對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，包括：至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)接口，用于與不同分散控制系統(tǒng)DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制設(shè)備。本實(shí)用新型實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的方式無(wú)法對(duì)多種DCS都適用的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了使對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)可以兼容不同類型的DCS的技術(shù)效果。
【專利說(shuō)明】對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及控制領(lǐng)域,特別涉及一種對(duì)分散控制系統(tǒng)(Distributed ControlSystems, DCS)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是對(duì)火力電廠的鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)這三大主機(jī)和重要輔機(jī)聯(lián)合控制的統(tǒng)稱。火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是機(jī)組實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的核心，該系統(tǒng)控制品質(zhì)的高低直接決定了機(jī)組的自動(dòng)化水平?，F(xiàn)有常規(guī)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)控制，但是由于機(jī)組類型的不同，同一協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)參差不齊，特別是對(duì)于大慣性、大時(shí)滯的鍋爐控制品質(zhì)不是很理想。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于供電品質(zhì)的要求日趨嚴(yán)格。
[0003]目前常用的對(duì)火力發(fā)電廠進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制的方式主要有以下兩種:
[0004]I)以PROFI為代表的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)，PROFI控制模塊是專門為電廠設(shè)計(jì)，用來(lái)提高發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的一種控制策略，在實(shí)時(shí)控制層面上，PROFI基于模塊化設(shè)計(jì)，主要的模塊包括:帶預(yù)測(cè)的新機(jī)組協(xié)調(diào)模塊、自學(xué)習(xí)的溫度控制模塊等模塊。模塊之間既相互獨(dú)立，又可靈活搭配，可以根據(jù)電廠的實(shí)際情況使用其中一個(gè)或多個(gè)模塊。
[0005]PROFI運(yùn)算功能通過(guò)預(yù)先開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的模件來(lái)完成，模件通過(guò)控制系統(tǒng)接口接收機(jī)組運(yùn)行的一些重要測(cè)量信號(hào)(例如:溫度、流量、壓力及執(zhí)行器閥位等)和主控制回路的實(shí)際整定參數(shù)，這種處于模件和過(guò)程控制系統(tǒng)之間的接口是通過(guò)總線通訊方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。位于模件中的PROFI控制軟件采集上述信息，用于觀測(cè)機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性，然后計(jì)算出設(shè)定值的動(dòng)態(tài)校正值，然后再將該校正值送回到過(guò)程控制系統(tǒng)，與原先的設(shè)定值進(jìn)行疊加。
[0006]2)以增強(qiáng)DCS中的軟件功能為代表的協(xié)調(diào)優(yōu)化方式。大部分DCS廠家通過(guò)開(kāi)發(fā)自身的DCS的軟件，增強(qiáng)其軟件功能，以實(shí)現(xiàn)諸如，模糊控制、預(yù)測(cè)控制等高級(jí)算法。
[0007]然而，上述兩種方式都存在不足的地方:PR0FI方案中其應(yīng)用對(duì)象主要是特定的DCS,對(duì)于其他DCS應(yīng)用存在一定的局限性；以增強(qiáng)DCS中的軟件功能為代表的優(yōu)化方式由于其主要應(yīng)用在自身的DCS中，無(wú)法在其他DCS中得到有效的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，以達(dá)到兼容多種不同類型的DCS的目的。
[0009]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，包括:至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)接口，用于與不同DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制設(shè)備。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)接口包括如下至少兩種不同類型:應(yīng)用程序編程接口AP1、用于過(guò)程控制的對(duì)象連接與嵌入OPC通信接口、Modbus接口、輸入輸出IO卡件硬接線接口。[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述IO卡件硬接線接口包括:模擬量輸入卡件Al和模擬量輸出卡件AO ;或者，所述IO卡件硬接線接口包括:開(kāi)關(guān)量輸入卡件DI和開(kāi)關(guān)量輸出卡件D0。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制設(shè)備包括:與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)的交換機(jī)；與所述交換機(jī)連接，用于對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理的控制芯片。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述交換機(jī)包括:主交換機(jī)，用于對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)；冗余交換機(jī)，用于在主交換機(jī)故障時(shí)，對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制芯片包括:主控制芯片，用于對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理；冗余控制芯片，用于在主控制芯片故障時(shí)，對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。
