一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法及系統(tǒng)，該方法包括：根據(jù)調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定；進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化；進(jìn)行燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn)，生成典型試驗(yàn)參數(shù)；利用典型試驗(yàn)參數(shù)生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型；根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)；利用機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證；在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試；進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)，生成包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo)；判斷技術(shù)指標(biāo)是否符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)；如果是，進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，以使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行。
【專利說明】一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力體制改革的深入，電監(jiān)會(huì)對(duì)電力市場(chǎng)的監(jiān)管和規(guī)范力度增大，2008年華北電監(jiān)局率先出臺(tái)《華北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》和《華北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》(以下簡(jiǎn)稱“兩個(gè)細(xì)則”)。
[0003]AGC系統(tǒng)主要用來解決負(fù)荷跟蹤控制問題，發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷控制水平對(duì)AGC (自動(dòng)發(fā)電控制)系統(tǒng)的性能有著重要影響。在現(xiàn)有AGC系統(tǒng)中，按BLO方式(機(jī)組跟蹤基準(zhǔn)功率曲線方式)控制發(fā)電的機(jī)組的基點(diǎn)值是由區(qū)域跟蹤控制確定的，其確定的依據(jù)是在幾分鐘內(nèi)經(jīng)濟(jì)地滿足預(yù)計(jì)的凈發(fā)電要求，如圖1所示。對(duì)于未投用經(jīng)濟(jì)調(diào)度功能的EMS系統(tǒng)，AGC機(jī)組的基點(diǎn)功率也可按前一天安排的計(jì)劃曲線來代替。在理想情況下，通過BLO方式機(jī)組的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)本控制區(qū)域中負(fù)荷與發(fā)電出力的大體平衡，而通過BLR方式機(jī)組的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)絡(luò)線偏差的精確跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)本控制區(qū)域中負(fù)荷與發(fā)電出力的最終平衡，如圖2所
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[0004]現(xiàn)有的燃煤機(jī)組的自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)優(yōu)化對(duì)象僅限于機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本控制結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)的優(yōu)化，工作范圍僅是修改機(jī)組協(xié)調(diào)控制器的控制結(jié)構(gòu)和前饋、PID調(diào)節(jié)器等控制參數(shù)，沒有針對(duì)兩個(gè)細(xì)則實(shí)施下，尤其是按區(qū)域控制偏差(Area ControlError, ACE)自動(dòng)調(diào)節(jié)(Base Load Regulated, BLR)方式下，對(duì)AGC控制方式進(jìn)行的有針對(duì)性的優(yōu)化。
[0005]兩個(gè)細(xì)則中規(guī)定對(duì)于參與區(qū)域負(fù)荷偏差調(diào)節(jié)(ACE)的機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)償，由于補(bǔ)償量較大，即機(jī)組投入BLR方式盈利大大增加，很多燃煤機(jī)組都積極參與此種運(yùn)行方式。但對(duì)于ACE調(diào)節(jié)方式，由于電網(wǎng)負(fù)荷指令不再根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度人員手動(dòng)給出，而是根據(jù)地區(qū)負(fù)荷自動(dòng)生成各個(gè)發(fā)電機(jī)組的AGC指令，此時(shí)AGC指令是隨動(dòng)的，指令表現(xiàn)不再是一段段直線，而是鋸齒形的無規(guī)則的曲線。在該工況下，調(diào)門特性參數(shù)不合理的機(jī)組往往表現(xiàn)為不是負(fù)荷響應(yīng)過快和超調(diào)就是負(fù)荷響應(yīng)過慢欠調(diào)，同時(shí)負(fù)荷控制精度亦難以保證。同時(shí)由于隨動(dòng)AGC的指令變化很快，有此類問題的機(jī)組往往快速超調(diào)后又接收到反調(diào)指令，然后機(jī)組以更快的速度反向調(diào)節(jié)，最終導(dǎo)致機(jī)組震蕩調(diào)節(jié)，造成機(jī)組調(diào)節(jié)困難，不利于機(jī)組的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0006]另外，現(xiàn)有的燃煤機(jī)組的AGC優(yōu)化手段沿襲“兩個(gè)細(xì)則”實(shí)施前的控制思路，不能適應(yīng)“兩個(gè)細(xì)則”運(yùn)行的需要，優(yōu)化目標(biāo)及控制效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)僅滿足機(jī)組變負(fù)荷速率>1.5Pe (額定負(fù)荷)/MIN即可，優(yōu)化手段單一，局限性強(qiáng)，未將整個(gè)機(jī)組的鍋爐、汽機(jī)、風(fēng)煙、燃燒、汽溫等自動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化統(tǒng)籌考慮，優(yōu)化效果很難適應(yīng)BLR調(diào)度方式的需要，使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和收入大大受損。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法及系統(tǒng)，以提高燃煤機(jī)組的變負(fù)荷能力和適應(yīng)性，提高燃煤機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)節(jié)性能，滿足新的兩個(gè)細(xì)則運(yùn)行下電網(wǎng)對(duì)于AGC考核和補(bǔ)償?shù)囊蟆?br> [0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法，所述方法包括:
