專利名稱：一種消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種快速消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法，特別是一種利用微分控制模塊的階躍輸出特性，在原鍋爐燃料量指令的基礎上，通過間歇性的快速疊加與汽壓靜態(tài)偏差相對應的燃料量指令偏置，及時調(diào)整鍋爐的燃料量，從而快速消除機組主汽壓力靜態(tài)偏差的先進控制方法，屬于熱能動力工程和自動控制領域。
背景技術：
鍋爐的負荷控制系統(tǒng)是火電廠調(diào)節(jié)負荷及穩(wěn)定機組運行的最重要的控制系統(tǒng)之一，它主要包括鍋爐主控回路和燃料控制回路。在傳統(tǒng)的鍋爐負荷控制方案中(如附圖
I 所示)，各層所產(chǎn)生的指令為第一層為鍋爐主控層，計算鍋爐的燃料量指令BM BM = PD (N0) +PID Lk1 (P0-Pt)]式中，N。為機組的功率指令；PQ為主汽壓力定值；PT為主汽壓力A1為可選取的比例系數(shù)；PD，PID分別為比例微分和比例積分微分調(diào)節(jié)器。第二層為燃料控制層，計算給煤機的平均轉速指令CFB CFB = k3*BM+PI [k2 (BM-FU)]式中，BM為鍋爐燃料量指令；FU為鍋爐總煤量經(jīng)一階慣性濾波后的輸出值；k2，k3 為可選擇的比例系數(shù)；PI為比例積分調(diào)節(jié)器。調(diào)整鍋爐給煤機的平均轉速指令CFB，就能實現(xiàn)鍋爐燃料量的調(diào)整。在傳統(tǒng)的鍋爐負荷控制方案中，主汽壓力的靜態(tài)偏差(Pci-Pt)主要依靠PID調(diào)節(jié)器中的積分作用I來消除的。由于鍋爐給煤量對主汽壓力的影響是一個大慣性、大滯后的被控過程(純滯后約120秒左右，慣性時間約1000秒左右)，因此為了確保鍋爐負荷控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，PID調(diào)節(jié)器中的積分作用只能取得很小(對大慣性過程，大的積分作用會引起控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定)，積分時間往往達400秒以上。另一方面，主汽壓力的靜態(tài)偏差(Pci-Pt) 往往只有(O. 1-0. 3)Mpa左右，PID調(diào)節(jié)器的輸入偏差很小，很小的積分作用往往使鍋爐負荷控制系統(tǒng)所具有的消除汽壓靜差的能力很差，在火電機組運行的大部分時間里，總是存在難于消除的汽壓靜態(tài)偏差，特別是直吹式的亞臨界機組如國內(nèi)大量運行的300MW機組， 始終存在汽壓靜差的狀況尤為明顯。目前，還未見過采用其它有效方法來消除汽壓靜差以提高其控制精度的方法和控制方案的報道。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題針對鍋爐負荷控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，為了有效消除機組主汽壓力的靜態(tài)偏差以提高其控制精度，本發(fā)明在原鍋爐燃料量指令的基礎上，提出一種消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法，通過間歇性的快速疊加與汽壓靜態(tài)偏差相對應的燃料量指令偏置，快速消除機組主汽壓力靜態(tài)偏差。技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法，該方法包括如下步驟實時監(jiān)測火電機組主汽壓力的靜態(tài)偏差，當主汽壓力的靜態(tài)偏差超出規(guī)定值時，利用微分控制模塊的階躍輸出特性，在原鍋爐燃料量指令的基礎上，通過間歇性的快速疊加與主汽壓力靜態(tài)偏差相對應的燃料量指令偏置，調(diào)整鍋爐的燃料量，從而消除機組主汽壓力的靜態(tài)偏差。所述調(diào)整鍋爐燃料量，其對象為鍋爐主控層和燃料控制層調(diào)整鍋爐主控層，將根據(jù)火電機組的功率指令N。及主汽壓力偏差(Pq-Pt)得到鍋爐的燃料量指令BM
權利要求
1.一種消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法，其特征在于該方法包括 如下步驟實時監(jiān)測火電機組主汽壓力的靜態(tài)偏差，當主汽壓力的靜態(tài)偏差超出規(guī)定值時， 利用微分控制模塊的階躍輸出特性，在原鍋爐燃料量指令的基礎上，通過間歇性的快速疊 加與主汽壓力靜態(tài)偏差相對應的燃料量指令偏置，調(diào)整鍋爐的燃料量，從而消除機組主汽 壓力的靜態(tài)偏差。