[0015]在上述實(shí)施例中，提供了一種對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，在該設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置有至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)接口，用于與不同DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以及與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制設(shè)備。由于在該對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置了至少兩種類型的數(shù)據(jù)接口，從而使得該設(shè)備系統(tǒng)可以兼容不同類型的DCS，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的方式無(wú)法對(duì)多種DCS都適用的技術(shù)問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。在附圖中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，如圖1所示，設(shè)置有至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)接口 101，用于與不同DCS102進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；以及與數(shù)據(jù)接口 101連接，用于通過(guò)數(shù)據(jù)接口 101接收或發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制設(shè)備103。
[0023]在上述實(shí)施例中，提供了一種對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，在該設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置有至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)接口，用于與不同DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，以及與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制設(shè)備。由于在該對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置了至少兩種類型的數(shù)據(jù)接口，從而使得該設(shè)備系統(tǒng)可以兼容不同類型的DCS，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的方式無(wú)法對(duì)多種DCS都適用的技術(shù)問(wèn)題。
[0024]考慮到DCS接口的多樣化，上述的與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口可以包括如下至少兩種不同類型:應(yīng)用程序編程接口(Application Programming Interface,API)、用于過(guò)程控制的對(duì)象連接與嵌入(OLE for Process Control，0PC)通信接口、Modbus接口、輸入輸出(Input Output, 10)卡件硬接線接P。
[0025]對(duì)于上述的10卡件硬接線接口主要就是通過(guò)模擬量(例如高低電平)的方式或者是開(kāi)關(guān)量(例如O和I的方式)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌诜绞?，這種方式主要是硬接線方式，在一個(gè)實(shí)施例中，上述10卡件硬接線接口包括:模擬量輸入卡件Al和模擬量輸出卡件A0;或者，10卡件硬接線接口包括:開(kāi)關(guān)量輸入卡件DI和開(kāi)關(guān)量輸出卡件D0。
[0026]對(duì)于上述的控制設(shè)備103，如圖2所示，包括:與上述數(shù)據(jù)接口 101連接，用于對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)的交換機(jī)201 ;和與所述交換機(jī)201連接，用于對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理的控制芯片202。
[0027]為了保證對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)中一段網(wǎng)絡(luò)或交換機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的崩潰，以保證設(shè)備系統(tǒng)的安全運(yùn)行，可以采用冗余策略在設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置冗余的交換機(jī)和控制芯片，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，交換機(jī)201包括:主交換機(jī)301，用于對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)；冗余交換機(jī)302，用于在主交換機(jī)故障時(shí)，對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)；控制器202包括:主控制芯片303，用于對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理；冗余控制芯片304，用于在主控制芯片故障時(shí)，對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。