[0009]獲取調(diào)門流量特性參數(shù)及燃燒優(yōu)化參數(shù)；
[0010]根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，獲得調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值，并生成調(diào)門流量特性曲線；
[0011]根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化；
[0012]進(jìn)行燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn)，生成包含汽機(jī)調(diào)門開度、機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力及煤量的典型試驗(yàn)參數(shù)；
[0013]利用所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模，生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型；
[0014]根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及所述的機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)；
[0015]利用所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證；
[0016]在所述仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試；
[0017]進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)，生成包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo)；
[0018]判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)；
[0019]如果是，進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行。
[0020]在一實(shí)施例中，在根據(jù)所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模之后，根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化之前，所述的方法還包括:根據(jù)所述的調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值修正滑壓曲線。
[0021]在一實(shí)施例中，根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試之后，根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化之前，所述的方法還包括:根據(jù)所述的調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值修正滑壓曲線。
[0022]進(jìn)一步地，根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，具體包括:根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及前饋控制器的參數(shù)優(yōu)化。
[0023]進(jìn)一步地，如果所述的技術(shù)指標(biāo)不符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行DCS協(xié)調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，然后重新進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)。
[0024]進(jìn)一步地，所述進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行，包括:
[0025]進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，獲得所述的技術(shù)指標(biāo)；
[0026]判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合所述預(yù)定技術(shù)指標(biāo)；
[0027]如果否，進(jìn)行DCS協(xié)調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，然后重新進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，直到所述的技術(shù)指標(biāo)符合所述預(yù)定技術(shù)指標(biāo)。
[0028]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0029]參數(shù)獲取單元，用于獲取調(diào)門流量特性參數(shù)及燃燒優(yōu)化參數(shù)；[0030]調(diào)門流量特性測(cè)試單元，用于根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，獲得調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值，并生成調(diào)門流量特性曲線；
[0031]燃燒優(yōu)化單元，用于根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化；
[0032]擾動(dòng)試驗(yàn)單元，用于進(jìn)行燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn)，生成包含汽機(jī)調(diào)門開度、機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力及煤量的典型試驗(yàn)參數(shù)；
[0033]模型生成單元，用于利用所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模，生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型；
[0034]仿真系統(tǒng)構(gòu)建單元，用于根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及所述的機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)；
[0035]優(yōu)化及驗(yàn)證單元，用于利用所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證；
