專利名稱：基于模型動態(tài)解耦的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電機(jī)組機(jī)爐的協(xié)調(diào)控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前大型火電機(jī)組大多需要深度調(diào)峰運(yùn)行，對機(jī)組的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)要求也日益提 高，常規(guī)控制方法很難做到快速準(zhǔn)確的動態(tài)跟隨，AGC運(yùn)行的品質(zhì)并不理想；同時由于協(xié)調(diào) 控制系統(tǒng)的耦合性，在加快負(fù)荷響應(yīng)時會使主汽壓力劇烈波動，從而影響了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 的穩(wěn)定運(yùn)行。因此目前的機(jī)組協(xié)調(diào)控制中存在著對象滯后性問題和系統(tǒng)耦合性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于模型 動態(tài)解耦的火力發(fā)電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，以解決對象滯后性問題和系統(tǒng)耦合性問題， 提高機(jī)組的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案基于模型動態(tài)解耦的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制 方法，首先通過一超前的預(yù)估煤量克服燃燒的滯后性，提高負(fù)荷的響應(yīng)速率；其次根據(jù)機(jī)組 模型設(shè)計(jì)合理的壓力設(shè)定曲線，使煤量和調(diào)門配合動作，實(shí)現(xiàn)動態(tài)解耦，使機(jī)組的協(xié)調(diào)控制 系統(tǒng)能夠充分利用機(jī)組的蓄熱能力，快速準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)值；在穩(wěn)態(tài)時合理整定PID控制 器參數(shù)，保證負(fù)荷和主汽壓力的穩(wěn)定。本發(fā)明充分考慮了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的對象特性，將兩入 兩出的對象模型進(jìn)行分離，根據(jù)分離后的對象特性設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制策略和動態(tài)解耦策略。上述的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，超前的預(yù)估煤量通過下述步驟得到1)根據(jù) 內(nèi)模原理設(shè)計(jì)一預(yù)估煤量前饋控制系統(tǒng)；2)設(shè)計(jì)一預(yù)測指令，該預(yù)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(yù)測指令將實(shí)際指令曲線化構(gòu)造出預(yù)測指令信 號，在所述的預(yù)估煤量前饋控制系統(tǒng)中加入所述的預(yù)測指令信號，產(chǎn)生預(yù)估煤量前饋即超 前的預(yù)估煤量；所述的預(yù)估煤量前饋與基準(zhǔn)煤量和鍋爐主控動態(tài)修正指令疊加后產(chǎn)生煤量 指令。上述的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，合理的壓力設(shè)定曲線通過下述步驟得到負(fù) 荷指令與煤量變化經(jīng)特性曲線A形成的負(fù)荷曲線之差經(jīng)特性曲線B倒推出調(diào)門變化，再將 煤量變化經(jīng)特性曲線C和調(diào)門變化經(jīng)特性曲線D形成曲線進(jìn)行疊加形成壓力設(shè)定曲線；所 述的特性曲線A為煤量對負(fù)荷的響應(yīng)特性，特性曲線B為調(diào)門對負(fù)荷的響應(yīng)特性，特性曲線 C為煤量對壓力的響應(yīng)特性，特性曲線D為調(diào)門對壓力的響應(yīng)特性。本發(fā)明具有以下有益效果克服了煤量燃燒的滯后性，提高了負(fù)荷的響應(yīng)速率； 實(shí)現(xiàn)了動態(tài)解耦的目的，使調(diào)門在控制壓力的同時保證了負(fù)荷的響應(yīng)品質(zhì)，煤量和調(diào)門能 夠協(xié)調(diào)配合動作，負(fù)荷響應(yīng)和壓力響應(yīng)均達(dá)到了理想的控制品質(zhì)。下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明預(yù)估煤量前饋控制系統(tǒng)的原理圖。圖2為本發(fā)明預(yù)測指令的形式圖。圖3為本發(fā)明煤量前饋預(yù)估SAMA算法圖。圖4. 1為單元機(jī)組的對象特性曲線A的示意圖。圖4. 2為單元機(jī)組的對象特性曲線B的示意圖。圖4. 3為單元機(jī)組的對象特性曲線C的示意圖。圖4. 4為單元機(jī)組的對象特性曲線D的示意圖。 圖5. 1為實(shí)際負(fù)荷曲線的形成圖。圖5. 