[0028]在上述各個(gè)實(shí)施例中，上述對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)用于對(duì)燃煤火力發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制品質(zhì)優(yōu)化。
[0029]下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型上述的對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行具體描述。
[0030]在本例中，對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)中提供了多種接口方式與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而使得本例中的設(shè)備系統(tǒng)可以根據(jù)DCS類型的不同采用不同的數(shù)據(jù)傳輸方式，將數(shù)據(jù)傳輸至對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)。在實(shí)施過(guò)程中，對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)接收的DCS的數(shù)據(jù)主要有:主汽壓力、主汽溫度、風(fēng)量、煤量、給水流量、功率等，對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)在接收到這些參數(shù)數(shù)據(jù)后可以通過(guò)預(yù)測(cè)等高級(jí)算法，計(jì)算得到控制信號(hào)的增量，然后再通過(guò)上述數(shù)據(jù)接口將增量數(shù)據(jù)回傳至DCS中，與原有的控制變量融合后得到最終的控制信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)火力發(fā)電廠的主輔機(jī)設(shè)備的控制。
[0031]為了使得上面的硬件結(jié)構(gòu)的作用更為清楚，下面將從硬件和以硬件中的功能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面進(jìn)行具體說(shuō)明:
[0032]為廣泛適應(yīng)不同DCS接口的要求，在本實(shí)施例中采用了不同的硬件接口方式。如圖4所示，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，在本例中將對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為優(yōu)化系統(tǒng)，在如圖4所示的優(yōu)化系統(tǒng)中，通過(guò)OPC方式(主要是與DCS中的OPC服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互)、原有DCS開(kāi)放的API接口方式(通過(guò)原有的DCS開(kāi)放通信協(xié)議與DCS中的通信服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互)、ModbuS方式以及IO硬接線方式中的一種或多種與原DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0033]對(duì)于如圖4所示的優(yōu)化系統(tǒng)，主要包括以下硬件物理結(jié)構(gòu):
[0034]I)控制設(shè)備，為了提高優(yōu)化系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，控制設(shè)備中的所有硬件結(jié)構(gòu)中都可以采用冗余設(shè)計(jì)，為了提高優(yōu)化系統(tǒng)的適應(yīng)性和開(kāi)放性，如圖4所示，控制設(shè)備中包含一對(duì)冗余的數(shù)據(jù)交換機(jī)和一對(duì)冗余的控制器，其中，該控制器所實(shí)現(xiàn)的功能可以是通過(guò)控制芯片實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于由監(jiān)控設(shè)備下發(fā)的數(shù)據(jù)和指令通過(guò)冗余的數(shù)據(jù)交換機(jī)與控制器進(jìn)行交互，因?yàn)椴捎昧穗p重網(wǎng)絡(luò)冗余，如果其中一段網(wǎng)絡(luò)或交換機(jī)出現(xiàn)故障，并不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。冗余的控制器對(duì)通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，按照一定算法進(jìn)行處理后得到控制數(shù)據(jù)，最后通過(guò)數(shù)據(jù)接口將處理后的數(shù)據(jù)輸出，發(fā)送給DCS。對(duì)于上述一對(duì)冗余的控制器在某一時(shí)刻只有一個(gè)控制器作為“主控制器”工作，以完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和輸出，另一個(gè)作為“備控制器”工作，實(shí)時(shí)備份“主控制器”的數(shù)據(jù)并監(jiān)視其工作狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到“主控制器”出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，即可立刻切換到由“備控制器”進(jìn)行工作負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和輸出，從而保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0035]2)數(shù)據(jù)接口，包括:10卡件、Modbus通信模件、OPC通信模件以及原DCS開(kāi)發(fā)的API接口，數(shù)據(jù)接口主要與原DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，滿足不同DCS的數(shù)據(jù)傳輸要求。其中，10卡件可以包括Al (模擬量輸入卡件)、A0 (模擬量輸出卡件)、DI (開(kāi)關(guān)量輸入卡件)以及DO (開(kāi)關(guān)量輸出卡件)。