[0036]DCS實(shí)施單元，用于在所述仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試；
[0037]定壓或定負(fù)荷試驗(yàn)單元，進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)，生成包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo)；
[0038]判斷單元，用于判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)；
[0039]變負(fù)荷試驗(yàn)單元，用于進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行。
[0040]在一實(shí)施例中，所述的系統(tǒng)還包括:滑壓曲線修正單元，用于根據(jù)所述的調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值修正滑壓曲線。
[0041]進(jìn)一步地，所述優(yōu)化及驗(yàn)證單元包括:結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化；
[0042]參數(shù)優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的參數(shù)優(yōu)化；
[0043]仿真驗(yàn)證模塊，用于根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證。
[0044]進(jìn)一步地，所述的系統(tǒng)還包括:協(xié)調(diào)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化單元，用于當(dāng)所述的技術(shù)指標(biāo)不符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)時(shí)，進(jìn)行協(xié)調(diào)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，然后利用定壓或定負(fù)荷試驗(yàn)單元重新進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于:基于“兩個(gè)細(xì)則”的燃煤機(jī)組AGC整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方案符合電網(wǎng)對(duì)并網(wǎng)性能指標(biāo)不斷提高的外部要求，利用本發(fā)明:
[0046]可以提高燃煤機(jī)組的變負(fù)荷能力和適應(yīng)性，提高燃煤機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)節(jié)性能，滿足新的兩個(gè)細(xì)則運(yùn)行下電網(wǎng)對(duì)于AGC考核和補(bǔ)償?shù)囊?，大大提高了機(jī)組的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)也增強(qiáng)火力發(fā)電機(jī)組參與電網(wǎng)考核的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0047]可以利用預(yù)測(cè)控制理論解決火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)難以解決的針對(duì)大慣性、大滯后鍋爐特性難以適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰要求的問題。
[0048]提高了機(jī)組的變負(fù)荷能力和適應(yīng)性，提高了機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)節(jié)性能，同時(shí)滿足火電機(jī)組對(duì)于不同煤種的適應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0050]圖1為現(xiàn)有技術(shù)投入BLO方式的機(jī)組AGC調(diào)節(jié)趨勢(shì)圖；
[0051]圖2為現(xiàn)有技術(shù)投入BLR方式的機(jī)組AGC調(diào)節(jié)趨勢(shì)圖；
[0052]圖3為本發(fā)明實(shí)施例燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法流程圖；
[0053]圖4為本發(fā)明實(shí)施例汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)的控制回路示意圖；
[0054]圖5為本發(fā)明實(shí)施例180-300MW區(qū)間單閥流量特性示意圖；
[0055]圖6為本發(fā)明實(shí)施例塔山電廠I號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)門特性整定前后對(duì)比示意圖；
[0056]圖7為本發(fā)明實(shí)施例機(jī)組參與兩個(gè)細(xì)則運(yùn)行的燃燒子系統(tǒng)優(yōu)化示意圖；
[0057]圖8為本發(fā)明實(shí)施例協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)示意圖；
[0058]圖9為本發(fā)明實(shí)施例模型輸出與實(shí)際機(jī)組輸出的對(duì)比曲線示意圖；
[0059]圖10為本發(fā)明實(shí)施例燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0060]圖11所示為本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)化及驗(yàn)證單元1007的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0062]本發(fā)明燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化提出主要是基于如下的優(yōu)化需求:
[0063]例如，某一發(fā)電有限公司的#1號(hào)機(jī)組由于煤質(zhì)較差發(fā)熱量偏低、燃燒系統(tǒng)原配比方案不能滿足即用煤質(zhì)要求，造成機(jī)組變負(fù)荷調(diào)節(jié)速率和響應(yīng)時(shí)間不合格，不能滿足兩個(gè)細(xì)則的要求。特別是變負(fù)荷過程中機(jī)組主蒸汽壓力變化劇烈，時(shí)有機(jī)組超壓現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行期間運(yùn)行人員操作頻繁，面臨機(jī)組超壓安全閥動(dòng)作的壓力，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行安全。
[0064]針對(duì)上述情況，除提高機(jī)組燃燒穩(wěn)定性和負(fù)荷適應(yīng)性外，還需進(jìn)一步調(diào)整協(xié)調(diào)系統(tǒng)方案和參數(shù)，充分考慮煤質(zhì)變化所導(dǎo)致的風(fēng)量不足等問題，從而進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、AGC控制策略和相應(yīng)控制參數(shù)，以及相關(guān)子系統(tǒng)如一次風(fēng)壓、磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量、磨煤機(jī)出口風(fēng)溫、減溫控制、給水控制等系統(tǒng)，以提高機(jī)組穩(wěn)定性、AGC控制品質(zhì)，確保#1號(hào)機(jī)組參與“兩個(gè)細(xì)則”考核后的良好經(jīng)濟(jì)性。
