍
變化，這種方法將很難保證蒸汽壓力的穩(wěn)定；其二，文中控制系統(tǒng)所基于的神經(jīng) 網(wǎng)絡結構復雜，未知參數(shù)多且物理意義不明確，有大量參數(shù)需要通過尋優(yōu)的方式 加以確定。因此，該方法很難在工業(yè)控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，實用價值不高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提出一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均 衡控制器，該控制器結構簡單，貼近實際運行情況、易于工程實現(xiàn)。
本發(fā)明的技術方案為汽壓均衡控制器由壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化器兩 部分構成，兩者的輸出A^和尸^分別與實際負荷信號W和實際汽壓信號尸r求差 后作為機爐協(xié)調控制器的輸入，即可實現(xiàn)對該鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制。W和由汽壓偏差信號&、目標負荷期望值A^和蒸汽壓力期望值尸^、 壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化器的輸出規(guī)則共同確定。其中，A為條件變量，驅 動不同規(guī)則間的轉換及輸入/輸出影射關系的建立；A^和/^p為目標變量，系統(tǒng) 到達穩(wěn)態(tài)后A^和尸w最終與A^和尸t^保持一致；壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化 器的輸出規(guī)則按照機組運行工況及蒸汽壓力偏離期望值的程度設定。
具體實施步驟如下
1)建立壓差補償器的輸出規(guī)則-
根據(jù)蒸汽壓力偏離期望值的程度，即偏差信號尸￡的大小，按照如下五種情況建立壓 差補償器的輸出規(guī)則。
①汽壓偏差信號^在允許范圍以內，如|/>￡|<0.()3/^|，且目標負荷期望值W
的變化速率在設定范圍內，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
，當|i^)N|0.03;W|且& < —,二) ，
其中，A^Q和AW^1)分別為當前采樣時刻和上一采樣時刻的實際負荷目標值， A^^)為當前采樣時刻的目標負荷期望值，/MQ為當前采樣時刻的蒸汽壓力偏差 信號，/VW為當前采樣時刻的蒸汽壓力期望值，攀)和琳-l)分別為當前采樣時 刻和上一采樣時刻的時間，F(xiàn)w和尺v分別為預先給定(可修改)的實際負荷目標
值A^的下降速率和上升速率。|0.03;^|的誤差邊界可根據(jù)實際需要進行修改。
② 汽壓偏差信號A在允許范圍以內，但目標負荷期望值A^的上升速率超出 了設定速率i w，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
聰《糊u+嬰-1)，當|尸￡(豐!0 )|且n:':、，
③ 汽壓偏差信號^在允許范圍以內，但目標負荷期望值7V,p的下降速率超出 了設定速率《v，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
<formula>formula see original document page 7</formula>④蒸汽壓力偏差信號尸￡超出允許范圍但仍處于安全范圍內，此時要暫時f
宜
止實際負荷目標值A^的變化，等待A回到允許范圍以內，則采用離散表達式的
輸出規(guī)則為Ay" = A^(A:-1)，當|0.03尸7
7":t 、
<尸'
本條規(guī)則在壓力偏差信號,￡在[-0.05戶印("，-0.03尸w(")和(0.03i^&),0.05/^("]
范圍內變化時具有滯環(huán)特性，可防止實際負荷目標值A^在邊界點的頻繁切換。
⑤汽壓偏差信號A超出安全范圍，此時要將實際負荷目標值A^作反向調 節(jié)，促使&回到安全范圍以內，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
(A) = jV/;(A — 1) — a，當|A0)| > |0,05尸7
印、
本條規(guī)則中的《^P,.W項是對A^的反調，以此來影響主蒸汽調節(jié)闊的開
W+ 1
度&，從而主動減小蒸汽壓力的偏差。a為反調系數(shù)， 一般在10 20之間取值；
超前-滯后環(huán)節(jié)^是為了動態(tài)地增強反調強度、快速消除壓力偏差， 一般情況 r25 + l