[0036]為了對(duì)上述控制設(shè)備進(jìn)行，圖4中還設(shè)置有監(jiān)控設(shè)備，在監(jiān)控設(shè)備中可以包含有工程師所用的計(jì)算機(jī)設(shè)備、操作員所用的計(jì)算機(jī)設(shè)備和用于存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，其中，工程師所用的計(jì)算機(jī)設(shè)備可以完成邏輯控制回路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，用于控制設(shè)備的工作方式進(jìn)行控制和管理；操作員所用的計(jì)算機(jī)設(shè)備可以完成對(duì)工藝過(guò)程的操作和監(jiān)控；存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器主要用于保存監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。
[0037]在圖4所示的優(yōu)化系統(tǒng)中的控制芯片可以實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0038]在試驗(yàn)方法和機(jī)理分析可以得到火力發(fā)電廠的主汽壓力、功率和溫度的理論模型，將得到的理論模型作為優(yōu)化系統(tǒng)中控制芯片的初始化參數(shù)。在上述優(yōu)化系統(tǒng)與DCS相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交互后，優(yōu)化系統(tǒng)根據(jù)DCS通過(guò)接口傳來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(例如實(shí)際工況的主汽壓力、實(shí)時(shí)功率以及與設(shè)定值之間的偏差)修正理論模型，從而保證構(gòu)建的模型的精確性和可靠性，以便為后端動(dòng)態(tài)參數(shù)的分配提供較為精確的數(shù)據(jù)。具體的，優(yōu)化系統(tǒng)中的控制芯片可以實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0039]I)動(dòng)態(tài)參數(shù)分配功能，接收根據(jù)實(shí)際工況修正后的模型，通過(guò)評(píng)估和預(yù)測(cè)算法，實(shí)時(shí)修正后端的壓力預(yù)測(cè)模型和功率預(yù)測(cè)模型。根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的不同，一般可以劃分為50%Pe-66.7%Pe、66.7%Pe_83.3%Pe、83.3%Pe-100%Pe三個(gè)負(fù)荷段，分別對(duì)這三個(gè)負(fù)荷段進(jìn)行參數(shù)修正。
[0040]2)主汽壓力預(yù)測(cè)功能，用于根據(jù)負(fù)荷段的不同接收來(lái)壓力模型的修正數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)比較主汽壓力設(shè)定Ps與實(shí)際主汽壓力Pt之間的偏差計(jì)算得到控制數(shù)據(jù)，將得到的控制數(shù)據(jù)輸出到原DCS中作為燃料控制器的修正數(shù)據(jù)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)變換形成對(duì)鍋爐風(fēng)煙控制系統(tǒng)的修正數(shù)據(jù)，并將變換后的數(shù)據(jù)分別送至總風(fēng)量控制系統(tǒng)和一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)。[0041]3)直接功率控制(Direct Power Control, DPC)功率預(yù)測(cè)功能,通過(guò)計(jì)算給定功率NO和實(shí)際功率N之間的偏差，計(jì)算得到控制數(shù)據(jù)，同時(shí)接收動(dòng)態(tài)參數(shù)分配在不同負(fù)荷段對(duì)其控制器的參數(shù)修正，并設(shè)計(jì)了針對(duì)電網(wǎng)考核和管理規(guī)定設(shè)計(jì)的自動(dòng)發(fā)電量控制(Automatic Generation Control, AGC)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能,在變負(fù)荷期間對(duì)其進(jìn)行必要的修正，提高了機(jī)組變負(fù)荷的適應(yīng)性和有效性。
[0042]4) 一次調(diào)頻控制功能，該一次調(diào)頻控制功能是基于智能預(yù)測(cè)的，根據(jù)電網(wǎng)頻率的變化智能地調(diào)節(jié)DPC控制器的設(shè)定和輸出給定，從而適應(yīng)不同頻率變化對(duì)于機(jī)組控制的要求。
[0043]5)動(dòng)態(tài)煤量燃值修正功能，該動(dòng)態(tài)煤量燃值修正功能是基于能量守恒的，在主要參數(shù)變動(dòng)之前，用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)比較燃料的變化，在負(fù)荷變動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)修正燃料變化量，同時(shí)修正總風(fēng)量和一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)的變化量，從而提高鍋爐燃燒過(guò)程對(duì)于煤種變化的適應(yīng)性。
[0044]在圖4所示的優(yōu)化系統(tǒng)中，利用預(yù)測(cè)控制理論解決了火力發(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(wèn)題，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)滿足了火電機(jī)組對(duì)于不同煤種的適應(yīng)性。具有對(duì)不同DCS的接口設(shè)計(jì)，使得任何DCS都能有效接入。硬件設(shè)計(jì)采用冗余設(shè)計(jì)的方式，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)與DCS接入數(shù)據(jù)的類型為增量型，當(dāng)優(yōu)化系統(tǒng)切除時(shí)不會(huì)對(duì)原系統(tǒng)帶來(lái)安全隱患。