[0065]針對(duì)上述需求，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法，該方法包括:
[0066]S301:獲取調(diào)門流量特性參數(shù)及燃燒優(yōu)化參數(shù)；
[0067]S302:根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，獲得調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值，并生成調(diào)門流量特性曲線；
[0068]S303:根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化；
[0069]S304:進(jìn)行燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn)，生成包含汽機(jī)調(diào)門開度、機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力及煤量的典型試驗(yàn)參數(shù)；
[0070]S305:利用所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模，生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型；
[0071]S306:根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及所述的機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)；[0072]S307:利用所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證；
[0073]S308:在所述仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試；
[0074]S309:進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)，生成包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo)；
[0075]S310:判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)；
[0076]S311:如果是，進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行。
[0077]從圖3的流程圖可以看出，本發(fā)明中，首先進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化；然后通過機(jī)組熱力特性典型實(shí)驗(yàn)(燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn))生成典型試驗(yàn)參數(shù)，進(jìn)而生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型；進(jìn)而，根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)，利用機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證；最后在對(duì)仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試后進(jìn)行典型試驗(yàn)(定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)、定負(fù)荷變壓試驗(yàn)及滑壓變負(fù)荷試驗(yàn))及參數(shù)優(yōu)化(包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo))，使燃煤機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)滿足“兩個(gè)細(xì)則”的技術(shù)指標(biāo)要求。上述方法流程是基于了“兩個(gè)細(xì)則”的燃煤機(jī)組AGC整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方案符合電網(wǎng)對(duì)并網(wǎng)性能指標(biāo)不斷提高的外部要求，可以提高燃煤機(jī)組的變負(fù)荷能力和適應(yīng)性，提高燃煤機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)節(jié)性能，滿足新的兩個(gè)細(xì)則運(yùn)行下電網(wǎng)對(duì)于AGC考核和補(bǔ)償?shù)囊蟆?br> [0078]為了進(jìn)行S302及S303，首先需要獲得相關(guān)的參數(shù)，故S301具體實(shí)施時(shí)，獲取了調(diào)門流量特性參數(shù)及燃燒優(yōu)化參數(shù)。其中，調(diào)門流量特性參數(shù)包括:流量指令、主汽壓力、調(diào)節(jié)級(jí)壓力、調(diào)門指令、計(jì)算流量等，燃燒優(yōu)化參數(shù)包括:二次風(fēng)量、一次風(fēng)壓、一次風(fēng)母管壓力、磨的風(fēng)煤比、磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量值、一次風(fēng)壓值、磨煤機(jī)出口溫度等。
[0079]機(jī)組原汽輪機(jī)調(diào)門流量特性較差，為提高機(jī)組的控制穩(wěn)定性和控制指標(biāo)，需要優(yōu)化整定汽輪機(jī)調(diào)門特性參數(shù)。通過S301得到上述的調(diào)門流量特性參數(shù)后，就可以進(jìn)行S302，根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，獲得調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值，并生成調(diào)門流量特性曲線。
[0080]在介紹調(diào)門流量特性測(cè)試及整定前，首先簡(jiǎn)單介紹調(diào)門流量特性測(cè)試及整定的重要性:
[0081](一)對(duì)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性的影響