下應取r一5，也可取Z"^^,此時反調項就變?yōu)楸壤h(huán)節(jié)。 綜上所述，壓差補償器的輸出規(guī)則可用一組方程描述
聰=^[/("《—1)] + ，一1),
州一/(A:-l)
<凡
當^豐l證^l且^f^^ 聰=^ -1)] + (")，
當^豐|0.呵,)|且""-，-D"
(1)
聰=，-1)，
當|0 )|<|/^
，=，-1)-《^^，
0.05，|
當K
r2x+ 1 |>|0.(b )
82)建立壓力設定點優(yōu)化器的輸出規(guī)則
根據(jù)汽壓偏差信號尸￡的大小，按照如下六種情況建立壓力設定點優(yōu)化器的輸
出規(guī)則。
① 蒸汽壓力偏差信號尸￡在允許范圍以內，如| ￡|—0.03/^|，且蒸汽壓力期望 值尸7^的變化速率在設定范圍內，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為-
當kwi,.03&,Pwi且^、(:))二:::"《
其中，/Vw(Q和尸w(^ 1 )分別為當前采樣時刻和上一采樣時刻的實際汽壓目標值，
F,和i^分別為預先給定(可修改)的實際汽壓目標值p^的下降速率和上升速
率。|0.03/g的誤差邊界可根據(jù)實際需要進行修改。
② 汽壓偏差信號&在允許范圍以內，但蒸汽壓力期望值尸^的上升速率超出 了設定速率7 />，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
= 孝-1)]十尸77#-1)，當0.03PAp("|且f 、W"
③汽壓偏差信號4在允許范圍以內，但蒸汽壓力期望值戶7^的下降速率超出 了設定速率Fp，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
P ffc) —P (A: —1、
/^(" = &[#)-1)]十&(A-1)，當|尸#)卜|0.03&一且、F,，
④ 汽壓偏差信號A超出允許范圍但仍處于安全范圍內，此時要暫時停止實際
汽壓目標值尸77 的變化，等待A回到允許范圍以內，則采用離散表達式的輸出規(guī) 則為
= 1)，當lO.O3P 0t)卜^0t)l,.O5^("l ，
本條規(guī)則在壓力偏差信號尸￡在[-0.05尸7:, ("，-0.03C,(")和(0.037^ W,0.05/^(Q]
范圍內變化時具有滯環(huán)特性，可防止實際汽壓目標值iVw在邊界點的頻繁切換。
⑤ 汽壓偏差信號尸￡大于安全范圍上限+0.05&,，此時要將實際汽壓目標值戶^做一負向階躍，主動拉近尸w與iV的距離，緩解功率變化與蒸汽壓力穩(wěn)定的矛盾， 促使系統(tǒng)盡快回到穩(wěn)態(tài)，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
_P7K(" = 0.98/>ra("l)，當尸￡ (" > +0.05i^(" ⑥汽壓偏差信號戶￡小于安全范圍下限-0.05~，此時要將實際汽壓目標值/^
做一正向階躍，主動拉近/Vw與/V的距離，緩解功率變化與蒸汽壓力穩(wěn)定的矛盾，
促使系統(tǒng)盡快回到穩(wěn)態(tài)，則采用離散表達式的輸出規(guī)則為
Pra = 1(" 1)，當戶￡ (" < -0.05i^ (/t)
綜上所述，壓力設定點優(yōu)化器的輸出規(guī)則可用一組方程描述
當&《|0.03&p且& < ，-尸""1) <凡，
—/(A —1)
& (A) =[#) - # 一 l)] + g7;(/c -1),
=巧,,一攀一 l)] + &0 — 1)，
A" (A)
當|尸/;(豐|0 )|且
/(A)-/(A—1)
，-1)，
當|0.03A:、,,(/t)| <S |0.05/^(々)| :0.98P/K(/t-l)， 當AW>+0.05/^(A) 1.02/^(/t-l), 當尸/;.("<-0.05PAp("
(2)
3)汽壓均衡控制器實現(xiàn)汽壓均衡控制的的方式
將上述規(guī)則(1)和(2)在分散控制系統(tǒng)DCS中應用軟件組態(tài)的方式，或 應用硬件電路與軟件編程相結合的方式加以實現(xiàn)。
在DCS中實現(xiàn)汽壓均衡控制器最為方便，只需應用組態(tài)的方式按照(1)和 (2)編制規(guī)則，然后將壓差補償器的輸出A^和壓力設定點優(yōu)化器的輸出尸77e作 為機爐協(xié)調控制器的給定輸入即可。若DCS的存儲容量或運算負荷受限，就需要采用硬件電路與軟件編程相結 合的方式實現(xiàn)汽壓均衡控制。該硬件電路除包含中央處理器外，還包含I/0接口、