2為實(shí)際壓力曲線的形成圖。圖6為本發(fā)明動態(tài)解耦原理圖。圖7為本發(fā)明動態(tài)解耦的SAMA算法圖。圖8為本發(fā)明動態(tài)解耦后的協(xié)調(diào)響應(yīng)曲線圖。圖9為常規(guī)煤量作用于局部函數(shù)的響應(yīng)曲線圖。圖10為圖9中的指令和實(shí)際值的偏差曲線圖。圖11為本發(fā)明預(yù)估煤量作用于局部函數(shù)的響應(yīng)曲線圖。圖12為圖11中的指令和實(shí)際值的偏差曲線圖。圖13為本發(fā)明控制量和被控量之間的作用圖。圖14為2%速率下負(fù)荷響應(yīng)曲線圖(通過模型仿真)。圖15為2%速率下負(fù)荷響應(yīng)曲線圖(通過實(shí)際應(yīng)用)。圖16為3%速率下負(fù)荷響應(yīng)曲線圖(通過實(shí)際應(yīng)用)。
具體實(shí)施例方式一、預(yù)估煤量前饋策略對非線性模型進(jìn)行簡化及線性化處理，可以得到單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的近似動 態(tài)模型(簡稱機(jī)組模型)
權(quán)利要求
1.基于模型動態(tài)解耦的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，首先通過一超前的預(yù)估煤量克服 燃燒的滯后性，提高負(fù)荷的響應(yīng)速率；其次根據(jù)機(jī)組模型設(shè)計(jì)合理的壓力設(shè)定曲線，使煤量 和調(diào)門配合動作，實(shí)現(xiàn)動態(tài)解耦，使機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠充分利用機(jī)組的蓄熱能力，快 速準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)值；在穩(wěn)態(tài)時合理整定PID控制器參數(shù)，保證負(fù)荷和主汽壓力的穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于超前的預(yù)估煤量 通過下述步驟得到1)根據(jù)內(nèi)模原理設(shè)計(jì)一預(yù)估煤量前饋控制系統(tǒng)；幻設(shè)計(jì)一預(yù)測指令， 該預(yù)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(yù)測指令將實(shí)際指 令曲線化構(gòu)造出預(yù)測指令信號，在所述的預(yù)估煤量前饋控制系統(tǒng)中加入所述的預(yù)測指令信 號，產(chǎn)生預(yù)估煤量前饋即超前的預(yù)估煤量；所述的預(yù)估煤量前饋與基準(zhǔn)煤量和鍋爐主控動 態(tài)修正指令疊加后產(chǎn)生煤量指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火電機(jī)組機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于合理的壓力設(shè) 定曲線通過下述步驟得到負(fù)荷指令與煤量變化經(jīng)特性曲線A形成的負(fù)荷曲線之差經(jīng)特性 曲線B倒推出調(diào)門變化，再將煤量變化經(jīng)特性曲線C和調(diào)門變化經(jīng)特性曲線D形成曲線進(jìn) 行疊加形成壓力設(shè)定曲線；所述的特性曲線A為煤量對負(fù)荷的響應(yīng)特性，特性曲線B為調(diào)門對負(fù)荷的響應(yīng)特性，特 性曲線C為煤量對壓力的響應(yīng)特性，特性曲線D為調(diào)門對壓力的響應(yīng)特性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火力發(fā)電機(jī)組機(jī)爐的協(xié)調(diào)控制方法。目前的機(jī)組協(xié)調(diào)控制中存在著對象滯后性問題和系統(tǒng)耦合性問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為首先通過一超前的預(yù)估煤量克服燃燒的滯后性，提高負(fù)荷的響應(yīng)速率；其次根據(jù)機(jī)組模型設(shè)計(jì)合理的壓力設(shè)定曲線，使煤量和調(diào)門配合動作，實(shí)現(xiàn)動態(tài)解耦，使機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠充分利用機(jī)組的蓄熱能力，快速準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)值；在穩(wěn)態(tài)時合理整定PID控制器參數(shù)，保證負(fù)荷和主汽壓力的穩(wěn)定。本發(fā)明克服了煤量燃燒的滯后性，提高了負(fù)荷的響應(yīng)速率；實(shí)現(xiàn)了動態(tài)解耦的目的，使調(diào)門在控制壓力的同時保證了負(fù)荷的響應(yīng)品質(zhì)。
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(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者尹峰, 朱北恒, 李泉 申請人:浙江省電力試驗(yàn)研究院