[0082]汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)的控制回路如圖4所示，由圖4中可以看出，由于控制器輸出的綜合流量指令需要經(jīng)過四個(gè)(不同機(jī)型可能會(huì)不一樣)高調(diào)門流量特性函數(shù)，之后分別形成各自的流量參考指令。由于各個(gè)調(diào)門的流量特性函數(shù)是非線性的，故機(jī)組功率控制回路為典型的非線性控制回路。因此，機(jī)組負(fù)荷控制的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)指標(biāo)除了受控制器整定參數(shù)的影響外，還受調(diào)門流量特性參數(shù)的影響。目前，控制器參數(shù)的整定技術(shù)水平很高，因此，機(jī)組負(fù)荷控制的穩(wěn)定性主要受調(diào)門流量特性參數(shù)的影響。對(duì)流量特性參數(shù)而言，如果不能真實(shí)反映機(jī)組實(shí)際的流量特性，則相當(dāng)于控制器參數(shù)在某一區(qū)域整定偏大，在另一區(qū)域整定偏小，控制器的魯棒性變差，進(jìn)而影響機(jī)組在負(fù)荷升降過程中的控制穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)指標(biāo)。
[0083](二)調(diào)門特性參數(shù)對(duì)一次調(diào)頻的影響
[0084]DHl系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)速的測(cè)量環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速控制器、油動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)都已達(dá)到了相當(dāng)?shù)目刂凭?，基本上消除了非線性和遲緩的問題。影響DHl系統(tǒng)一次調(diào)頻性能的主要問題在于調(diào)節(jié)閥門的流量非線性。
[0085]為了提高火力發(fā)電機(jī)組的熱效率，一般在順序閥方式下運(yùn)行，且盡可能的減小各個(gè)調(diào)節(jié)閥門的重疊度。這種情況下，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在調(diào)門之間的切換點(diǎn)時(shí)，調(diào)頻的能流指令(調(diào)頻發(fā)生的綜合閥位增量)往往用來待開啟閥門的預(yù)起量，導(dǎo)致機(jī)組沒有能流增加或減少、在某些負(fù)荷點(diǎn)調(diào)頻效果不理想的情況。同時(shí)在調(diào)門特性曲線斜率較大的負(fù)荷點(diǎn)，較小的調(diào)頻能流指令增量也可導(dǎo)致閥門的大開大關(guān)，不利于機(jī)組的安全運(yùn)行。再有，調(diào)門特性曲線導(dǎo)致調(diào)門流量的強(qiáng)非線性往往決定了機(jī)組的局部速度變動(dòng)率在某些負(fù)荷點(diǎn)大于規(guī)定值或小于規(guī)定值，最終導(dǎo)致一次調(diào)頻性能指標(biāo)難以滿足設(shè)計(jì)要求。故，調(diào)門特性參數(shù)對(duì)一次調(diào)頻的影響是最直接和最根本的因素之一。
[0086](三)調(diào)門特性參數(shù)對(duì)AGC的影響
[0087]調(diào)門流量參數(shù)的不合理還影響AGC的調(diào)節(jié)品質(zhì)。如圖1所示，由于特性參數(shù)導(dǎo)致的調(diào)門流量的非線性配置，在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)升降負(fù)荷時(shí)，同樣的負(fù)荷指令會(huì)有不同的調(diào)門流量來響應(yīng)。往往負(fù)荷不能快速跟蹤指令，或者負(fù)荷在一定時(shí)間后嚴(yán)重超出指令，控制系統(tǒng)為了糾正偏差造成欠調(diào)和過調(diào)成對(duì)出現(xiàn)。靜態(tài)時(shí)，由于調(diào)門特性參數(shù)的不合理十分容易引起負(fù)荷的自擺動(dòng)。
[0088]另一方面，機(jī)組參與ACE調(diào)整時(shí)，調(diào)門特性參數(shù)不合理的機(jī)組往往表現(xiàn)為不是負(fù)荷響應(yīng)過快和超調(diào)就是負(fù)荷響應(yīng)過慢欠調(diào)，同時(shí)負(fù)荷控制精度亦難以保證。而AGC指令的快速反向變化，加劇了機(jī)組反復(fù)拉鋸調(diào)節(jié)，最終導(dǎo)致機(jī)組震蕩調(diào)節(jié)，不利于機(jī)組的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0089]S302具體實(shí)施時(shí)，包括單閥調(diào)門流量特性測(cè)試及整定及順序閥調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，下面分別介紹。
[0090](一)單閥調(diào)門流量特性測(cè)試及整定
[0091]1.變負(fù)荷測(cè)試法
[0092]在額定主汽壓力下，通過變負(fù)荷操作來計(jì)算機(jī)組穩(wěn)燃負(fù)荷至額定負(fù)荷的總流量與閥門開度的特性參數(shù)。通過總流量與額定流量的比值來代表閥門流量請(qǐng)求來對(duì)閥門特性參數(shù)進(jìn)行反向擬合，由各個(gè)調(diào)門流量特性參數(shù)點(diǎn)來描述流量特性曲線。調(diào)門流量特性參數(shù)中，流量指令采用實(shí)際計(jì)算流量，閥門開度采用真實(shí)閥門位置反饋。
[0093]表I某300MW機(jī)組的部分變負(fù)荷數(shù)據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取調(diào)門流量特性參數(shù)及燃燒優(yōu)化參數(shù)； 根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，獲得調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值，并生成調(diào)門流量特性曲線； 根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化； 進(jìn)行燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn)，生成包含汽機(jī)調(diào)門開度、機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力及煤量的典型試驗(yàn)參數(shù)； 利用所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模，生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型； 根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及所述的機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)； 利用所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證； 在所述仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試； 進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)，生成包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo)； 判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)； 