通信接口、同歩電路、實時時鐘、EPROM、 RAM、故障檢測電路、掉電檢測電 路等。其中1/0接口用于連接鍵盤和顯示器;通信接口用于與DCS進行數(shù)據(jù)通信; 同步電路與實時時鐘用于數(shù)據(jù)采集與傳輸中的時間同步；EPROM用于存儲由軟 件編制的壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化器的輸出規(guī)則；RAM用于存儲來自DCS 的實時數(shù)據(jù)；故障檢測電路用于在運算失敗時自動復位程序；掉電檢測電路用于 在電壓突降或瞬間斷電時保護中央處理器中的狀態(tài)信息。該電路通過通信接口從 DCS中獲得蒸汽壓力偏差信號戶￡、目標負荷期望值A^和蒸汽壓力期望值戶W; 再將運算后產生的壓差補償器的輸出A^和壓力設定點優(yōu)化器的輸出P^送回到 DCS中，作為機爐協(xié)調控制器的實際目標值，即可實現(xiàn)蒸汽壓力的均衡控制。
考慮到實際系統(tǒng)的復雜性，在工程應用中，還需要結合現(xiàn)場試驗對上述規(guī) 則中選擇的壓力控制邊界點(10.03^g禾口l0.05/g)進行適當調整和重新設定。
本發(fā)明的有益效果是應用木發(fā)明提出的方法，工程技術人員可以針對各種 類型的鍋爐-汽輪機單元，在常規(guī)機爐協(xié)調控制的基礎上新增汽壓均衡控制器， 方便有效地解決機組輸出功率大范圍變化時蒸汽壓力頻繁超限的問題，實現(xiàn) 蒸汽壓力的均衡控制，提高機組運行水平。


圖1是鍋爐-汽輪機單元汽壓均衡控制器的組成結構及其機爐協(xié)調控制系 統(tǒng)連接的原料示意圖。
圖2鍋爐-汽輪機單元汽壓均衡控制器的硬件電路結構圖。
圖3所示是某電廠500MW鍋爐-汽輪機單元的非線性模型圖。
圖4是實施例中定壓運行方式下汽壓均衡控制器性能試驗的響應曲線圖。
圖5是某電廠500MW鍋爐-汽輪機單元的滑壓運行曲線圖。圖6是實施例中滑壓運行方式下汽壓均衡控制性能試驗的響應曲線。
具體實施例方式
本發(fā)明提出一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器，以下結合附圖和實 施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。
圖1所示，汽壓均衡控制器1由壓差補償器2和壓力設定點優(yōu)化器3兩部 分構成。將壓差補償器2的輸出A^和設定點優(yōu)化器3的輸出尸M分別與實際 負荷信號7V和實際汽壓信號/V求差后作為機爐協(xié)調控制器4的輸入，即可實 現(xiàn)對鍋爐-汽輪機單元5的汽壓均衡控制。
圖2所示為汽壓均衡控制器1采用硬件電路與軟件編程相結合的實現(xiàn)方 式。該硬件電路除包含中央處理器外，還包含i/o接口、通信接口、同步電路、 實時時鐘、EPROM、 RAM、故障檢測電路、掉電檢測電路等。其中I/0接口 用于連接鍵盤和顯示器；通信接口用于與DCS進行數(shù)據(jù)通信；同歩電路與實 吋時鐘用于數(shù)據(jù)采集與傳輸中的時間同歩；EPROM用于存儲由軟件編制的壓 差補償器和壓力設定點優(yōu)化器的輸出規(guī)則；RAM用于存儲來自DCS的實時 數(shù)據(jù)；故障檢測電路用于在運算失敗時自動復位程序；掉電檢測電路用于在 電壓突降或瞬間斷電時保護中央處理器中的狀態(tài)信息。該電路通過通信接口 從DCS中獲得蒸汽壓力偏差信號/^、目標負荷期望值A^和蒸汽壓力期望值 戶 ；再將運算后產生的壓差補償器的輸出A^和壓力設定點優(yōu)化器的輸出/V 送回到DCS中，作為機爐協(xié)調控制器的實際目標值，即可實現(xiàn)對蒸汽壓力的 均衡控制。
實施例圖3所示是某電廠500MW鍋爐-汽輪機單元的非線性模型，機組 的額定參數(shù)分別為主蒸汽壓力16.18Mpa，汽包壓力18.97Mpa,主蒸汽流量 1650t/h,輸出功率500MW。燃料量3%和主蒸汽調節(jié)閥開度〃％分別滿足速率
和幅值限制|dS/dz|^1.0/5， O.OSS^IOO.O以及0.0^^100.0?；谏鲜瞿Ｐ?，應用本發(fā)明給出的方法實現(xiàn)鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制，具體實施步驟 如下
1)首先，按照線性解耦控制理論設計出該模型的機爐協(xié)調控制器
<formula>formula see original document page 13</formula>2) 然后，按照式(1)鄰式(2)的形式以軟件編程的方式實現(xiàn)壓差補償 器和壓力設定點優(yōu)化器，二者組成汽壓均衡控制器。其中，壓力控制邊界點 選為(10.03i^l和l0.05P 1)，反調系數(shù)《 = 18，時間常數(shù)r,r^