[0045]該優(yōu)化系統(tǒng)在保證機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，利用預(yù)測(cè)控制理論設(shè)計(jì)出針對(duì)現(xiàn)有工況的功能，使機(jī)組在負(fù)荷快速跟隨的情況下，壓力盡量保持穩(wěn)定，保證全程AGC時(shí)負(fù)荷響應(yīng)快速穩(wěn)定，提高了機(jī)組對(duì)于AGC指令的相應(yīng)能力，滿足了電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的要求，同時(shí)滿足了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性要求。
[0046]在使用圖4所示的優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，主要包括以下幾
I K
少:
[0047]I)完成對(duì)于優(yōu)化系統(tǒng)的安裝和調(diào)試，以及軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)、下裝。
[0048]2 )機(jī)組正常運(yùn)行，在原有的DCS協(xié)調(diào)控制切除的條件下，對(duì)鍋爐、汽機(jī)進(jìn)行對(duì)象特性試驗(yàn)，運(yùn)用機(jī)理建模和試驗(yàn)分析建立對(duì)象模型。
[0049]3)根據(jù)對(duì)象模型初步整定各個(gè)控制器參數(shù)。
[0050]4)系統(tǒng)試投入試驗(yàn)。
[0051]5)機(jī)組正常運(yùn)行，在50%額定負(fù)荷、66.7%額定負(fù)荷、83.3%額定負(fù)荷、90%額定負(fù)荷、100%額定負(fù)荷分別進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的整定試驗(yàn)。
[0052]6)機(jī)組正常運(yùn)行，進(jìn)行連續(xù)變負(fù)荷試驗(yàn)。
[0053]從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:提供了一種對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中設(shè)置有至少兩種與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口，和與所述至少兩種與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口連接，用于通過(guò)所述至少兩種與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口中的接口接收或者發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制層設(shè)備。由于在該對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)中設(shè)置了至少兩種與DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口，從而使得該系統(tǒng)可以兼容不同類型的DCS，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)DCS的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的方式無(wú)法對(duì)多種DCS都適用的技術(shù)問(wèn)題。[0054]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，包括: 至少兩種不同類型的數(shù)據(jù)接口，用于與不同分散控制系統(tǒng)DCS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互； 與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送DCS數(shù)據(jù)的控制設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接口包括如下至少兩種不同類型:應(yīng)用程序編程接口 AP1、用于過(guò)程控制的對(duì)象連接與嵌入OPC通信接口、Modbus接口、輸入輸出IO卡件硬接線接口。
3.如權(quán)利要求2所述的對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于: 所述IO卡件硬接線接口包括:模擬量輸入卡件Al和模擬量輸出卡件AO ； 或者，所述IO卡件硬接線接口包括:開(kāi)關(guān)量輸入卡件DI和開(kāi)關(guān)量輸出卡件D0。
4.如權(quán)利要求1所述的對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備包括: 與所述數(shù)據(jù)接口連接，用于對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)的交換機(jī)； 與所述交換機(jī)連接，用于對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理的控制芯片。
5.如權(quán)利要求4所述的對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述交換機(jī)包括: 主交換機(jī)，用于對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)； 冗余交換機(jī)，用于在主交換機(jī)故障時(shí)，對(duì)通過(guò)所述數(shù)據(jù)接口接收或發(fā)送的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)。
6.如權(quán)利要求4所述的對(duì)分散控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述控制芯片包括: 主控制芯片，用于對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理； 冗余控制芯片，用于在主控制芯片故障時(shí)，對(duì)所述交換機(jī)分發(fā)的DCS數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203720605SQ201320620399
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】李衛(wèi)華, 劉磊, 楊振勇, 康靜秋, 駱意, 高愛(ài)國(guó), 劉愛(ài)民, 王勝, 杜建忠 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, 河北大唐國(guó)際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司