如果是，進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在根據(jù)所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模之后，根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化之前，所述的方法還包括:根據(jù)所述的調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值修正滑壓曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試之后，根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化之前，所述的方法還包括:根據(jù)所述的調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值修正滑壓曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，具體包括:根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及前饋控制器的參數(shù)優(yōu)化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述的技術(shù)指標(biāo)不符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行DCS協(xié)調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，然后重新進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行，包括: 進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，獲得所述的技術(shù)指標(biāo)； 判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合所述預(yù)定技術(shù)指標(biāo)； 如果否，進(jìn)行DCS協(xié)調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，然后重新進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，直到所述的技術(shù)指標(biāo)符合所述預(yù)定技術(shù)指標(biāo)。
7.一種燃煤機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)整體優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 參數(shù)獲取單元，用于獲取調(diào)門流量特性參數(shù)及燃燒優(yōu)化參數(shù)； 調(diào)門流量特性測(cè)試單元，用于根據(jù)所述的調(diào)門流量特性參數(shù)進(jìn)行調(diào)門流量特性測(cè)試及整定，獲得調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值，并生成調(diào)門流量特性曲線； 燃燒優(yōu)化單元，用于根據(jù)所述的燃燒優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行風(fēng)煙子系統(tǒng)及燃燒子系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化；擾動(dòng)試驗(yàn)單元，用于進(jìn)行燃料擾動(dòng)試驗(yàn)及調(diào)門擾動(dòng)試驗(yàn)，生成包含汽機(jī)調(diào)門開度、機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力及煤量的典型試驗(yàn)參數(shù)； 模型生成單元，用于利用所述的典型試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行機(jī)組動(dòng)態(tài)特性建模，生成機(jī)組動(dòng)態(tài)模型； 仿真系統(tǒng)構(gòu)建單元，用于根據(jù)協(xié)調(diào)控制器及所述的機(jī)組動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)；優(yōu)化及驗(yàn)證單元，用于利用所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的優(yōu)化，同時(shí)進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證； DCS實(shí)施單元，用于在所述仿真系統(tǒng)中進(jìn)行DCS組態(tài)及參數(shù)調(diào)試； 定壓或定負(fù)荷試驗(yàn)單元，進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)，生成包含變負(fù)荷速率、變負(fù)荷精度、變負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間及主汽壓力精度的技術(shù)指標(biāo)； 判斷單元，用于判斷所述的技術(shù)指標(biāo)是否符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)； 變負(fù)荷試驗(yàn)單元，用于進(jìn)行滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)，使燃煤機(jī)組正常運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括: 滑壓曲線修正單元，用于根據(jù)所述的調(diào)門開度、壓力值及負(fù)荷值修正滑壓曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化及驗(yàn)證單元包括: 結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 參數(shù)優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行前饋控制器的參數(shù)優(yōu)化； 仿真驗(yàn)證模塊，用于根據(jù)所述機(jī)組動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行所述協(xié)調(diào)仿真系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括: 協(xié)調(diào)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化單元，用于當(dāng)所述的技術(shù)指標(biāo)不符合預(yù)定技術(shù)指標(biāo)時(shí)，進(jìn)行協(xié)調(diào)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，然后利用定壓或定負(fù)荷試驗(yàn)單元重新進(jìn)行定壓滑壓變負(fù)荷試驗(yàn)及定負(fù)荷變壓試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103513640SQ201310473377
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】李衛(wèi)華, 康靜秋, 楊振勇, 劉磊, 高愛國(guó), 高春雨 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司