3) 接著，按圖1的形式，連接汽壓均衡控制器與機爐協(xié)調控制器，即可 實現(xiàn)對該鍋爐-汽輪機單元模型的壓力均衡控制。
為了檢驗本發(fā)明提出的汽壓均衡控制器的性能，分別進行兩組仿真試驗
① 定壓運行方式下汽壓均衡控制器性能試驗
設定機組工作在定壓運行方式(主蒸汽壓力的設定值不隨機組輸出功率而 改變)，升降負荷速率不受限制(即&> ， 4=+ )，試驗從，50s開始， 目標負荷期望值W,p從500MW階躍下降到400MW，輸出功率響應曲線如圖4 上部曲線所示。圖中的點劃線---為實際負荷目標值A^和實際汽壓目標值 Pm點線■■-為目標負荷期望值A^和蒸汽壓力期望值P ；虛線…-為未加 入汽壓均衡控制器時機組的輸出功率；蒸汽壓力曲線如圖4下部曲線所示； 實線——為加入汽壓均衡控制器后機組的輸出功率及蒸汽壓力曲線。從試驗曲 線可以看出，由丁-汽壓均衡控制器的加入，實際負荷目標值Ww和實際汽壓目
標值？7^相比于為目標負荷期望值A^和蒸汽壓力期望值P7V有明顯改變，在
此作用下，機組的壓力平穩(wěn)性明顯提高，同時保持了機組原有的對電網(wǎng)負荷 需求的跟隨能力。
② 滑壓運行方式下汽壓均衡控制器性能試驗設定機組工作在滑壓運行方式(主蒸汽壓力的定值隨機組輸出功率定值的 變化而變化，對應關系曲線如圖5所示)。升降負荷速率及汽壓變化速率設
定為卞w =-15MW/min， =+15MW/min， FP =-0.3MPa/min， i P =+0.3MPa/min。 試驗從t=50s開始，目標負荷期望值Mp從300MW以12MW/min的速率上升 到400MW，蒸汽壓力期望值/V,p按滑壓曲線變化響應曲線如圖6所示。從試 驗曲線可以看出，即使在滑壓運行方式下，汽壓均衡控制器的加入也能明顯 提高機組的壓力平穩(wěn)性，同時保持良好的負荷跟隨能力。以上闡述的是本發(fā) 明給出的一個實施例表現(xiàn)出的優(yōu)良控制效果。需要指出的是，本發(fā)明不只限 于上述實施例，在不偏離本發(fā)明基本精神及不超出本發(fā)明實質內容所涉及范 圍的前提下可通過對其進行適當?shù)淖冃蝸磉m應多種類型的鍋爐-汽輪機單元。
權利要求
1. 一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器，其特征在于鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器由壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化器兩部分組成壓差補償器依據(jù)規(guī)則，根據(jù)汽壓偏差信號PE的大小動態(tài)調整負荷指令變化的速率和方向，產生實際負荷目標值NR；壓力設定點優(yōu)化器根據(jù)運行工況，在汽壓偏差信號PE的驅動下，依據(jù)規(guī)則動態(tài)調整蒸汽壓力的設定值，產生實際汽壓目標值PTR；將NR和PTR分別與實際負荷信號N和實際汽壓偏差信號PT求差后作為機爐協(xié)調控制器的輸入，從而實現(xiàn)對鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器，其特征 在于，所述壓差補償器根據(jù)汽壓偏差信號尸￡的大小產生出實際負荷目標值7\^所 依據(jù)的規(guī)則如下當S 0.034一且FA, <^~~^ <足導)=i w W" — —1)] +(A 一 1)，當^豐i。.呵,)l且w,)nl)〉凡 w=4 [/w— -1)]+A; (A—1)，當IC)I ^0.037^(^1且，-，-l) ) — — 1)(1)當l0.03/^(/c)kl&.(A0l一0.05^聰:導-1)-a^^("rj+ 1 當l^踏l0.05C)'式中，A^④和A^(hl)分別為當前采樣時刻和上一采樣時刻的實際負荷目標值， A^(Q為當前采樣時刻的目標負荷期望值，/M&)為當前采樣時刻的汽壓偏差信號， P,("為當前采樣時刻的蒸汽壓力期望值，《A)和^:-l)分別為當前采樣時刻和上 一采樣時刻的時間，i^和7 w分別為預先給定的實際負荷目標值A^的下降速率和 上升速率，^^1《,W項是對A^的反調，以此來影響主蒸汽調節(jié)闊的開度^，2V + 1 '從而主動減小蒸汽壓力的偏差，"為反調系數(shù)， 一般在10 20之間取值，超前-滯后環(huán)節(jié)Ilili是為了動態(tài)地增強反調強度、快速消除壓力偏差， 一般情況下應 r一 + l取。>^，也可取r,-、，此時反調項就變?yōu)楸壤h(huán)節(jié)。