2.根據(jù)權利要求1所述的消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法，其特征 在于所述調(diào)整鍋爐燃料量，其對象為鍋爐主控層和燃料控制層調(diào)整鍋爐主控層，將根據(jù)火電機組的功率指令％及主汽壓力偏差(PfPj得到鍋爐的 燃料量指令BM BM = PD (N0) +PID [k: (P0-PT) ] +BMT式中，N0為機組的功率指令；PQ為主汽壓力定值；PT為主汽壓力丸為可選取的比例系 數(shù)；PD，PID分別為比例微分和比例積分微分調(diào)節(jié)器；BMT為燃料量指令的間歇性調(diào)整偏置， 其調(diào)整幅度與主汽壓力的靜態(tài)偏差大小有關；燃料量指令的間歇性調(diào)整偏置BMT采用如下方法確定步驟A.確定燃料量間歇調(diào)整的狀態(tài)標志"STAT"；步驟A1.若主汽壓力定值P。、主汽壓力PT的變化率的絕對值分別小于LL1和LL2，汽壓 偏差(PcrPT)大于規(guī)定值HL，且這種狀態(tài)能維持時間DT1秒以上，則說明系統(tǒng)存在主汽壓力 的靜態(tài)偏差，需調(diào)整燃料量，狀態(tài)標志"STAT"應置位；用如下產(chǎn)生式規(guī)則來描述IF {(abs (LEDi (P0)) ( LL1) AND (abs (LED2 (PT)) ( LL2) AND (abs (P0-PT)彡 HL)能保持時間 DTI 秒} then" STAT" = 1式中，LL1，LL2和HL分別為預先設定的不同的限值；abs為絕對值函數(shù);AND為邏輯 “與”模塊為主汽壓力定值；PT為主汽壓力；LEDi，LED2分別為不同參數(shù)的第一微分模塊和第二微分模塊，其傳遞函數(shù)分別為:LED'(S) = ^f^,LED2(s) = ^^；KD1為第一微分.1 + lmSi + ^D2S模塊的比例增益；TD1為第一微分模塊的微分時間；kD2為第二微分模塊的比例增益；tD2為第 二微分模塊的微分時間；s為拉普拉斯算子；步驟A2.若標志"STAT " = 1的保持時間超過DT2秒，則"STAT "自動復位， 即"STAT" = 0 ；步驟B.根據(jù)燃料量間歇調(diào)整的狀態(tài)標志"STAT"，確定燃料量指令的間歇性調(diào)整偏 置 BMT ；bmt={LED3(A2-A,)xF(P0-Pt) ^'STAT" = l 時 0.0^3''STAT" = 0 時式中，Po為主汽壓力定值；PT為主汽壓力-A，a2是二個設定的常數(shù)；F(X)為預先設定rj-< s的多點函數(shù)；led3為第三微分模塊，其傳遞函數(shù)為是以(A2-Ai)為階躍輸入的微分輸出；KD3為第三微分模塊的比例增益；TD3為第三微分模塊的微 分時間；s為拉普拉斯算子；燃料控制層，將根據(jù)鍋爐燃料量指令BM和鍋爐實際總煤量FU計算給煤機的平均轉速 指令CFB CFB = k3*BM+PI [k2 (BM-FU)]式中，BM為鍋爐燃料量指令；FU為鍋爐總煤量經(jīng)一階慣性濾波后的輸出值；k2，k3為可選擇的比例系數(shù)；PI為比例積分調(diào)節(jié)器；調(diào)整鍋爐給煤機的平均轉速指令CFB，實現(xiàn)鍋爐燃料量的調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除火電機組主汽壓力靜態(tài)偏差的間歇性控制方法，該方法包括如下步驟實時監(jiān)測火電機組主汽壓力的靜態(tài)偏差，當主汽壓力的靜態(tài)偏差超出規(guī)定值時，利用微分控制模塊的階躍輸出特性，在原鍋爐燃料量指令的基礎上，通過間歇性的快速疊加與主汽壓力靜態(tài)偏差相對應的燃料量指令偏置，調(diào)整鍋爐的燃料量，從而消除機組主汽壓力的靜態(tài)偏差。該方法可實時監(jiān)測火電機組主汽壓力的靜態(tài)偏差，當汽壓靜態(tài)偏差超出規(guī)定值時，在原鍋爐燃料量指令的基礎上，通過間歇性的快速疊加與汽壓靜態(tài)偏差相對應的燃料量指令偏置，及時調(diào)整鍋爐的燃料量，從而能快速消除機組主汽壓力的靜態(tài)偏差，有效提高機組主汽壓力的控制精度。
文檔編號F23N1/00GK102607053SQ20121004901
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者呂劍虹, 崔曉波, 沈炯, 秦文煒, 陳雨亭 申請人:東南大學