規(guī)則中，汽壓偏差信號尸￡在[-0.05/^(",-0.03尸印(i:))和(0.03/^(",0.05/^W]范 圍內變化時具有滯環(huán)特性，可防止實際負荷目標值A^在邊界點的頻繁切換。 1ow/g和|O.OS/g的誤差邊界可根據(jù)實際需要進行修改。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器，其特征 在于，所述設定點優(yōu)化器根據(jù)汽壓偏差信號尸￡的大小產生出實際汽壓目標值戶^ 所依據(jù)的規(guī)則如下當<formula>formula see original document page 3</formula>當<formula>formula see original document page 3</formula>(2)當<formula>formula see original document page 3</formula>當<formula>formula see original document page 3</formula>式中，/V"幻和尸^(hl)分別為當前采樣時刻和上一采樣時刻的實際汽壓目標值，F(xiàn)尸和&分別為預先給定的實際汽壓目標值尸^的下降和上升速率。規(guī)則中，汽壓偏差信號尸￡大于安全范圍上限+0.05 時要將實際汽壓目標值尸^做一幅值為0.027^(/t-l)的負向階躍，主動拉近尸^與尸r的距離，緩解功率變化與蒸汽壓力穩(wěn)定的矛盾，促使系統(tǒng)盡快回到穩(wěn)態(tài)。同理，汽壓偏差信號A小于 安全范圍下限-0.05/;時要將實際汽壓目標值Pra做一幅值為0.02/^(A:-l)的正向階躍，緩解功率變化與蒸汽壓力穩(wěn)定的矛盾。規(guī)則中，壓力偏差信號尸￡在[-0.05P7:、#)，-0.03/>n#))和(0.03i^("0,05i^("]范圍內變化時具有滯環(huán)特性，可防止實際汽壓目標值戶w在邊界點的頻繁切換。|0.03;|和|o.os/g的誤差邊界可根據(jù)實際需要進行修改。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器，其特征 在于，所述汽壓均衡控制采用在分散控制系統(tǒng)DCS中應用軟件組態(tài)的方式，或 應用硬件電路與軟件編程相結合的方式加以實現(xiàn)；硬件電路中除包含中央處理器 外，還包含I/O接口、通信接口、同步電路、實時時鐘、EPROM、 RAM、故障檢測電路和掉電檢測電路；其中I/0接口用于連接鍵盤和顯示器；通信接口用于 與DCS進行數(shù)據(jù)通信；同歩電路與實時時鐘用于數(shù)據(jù)采集與傳輸中的時間同歩； EPROM用于存儲由軟件編制的壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化器的輸出規(guī)則； RAM用于存儲來自DCS的實時數(shù)據(jù)；故障檢測電路用于在運算失敗時自動復位 程序；掉電檢測電路用于在電壓突降或瞬間斷電時保護中央處理器中的狀態(tài)信 息；該電路通過通信接口從DCS中獲得汽壓偏差信號尸￡、目標負荷期望值Mp 和蒸汽壓力期望值戶z^;再將運算后產生的壓差補償器的輸出A^和壓力設定點優(yōu) 化器的輸出P^送回到DCS中作為機爐協(xié)調控制器的實際目標值。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于發(fā)電設備控制技術領域的一種鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制器。其由壓差補償器和壓力設定點優(yōu)化器兩部分組成壓差補償器根據(jù)汽壓偏差信號P_E的大小動態(tài)調整負荷指令變化的速率和方向，產生實際負荷目標值N_R；壓力設定點優(yōu)化器在汽壓偏差信號P_E的驅動下，動態(tài)調整蒸汽壓力的設定值，產生實際汽壓目標值P_TR。將N_R和P_TR分別與實際負荷信號N和實際汽壓偏差信號P_T求差后作為機爐協(xié)調控制器的輸入，實現(xiàn)對鍋爐-汽輪機單元的汽壓均衡控制。應用本發(fā)明在常規(guī)機爐協(xié)調控制的基礎上新增汽壓均衡控制器，方便有效地解決機組輸出功率大范圍變化時蒸汽壓力頻繁超限的問題，實現(xiàn)蒸汽壓力的均衡控制，提高機組的運行水平。
文檔編號F22B35/18GK101504135SQ20091007971
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權日2009年3月6日
發(fā)明者劉吉臻, 方 房, 文 譚, 樂 魏 申請人:華北電力大學